交通运输系统工程第四章系统预测.

授课对象：08级交运任课教师：魏利华E-mail：[e-mail]：13897973428《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测**主要内容**第六讲运输系统模拟※第五讲运输系统网络计划技术第四讲运输系统预测第三讲运输系统模型第二讲运输系统分析第七讲运输系统评价课程知识结构第八讲运输系统决策第九讲运输决策支持系统※第一讲概论第十讲智能运输系统※《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测第四讲运输系统预测运输系统预测概述4.1定性预测方法4.2时间序列预测法4.3简单平均法4.4移动平均法4.5指数平滑法4.6趋势外推法4.7灰色预测法4.8《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测【预测】一、概念预测——是指对事物的演化预先做出的科学推测。广义：(1)静态预测——在同一时期根据已知事物推测未知事物；(2)动态预测——根据某一事物的历史和现状推测其未来。狭义：动态预测——对事物的未来演化预先做出的科学推测。预测分支包括：社会预测、人口预测、经济预测、政治预测、军事预测、气象预测，等。4.1运输系统预测【凡事预则立，不预则废】【迷信预测】【经验预测】【科学预测】《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测二、预测的基本原理整体性原理可知性原理可能性原理相似性原理反馈性原理4.1运输系统预测《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测三、预测的分类4.1运输系统预测微观预测宏观预测按预测范围或层次分：)1(近期预测短期预测中期预测长期预测按预测时间长短分：)2(定量预测定性预测按预测方法的性质分：)3(动态预测静态预测：按是否考虑时间因素分)4(《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测四、预测的步骤4.1运输系统预测实施阶段预测模型构思搜集资料情报确立预测模型运算与预测验证阶段模型验证评价预测结果验证交付决策阶段提交预测准备阶段提出预测课题明确预测目的确定预测要素选定预测方法五、预测精度评价预测精度一般指预测结果与实际情况相一致的程度，误差越大，精度越低，因而通常用误差指标反映预测精度的高低。预测误差:相对误差:平均误差:平均绝对误差:平均相对误差:方差:标准误差:4.1运输系统预测为高估预测值；）为低估预测值，（00eexxe为预测精度；）（-1%100xxxxe为修正预测值的依据）（exxneneniniiii11)(11为预测误差的绝对大）（||||1||1||11exxneneniniiii%100||1%100||1||11niniiiiiixxxnxenniniiiixxnenS11222)(11niiiniixxnenS1212)(11《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测定性预测——指预测者通过调查研究、了解实际情况后，凭自己的知识背景和实践经验，对事物发展前景的性质、方向和程度做出判断、进行预测，又称判断预测、调研预测。针对性——数据不多、数据不够准确或主要影响因素难以用数字描述、无法进行定量分析的情况。主要方法：个人判断法、头脑风暴法、德尔菲法对比类推法、交叉概率法4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测一、个人判断法指由某一领域的专家所进行的预测。分为：专家自发预测和专家受邀预测。优点：可以最大限度地利用专家个人的想象力和创造力，不受外界影响，没有心理压力，方便易行；局限性：易受专家知识面、学派、经验、占有的资源及对预测问题是否感兴趣的影响，容易产生偏见。4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测二、头脑风暴法主要指通过组织专家会议，激励全体与会专家参加积极的创造性思维。主持者以明确的方式向所有参与者阐明问题，说明会议的规则，尽力创造融洽轻松的会议气氛。主持者一般不发表意见，以免影响会议的自由气氛，而由专家们“自由”提出尽可能多的方案。1、组会原则：①禁止批评和评论，且不必自谦；②目标集中，追求设想数量，多多益善；③鼓励巧妙地利用和改善他人的设想；④与会人员一律平等，各种设想全记录；⑤主张独立思考，禁止私下交谈，避免干扰思维；⑥提倡自由发言，畅所欲言，任意思考；⑦不强调个人成绩，以小组整体利益为重。4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测二、头脑风暴法2、专家小组人员组成：①方法论学者——专家会议的主持者；②设想产生者——专业领域的专家（50%~60%）；③分析者——专业领域的高级专家；④演绎者——具有较高思维逻辑的专家。专家的人选应严格限制，便于参加者把注意力集中于所涉及的问题，具体应按照下述三个原则选取：如果参加者相互认识，要从同一职位（职称或级别）的人员中选取。领导人员不应参加，否则可能对参加者造成某种压力。如果参加者互不认识，可从不同职位（职称或级别）的人员中选取。这时不应宣布参加人员职称，不论成员的职称或级别的高低，都应同等对待。参加者的专业应力求与所论及的决策问题相一致，这并不是专家组成员的必要条件。但是，专家中最好包括一些学识渊博，对所论及问题有较深理解的其它领域的专家。4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测二、头脑风暴法3、方法激发机理：①联想反应②热情感染③竞争意识④个人欲望4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测【头脑风暴法算例】例4.1为把普通公路改造成高速公路，需要进行该工程的经济评价，对今后若干年的车流量作预测。为此，聘请了三个管理人员和两个专家进行判断（定性）预测第四年的交通量。解析：（1）明确问题预测该路段第四年的交通量。（2）提出要求每人对车流量做三种估计：最高车流量、最可能车流量和最低车流量，同时，根据过去的统计资料或实际经验估计这三种车流量出现的概率大小。4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测【头脑风暴法算例】根据要求，三位管理人员（记为甲、乙、丙）对未来第四年每天的车流量作出估计如下表：人员类别车流量（辆/日）概率期望值（辆/日）甲最高车流量200000.314600最可能车流量140000.5最低车流量80000.2乙最高车流量240000.218000最可能车流量180000.6最低车流量120000.2丙最高车流量180000.211400最可能车流量120000.5最低车流量60000.3此外，两名专家的平均预测值为18000辆/日。《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测)/(14657115.11114001180005.114600日辆再分析管理人员和专家预测值的重要性，设专家的预测值权重比管理人员的大一倍，则综合预测值为：)/(1688612114657218000日辆即该路段第四年的车流量预测值为每天16886辆。【头脑风暴法算例】解析：（3）汇总、计算、得出结论根据三位管理者预测值的重要性设定各自权重：如设甲、乙、丙三人预测值的权重分别为1.5、1和1，则三人预测值的加权平均值为：《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测三、德尔菲法（Delphi）德尔菲法是在许多领域广泛应用的一种专家分析方法，它是在专家个人判断法和专家会议法的基础上发展起来的一种专家调查法，比较适用于长期需求预测。1、概念是采用背对背的通信方式（书面）征询和汇总专家小组成员的预测意见，经过几轮征询、归纳和修改，最后使专家小组的预测意见趋于集中，汇总成基本一致的看法，作为预测的结果。4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测三、德尔菲法（Delphi）2、特点①匿名性；②反馈性；③收敛性；④广泛性。优点：便于独立思考，独立估测；既集思广益，又经济合理；利于探索性解决问题；具有广泛的应用范围。缺点：易忽视少数人的创意；缺少思想交锋和商讨；容易受组织者主观意想的影响。4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测三、德尔菲法（Delphi）3、程序4.2定性预测方法④组织调查实施③设计调查表①建立预测工作组②选择专家⑤汇总处理调查结果《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测三、德尔菲法（Delphi）4、运用范围①缺乏足够的资料；②作长远规划或大趋势预测；③影响预测事件的因素太多；④主观因素对预测事件的影响较大。4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测【德尔菲法应用举例】例4.2：某货运站计划扩建，为对其进行可行性研究，需对未来的运输量情况进行预测，预测采用德尔菲法进行。解析：预测过程如下：(1)提出问题预测某货运站未来的运量；(2)聘请专家聘请三位经济学家、三位领导人员、三位科技专家、三位企业家，发放意见征询表，要求每人对该服务区域内未来（以第四年为例）的运输量进行预测，分为最高运输量、最有可能运输量和最低运输量三种情况。(3)4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测(3)意见汇总、整理、计算、分析经过三轮的意见反馈，得到运输量预测统计见表:(单位：万吨公里)4.2定性预测方法专家组第1轮第2轮第3轮最低最可能最高最低最可能最高最低最可能最高经济学家A100012002000110016002500115015502460B9001000180095013002200120014302350C8001100160090015001980130016002250领导人员A120015002000135014002100160013002000B130016002200120013002300110014502200C600180023008001700220085016502300科技专家A50080018606001000190090012002000B8001600240095016502300100017002400C130018002500135016002200120017502200企业家A500100015007501300180090014001900B800950165095010001600115013002000C100017002450100015602600130015002500合计136501783026560《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测【德尔菲法应用举例】(4)根据统计表，可以采用适当的计算方法求出需要预测的运输量。（平均数法or中位数法）方法一：用平均数求解。计算方法为：最低运输量平均值：13650/12=1138(万吨公里)最可能运输量平均值：17830/12=1486(万吨公里)最高运输量平均值：26560/12=2213(万吨公里)第四年运输量预测值：(1138+1486+2213)/1=1612(万吨公里)4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测(4)根据统计表，可以采用适当的计算方法求出需要预测的运输量。方法二：用中位数求解。计算过程如下：首先把12位专家的三次预测的运输量从小到大依次排列（如遇到相同的数，不重复计算）。最低运输量：850，900，1000，1100，1150，1200，1300，1600最可能运输量：1200，1300，1400，1430，1450，1500，1550，1600，1650，1700，1750最高运输量：1900，2000，2200，2250，2300，2350，2400，2460，2500求出最低运输量、最可能运输量和最高运输量的三个中位数的平均值，作为预测值。中位数的计算公式为：(n+1)/2，n为数列的项数4.2定性预测方法《交通运输系统工程》第四讲运输系统预测最低运输量中位数的平均值:(1100+1150)/2=1125(万吨公里)最可能运输量的中位数：1500(万吨公里)最高运输量的中位数：2300(万吨公里)则第四年运输量的预测值为：(1125+1500