第四章運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測(cè)“人無遠(yuǎn)慮，必有近憂”“凡是預(yù)則立，不預(yù)則廢”第四章運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測(cè)第一節(jié)概述第二節(jié)定性預(yù)測(cè)方法第三節(jié)定量預(yù)測(cè)方法本章重點(diǎn)第一節(jié)概述一、預(yù)測(cè)的概念根據(jù)客觀事物的過去和現(xiàn)在的發(fā)展規(guī)律，借助科學(xué)的方法和手段，對(duì)事物的發(fā)展趨勢(shì)和狀況進(jìn)行描述分析，形成科學(xué)的假?zèng)]和判斷的一種科學(xué)理論。二、預(yù)測(cè)的基本原理整體性原理可知性原理可能性原理相似性原理反饋原理三、預(yù)測(cè)的步驟(1)確定目標(biāo)(2)確定預(yù)測(cè)要素(3)選擇預(yù)測(cè)方法(4)收集和分析數(shù)據(jù)(5)建立預(yù)測(cè)模型(6)模型的分析(7)利用模型預(yù)測(cè)(8)預(yù)測(cè)結(jié)果的分析四、預(yù)測(cè)的基本要素時(shí)間數(shù)據(jù)模型費(fèi)用精度實(shí)用在預(yù)測(cè)方法學(xué)上，15年-30年是最難預(yù)測(cè)的時(shí)間段15年30年五、預(yù)測(cè)的分類1、按預(yù)測(cè)技術(shù)的性質(zhì)分類(1)定性預(yù)測(cè):專家調(diào)查法、市場(chǎng)調(diào)查法、主觀概率法、交叉概率法、領(lǐng)先指標(biāo)法、類推法等(2)定量預(yù)測(cè)：外推法：時(shí)間序列方法；因果法：回歸分析法、經(jīng)濟(jì)計(jì)量法、投入產(chǎn)出法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法等其他定量方法：灰色預(yù)測(cè)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法等2、按預(yù)測(cè)對(duì)象分類(1)社會(huì)預(yù)測(cè)(2)經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)(3)科學(xué)預(yù)測(cè)(4)技術(shù)預(yù)測(cè)(5)軍事預(yù)測(cè)六、運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測(cè)目的：系統(tǒng)投資、規(guī)劃的需要；系統(tǒng)評(píng)價(jià)的需要。特點(diǎn)：外部：影響因素復(fù)雜，全面考慮其他子系統(tǒng)的影響；內(nèi)部：系統(tǒng)的運(yùn)輸能力與需求往往會(huì)產(chǎn)生不一致、不協(xié)調(diào)的狀況，預(yù)測(cè)時(shí)須考慮運(yùn)量的特點(diǎn)：正常運(yùn)量、轉(zhuǎn)移運(yùn)量、新增運(yùn)量；內(nèi)部各運(yùn)輸方式之間的競(jìng)爭(zhēng)決定了預(yù)測(cè)時(shí)要考慮某種子系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)其他子系統(tǒng)的影響及對(duì)運(yùn)量變化的影響。

第二節(jié)定性預(yù)測(cè)方法一、集思廣議法（智暴法）二、德爾菲法三、對(duì)比類推法四、前景分析預(yù)測(cè)法一、集思廣議法（智暴法）步驟：明確問題；發(fā)表意見；討論找出滿意答案。人員組成：(1)方法論學(xué)者——即預(yù)測(cè)學(xué)領(lǐng)域的專家，一般擔(dān)任會(huì)議的組織者；(2)思想產(chǎn)生者——專業(yè)領(lǐng)域的專家，人數(shù)應(yīng)占小組的50％、60％;(3)分析者——專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)比較淵博的高級(jí)專家;(4)演繹者——具有較高邏輯思維能力的專家。與會(huì)人員遵循規(guī)則：(1)禁止對(duì)與會(huì)者或其他人發(fā)表的意見作任何非難，還要避免言詞上的武斷等；(2)“思想”的數(shù)量是首要的,數(shù)量越大，出現(xiàn)有價(jià)值思想的概率就越大。(3)要重視那些不尋常的、看得遠(yuǎn)的、貌似不太合實(shí)際的思想，歡迎自由奔放的思考，思路越廣、越新則越好。(4)應(yīng)將上述思想進(jìn)行組合、分類、公布以及改進(jìn)。適用范圍：智暴會(huì)議比較適合于所探討的問題比較單純，目標(biāo)比較明確的情況。如果問題牽涉面太包含因素太多，那就要首先對(duì)所研究的問題進(jìn)行分析和分解，然后采用此法。例4-1二、德爾菲法思路：由預(yù)測(cè)的單位根據(jù)預(yù)測(cè)的目的、要求，設(shè)計(jì)意見征詢表，有選擇的聘請(qǐng)一組專家，向他們提供與預(yù)測(cè)問題有關(guān)的情況和資料，發(fā)給征詢表，要求專家根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，對(duì)征詢表的問題作出回答。1）

德爾菲法的特點(diǎn)

①匿名性②反饋性③收斂性④廣泛性

德爾菲法的優(yōu)點(diǎn)是：便于獨(dú)立思考，獨(dú)立估測(cè)；即集思廣益，又經(jīng)濟(jì)合理；利于探索性解決問題；具有廣泛的應(yīng)用范圍。其不足是：易忽視少數(shù)人的創(chuàng)意；缺少思想交鋒和商討；容易受組織者主觀意想的影響。2)德爾菲法程序：

①建立預(yù)測(cè)工作組②選擇專家③設(shè)計(jì)調(diào)查表

④組織調(diào)查實(shí)施⑤匯總處理調(diào)查結(jié)果

3)德爾菲的運(yùn)用范圍:

①缺乏足夠的資料②作長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃或大趨勢(shì)預(yù)測(cè)

③影響預(yù)測(cè)事件的因素太多④主觀因素對(duì)預(yù)測(cè)事件的影響較大例4-2三、對(duì)比類推法（經(jīng)驗(yàn)判斷法）原理：利用事物之間的相似特點(diǎn)，把先行事物的表現(xiàn)過程類推到后繼事物上去，從而對(duì)后繼事物的前景作出預(yù)測(cè)的一種方法。分類：依據(jù)類比目標(biāo)的不同可以分為產(chǎn)品類推法、地區(qū)類推法、行業(yè)類推法和局部總體類推法。預(yù)測(cè)步驟：(1)明確預(yù)測(cè)目標(biāo)(2)確定類比目標(biāo)(3)分析類比的可行性(4)確定預(yù)測(cè)起始點(diǎn)(5)測(cè)算預(yù)測(cè)期間單位時(shí)間遞增率(6)具體計(jì)算預(yù)測(cè)期間各時(shí)間段的預(yù)測(cè)值四、前景分析預(yù)測(cè)法是一種辨識(shí)關(guān)鍵因素及其影響的方法。兩種方式表述：一類是對(duì)未來某種狀態(tài)的描述；另一類是描述一個(gè)發(fā)展過程。例4-3各種方法對(duì)比以上四種定性預(yù)測(cè)方法中，除類推法之外，其余三種的共同問題就是如何選擇好專家，關(guān)鍵在于選擇合適且全面的專家組，實(shí)施要點(diǎn)如下：方向選擇：根據(jù)預(yù)測(cè)的任務(wù)和內(nèi)容，主要看專家就此問題提供多少有用信息，以本專業(yè)為主，適當(dāng)聘請(qǐng)外部分和邊緣、交叉學(xué)科的專家，開闊思路，提高質(zhì)量。人數(shù)的選擇：以10-50人為宜，堅(jiān)持自愿原則，尤其是德爾菲法，在調(diào)查表編制上要以方便專家回答為原則。禁止對(duì)自己或他人發(fā)表的意見，思想進(jìn)行非難，允許發(fā)表不同意見。第三節(jié)定量預(yù)測(cè)方法一、時(shí)間序列預(yù)測(cè)法二、回歸分析預(yù)測(cè)法三、灰色預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單平均法指數(shù)平滑法一、時(shí)間序列預(yù)測(cè)法原理：一方面，承認(rèn)事物發(fā)展的延續(xù)性；另一方面，充分考慮到事物發(fā)展偶然因素的影響而產(chǎn)生的隨機(jī)性。為了消除隨機(jī)波動(dòng)的影響，以歷史時(shí)間、序列數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用概率統(tǒng)計(jì)的方法，運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)方法使其向外延伸，預(yù)測(cè)未來發(fā)展變化趨勢(shì)。適用范圍：趨勢(shì)變化、周期變化、隨機(jī)變化方法利弊：優(yōu)點(diǎn)是其預(yù)測(cè)結(jié)果人為的主觀因素較少，簡(jiǎn)便易行，費(fèi)用不大；缺點(diǎn)是不能反映隨機(jī)受到的外部環(huán)境影響，預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性、實(shí)用性較差，只適于進(jìn)行短期預(yù)測(cè)。1、簡(jiǎn)單移動(dòng)平均法以歷史數(shù)據(jù)的算術(shù)平均數(shù)、加權(quán)算術(shù)平均數(shù)和幾何平均數(shù)等直接作為預(yù)測(cè)值。(1)算術(shù)平均法P62例4-4(2)加權(quán)平均法P63例4-5思考題：一次簡(jiǎn)單移動(dòng)平均預(yù)測(cè)法只能預(yù)測(cè)一期，二次移動(dòng)平均預(yù)測(cè)法也是如此嗎？2、二次移動(dòng)平均預(yù)測(cè)法二次移動(dòng)平均預(yù)測(cè)法適用于存在明顯的線性上升或下降的時(shí)間序列。它依據(jù)兩次移動(dòng)平均數(shù)據(jù)，建立線性趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)模型：參數(shù)確定：N的取值：一般地，對(duì)某種社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象時(shí)間序列選擇跨越期大致考慮如下：（1）發(fā)展趨勢(shì)呈水平樣式，N取值大小關(guān)系不大；（2）發(fā)展趨勢(shì)呈脈沖式（即僅在某時(shí)期突然增加或減少，隨后基本保持不變），為了消除隨機(jī)干擾，N一般取大值；（3）發(fā)展趨勢(shì)呈階梯式（即開始一段時(shí)期是某一平穩(wěn)水平，另一段時(shí)期跳到另一平穩(wěn)水平，發(fā)展趨勢(shì)有拐點(diǎn)），為了讓預(yù)測(cè)值靈敏地反映實(shí)際變化，N一般取小值。例1:已知某公司年度銷售額數(shù)據(jù)如表8.1所示，試用二次移動(dòng)平均法，預(yù)測(cè)該公司2004年、2005年和2006年的銷售額。表1某公司歷年銷售額數(shù)據(jù)表單位：萬元年度銷售額

1992200

1993240

1994360266.7

1995380326.7

1996420386.7326.71997400400.0371.11998340386.7391.11999360366.7384.42000420373.3375.62001460413.3384.42002420433.3406.72003460446.7431.1解：從銷售額的觀察值判斷，該時(shí)間序列近似直線上升趨勢(shì)，可用二次移動(dòng)平均法預(yù)測(cè)。相應(yīng)數(shù)據(jù)見表8.1第3、4列。根據(jù)上圖，從該時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的曲線來看，其發(fā)展趨勢(shì)是呈階梯式的，因此N取小值，這里取N=3。參數(shù)：預(yù)測(cè)模型為：因此，該公司2004年銷售額的預(yù)測(cè)值為：462.3+15.6*1=477.9萬元，同理，其2005年、2006年銷售額的預(yù)測(cè)值分別為493.5萬元和509.1萬元。方法利弊：移動(dòng)平均預(yù)測(cè)法存在二個(gè)問題：一是計(jì)算未來預(yù)測(cè)值沒有利用全部歷史資料，只考慮N期資料便作出預(yù)測(cè)；二是當(dāng)移動(dòng)平均間隔中出現(xiàn)非線性趨勢(shì)時(shí)，給較近期觀察值以較大權(quán)數(shù)，較遠(yuǎn)期觀察值以較小權(quán)數(shù)，進(jìn)行加權(quán)移動(dòng)平均，預(yù)測(cè)效果較好，當(dāng)要為各個(gè)時(shí)期配合適的權(quán)數(shù)也非常麻煩。為克服上述缺點(diǎn)，我們介紹指數(shù)平滑法3、指數(shù)平滑法原理：只需要本期的實(shí)際值和本期的預(yù)測(cè)值便可預(yù)測(cè)下一期的數(shù)據(jù)，不需要保存大量的歷史數(shù)據(jù)。指數(shù)平滑法包括一次、二次、三次指數(shù)平滑。①一次指數(shù)平滑法式中，為本期一次指數(shù)平滑值，為上期一次指數(shù)平滑值，為本期觀察值，為平滑系數(shù)。預(yù)測(cè)模型為：一次指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法適用于時(shí)間序列水平變動(dòng)狀態(tài)的短期預(yù)測(cè)。2、初始值的確定。在預(yù)測(cè)實(shí)踐中，一般采用這樣的方法判斷處理：當(dāng)時(shí)間序列期數(shù)在20個(gè)以上時(shí)，初始值對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響很小，可用第一期觀察值代替，即當(dāng)時(shí)間序列期數(shù)在20個(gè)以下時(shí)，初始值對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果有一定影響，可用第一、二期的平均值代替，即3、平滑系數(shù)的確定。一般情況下，觀察值呈較穩(wěn)定水平發(fā)展，a取0.1-0.3；觀察值波動(dòng)較大時(shí)，a取0.3-0.5；觀察值波動(dòng)很大時(shí)，a取0.5-0.8。a越小，視歷史信息越重要（修勻程度大），反之視當(dāng)前信息越重要（修勻程度?。Ｈ绻笖?shù)平滑的目的在于用新的指數(shù)平滑值去反映時(shí)間序列中包含的長(zhǎng)期趨勢(shì)，應(yīng)取較小還是較大的值？如果目的在于更敏感地反映最新觀察值的變化，又是如何？實(shí)際預(yù)測(cè)時(shí)，通常初選幾個(gè)a值，經(jīng)過試預(yù)測(cè)，對(duì)所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析，選取其中誤差最小者。②二次指數(shù)平滑法模型：在上述二次指數(shù)平滑處理的基礎(chǔ)上．可建立線性預(yù)測(cè)模型：其中：當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)的時(shí)間序列具有明顯的線性趨勢(shì)時(shí)，可采用二指。例2：某百貨公司1992-2003年?duì)I業(yè)額數(shù)據(jù)如下表所示，試用指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)該公司2004-2006年的營(yíng)業(yè)額。表2某百貨公司歷年?duì)I業(yè)額數(shù)據(jù)表單位：萬元年度t

19920120124.0124.0104.819931128125.6124.6117.519942130127.4125.7130.219953142133.2128.7142.919964140135.9131.6155.619975154143.2136.2168.319986170153.9143.3181.019997196170.7154.3193.720008210186.4167.1206.420019225201.9181.0219.1200210228212.3193.5231.8200311245225.4206.3244.5解：該時(shí)間序列曲線如下圖所示，即其變動(dòng)趨勢(shì)接近直線上升，因此這里應(yīng)用二次指數(shù)平滑法。因觀察值不足20期，這里的初始值用最初兩期觀察值的平均數(shù)，即124萬元。另外，由于該時(shí)間序列曲線有一定的波動(dòng)，取。從而可以分別計(jì)算該時(shí)間序列的一次指數(shù)平滑值和二次指數(shù)平滑值，見表8.2的第4、5列。進(jìn)一步，求出參數(shù)從而可以得到預(yù)測(cè)模型：進(jìn)一步，根據(jù)該預(yù)測(cè)模型，即可求出各年度的預(yù)測(cè)值，見表8.2的第6列。并計(jì)算出該百貨公司2004年的營(yíng)業(yè)額預(yù)測(cè)值為：244.5+12.7*1=257.2萬元，同理可計(jì)算出其2005年、2006年的預(yù)測(cè)值分別為269.9萬元和282.6萬元。③三次指數(shù)平滑法：數(shù)據(jù)具有曲線傾向模型：在三次指數(shù)平滑處理的基礎(chǔ)上．可建立如下非線性預(yù)測(cè)模型：其中：注：一般初值取X0=S（1）0=S（2）0=S（3）0各種指數(shù)平滑法的比較方法數(shù)據(jù)特征預(yù)測(cè)模型特點(diǎn)及局限性一次指數(shù)平滑平穩(wěn)非季節(jié)性只能預(yù)測(cè)一期二次指數(shù)平滑線性趨勢(shì)非季節(jié)性1個(gè)平滑系數(shù)，使用簡(jiǎn)單。反映數(shù)據(jù)的線性趨勢(shì)三次指數(shù)平滑非線性趨勢(shì)非季節(jié)性只有一個(gè)平滑系數(shù)，可反映數(shù)據(jù)非線性趨勢(shì)，較實(shí)用使用要點(diǎn)(1)模型中參數(shù)的選擇簡(jiǎn)單平均預(yù)測(cè)法：可選n=3，5或6;指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法：若時(shí)間序列比較穩(wěn)定，則a的取值比較?。蝗魰r(shí)間序列變動(dòng)較大，則a的取值應(yīng)比較大，使預(yù)測(cè)能敏感地跟蹤實(shí)際值的變化?？蛇xa=0.1,0.3,0.5或0.9，哪個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值更接近實(shí)際值，就選擇哪個(gè)。對(duì)于時(shí)間序列預(yù)測(cè)法，n值的選擇很重要。如果時(shí)間序列有周期性的變化，且為分月資料時(shí)，應(yīng)取n=12；對(duì)分季度資料，應(yīng)取n=4，這樣才能消除季節(jié)變化的影響，顯示出長(zhǎng)期趨勢(shì)。(2)預(yù)測(cè)模型的檢驗(yàn)：后驗(yàn)擬合法比較預(yù)測(cè)對(duì)象的歷史數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)模型計(jì)算值之差是否小于預(yù)測(cè)精度：二、回歸分析預(yù)測(cè)法原理：根據(jù)事物內(nèi)部因素變化的因果關(guān)系來預(yù)測(cè)事物未來的發(fā)展趨勢(shì)。預(yù)測(cè)步驟：(1)進(jìn)行相關(guān)關(guān)系分析(2)初步建立預(yù)測(cè)模型(3)計(jì)