基于最大Lyapunov指数的铁路煤炭发送量预测研究.pdf

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1、第l3卷第6期交通运输系统工程与信息V01．13N0．62013年12月1!竺portationSystemsEngineeringandInformationTechnologyDecember2013文章编号：1009-6744(2013)06-0184-07基于最大Lyapunov指数的铁路煤炭发送量预测研究吴华稳，王富章(中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，北京100081)摘要：应用混沌理论的相空间重构方法，分析了与铁路煤炭运量相关的3组时J"-l序列，分别计算了它们的嵌入延迟时间、嵌入维数、关联维数、最大Lyapunov指数等混沌统计量，并以此为依据判断了3

2、组时间序列的混沌特性．结果显示：煤炭发送增长量和增长率符合混沌特性，煤炭发送量不符合混沌特性．最后，利用最大Lyapunov指数方法和BP神经网络方法对铁路煤炭发送增长量和增长率进行预测．预测结果表明，基于最大Lyapunov指数预测值能够较好地与实际值相吻合，其预测的准确度明显好于BP神经网络预测值．因而用混沌理论中的最大Lyapunov指数在煤炭发送量相关时间序列预测中有广泛的实用价值．关键词：铁路运输；煤炭发送量时间序列；最大Lyapunov指数；混沌判定；相空间重构中图分类号：U29．39文献标识码：ARailwayCoalDispatchedVolumePred

3、ictionBasedonMaximumLyapunovExponentWUHua—wen．WANGFu—zhang(InstituteofComputingTechnology，ChinaAcademyofRailwaySciences，Beijing100081，China)Abstract：Thephasespacereconstructionmethodofchaostheoryisusedtoanalyzethethreegroupsoftimeseriesassociatedwithrailwaycoaldispatchedvolume．Theembedded

4、time—delay，embeddeddimension，correlationdimensionandthemaximumLyapunovexponentofeachtimeseriesareseparatelycalculated．Theresultsareusedtojudgethechaoticcharacteristicoftimeseries．Theanalyticalresultsshowasfollows：thegrowthamountandgrowthrateofrailwaycoaldispatchedvolumehavechaoticcharacte

5、risticswhilethecoaldispatchedvolumedoesn’t．ThemaximumLyapunovexponentmethodandBPneuralnetworkareseparatelyusedtoforecastthegrowthamountandgrowthrateofrailwaycoaldispatchedvolume．TheresultshowsthatthepredicteddatausingmaximumLyapunovexponentmethodisanastomoticwiththerealdata．ThemaximumLyap

6、unovexponentmethodisbetterthanBPneuralnetworkinprediction．ThemaximumLyapunovexponentpredictionofchaostheoryhasextensiveandpracticalvalueinrailwaycoaldispatchedvolumetimeseriesprediction．收稿日期：2013-06-24修回日期：2013-09-03录用日期：2013-09—23基金项目：铁道部科技研究课题(2007X008-G，2008X015一H)．作者简介：吴华稳(1983一)，男，河北

7、唐山人，博士生．通讯作者：wfzh@rails．cn第13卷第6期基于最大Lyapunov指数的铁路煤炭发送量预测研究185Keywords：railwaytransportation；railwaycoaldispatchedvo]1]metimeseries；maximumLyapunovexponent；chaoticjudgment；phasespacereconstructionCLCnumber：U29．39Documentcode：A1引言2重构相空间煤炭是我国铁路货运量比重最大的货种，铁路相空间重构的目的是从高