基于LOD的泸州各地区间物流需求预测

基于LOD的泸州各地区间物流需求预测xxx（西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756）摘要：本文在不考虑区域以外情况下，根据给定的数据和查找的社会经济、自然地理等资料，运用LOD预测方法和物流系统规划等方法，对泸州市江阳区、龙马潭区等三区四县2015年和2020年的物流需求量进行预测，并对该市2015年、2020年的LOD矩阵和物流量期望线图分别进行了计算和绘制。关键词：LOD预测方法物流系统规划LOD矩阵物流量期望线图ForecastingofInter-regionallogisticsdemands1、背景1.1论文背景四川省泸州市位于长江上游的川滇黔结合部，人口近500万，辖江阳区、龙马潭区、纳溪区、合江县、泸县、古蔺县、叙永县等三区四县。需要根据给定的不考虑区域以外情况下的数据和查找的社会经济、自然地理等资料，运用LOD预测方法，预测2015年和2020年的物流需求量。1.2L-OD预测原理介绍物流纯流动是单位物品从始发地到达目的地的流动过程，简称L-OD，物流流动需求预测也称基于L-OD的物流需求方法，是包含各类预测方法和模型在内的一种以物流分区为对象的集聚分析，一般是先通过对目前各地区社会经济、物流设施与物流状况进行调查，按照地区经济的增长趋势及目标，利用预测方法推导出未来各区的物流发生量和吸引量，在进行区与区之间的物流空间交换量预测，接着进行物流链的选择，最后将所有的物流量分配到物流网络的各线路和节点上。2、泸州市各小区物流生成预测对于物流生成量的预测，本文首先根据三次指数平滑法模型预测出2009-2020年的GDP增长率，再采用弹性系数法进行生成预测，根据各小区国内生产总值和货运代理量的弹性系数预测未来校区物流生成量。2.1泸州GDP增长率计算泸州市2001年至2008年间GDP值，如表1所示。表2-1泸州市2001年——2008年GDP值年度2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年GDP（亿元）177.9194.2215.8258.8284.9331.12403.8508.4根据2001-2008年泸州市GDP值，本文采用EXCEL软件利用指数平滑法对2009-2020年泸州市GDP值的预测。2.1.1绘制2001-2008年泸州市GDP散点趋势图由图excel软件绘制2001-2008年泸州市GDP散点趋势图如下所示，可以看出，其数据增长趋势呈二次曲线趋势，所以本文宜采用三次指数平滑法进行预测。图泸州市2001-2008年GDP散点图2.1.2泸州市2009-2020年GDP预测过程（1）指数平滑法预测原理指数平滑法是在移动平均法基础上发展起来的一种时间序列分析预测法，它是通过计算指数平滑值，配合一定的时间序列预测模型对现象的未来进行预测。其原理是任一期的指数平滑值都是本期实际观察值与前一期指数平滑值的加权平均。而本题中采用三次指数平滑法进行预测。（2）指数平滑法预测公式运用三次指数平滑法进行预测时，首先计算各次数指数平滑值初始值，公式如下：一次指数平滑值初始值为：3321)1(0yyyS同理计算)2(0S和)3(0S如下公式：33)2(3)2(2)2(1)3(0)1(3)1(2)1(1)2(0SSSSSSSS再分别求出一次、二次、三次指数平滑值，公式如下：)1(1)1()1(tttsys)2(1)1()2()1(tttsss)3(1)2()3()1(tttsss再根据三次指数平滑法预测模型：2ttttcbay然后分别利用以下公式求出a，b，c值即可得到预测模型，从而计算出预测值。)3()2()1(22)3()2()1(2)3()2()1(2)1(2)34()45(2)56()1(233ttttttttttttSSScSSSbSSSa（3）选择平滑系数由图1绘制的散点图可以看出整个预测过程中长期趋势变化不大，但是预测过程中时间序列有所波动，所以此时可选稍大的指数平滑系数α值，常在α=0.2-0.4之间取值，而本题首先采用EXCEL首先分别对α=0.2、0.3、0.4进行2001-2008年GDP预测，然后将预测值与实际值比较，根据误差选择预测误差最小的指数平滑系数α来进行计算。当指数平滑系数α=0.2、0.3、0.4时，得到的2001-2008年GDP预测值如下表所示：当a=0.2时2001-2008年GDP指数平滑值预测值年份t实际值yt一次平滑值St（1）二次平滑值St（2）三次平滑值St（3）预测值Ytatbtct0195.97194.14193.8920011177.90192.35193.78193.87189.59-3.04-0.3020022194.20192.72193.57193.81186.25191.27-1.51-0.1320033215.80197.34194.32193.91189.63202.966.060.5820044258.80209.63197.38194.61209.60231.3422.892.1020055284.90224.68202.84196.25256.34261.7738.283.3920066331.12245.97211.47199.30303.44302.8057.734.9620077403.80277.54224.68204.37365.50362.9485.867.2320088508.40323.71244.49212.40456.03450.06126.1310.47当a=0.3时2001-2008年GDP指数平滑值预测值年份t实际值yt一次平滑值St（1）二次平滑值St（2）三次平滑值St（3）预测值Ytatbtct0195.97193.69193.1820011177.90190.55192.75193.05186.44-4.43-0.4220022194.20191.64192.42192.86181.59190.53-1.04-0.0720033215.80198.89194.36193.31189.43206.908.430.7720044258.80216.86201.11195.65216.11242.9126.512.2920055284.90237.27211.96200.54271.71276.4938.493.0920066331.12265.43228.00208.78318.07321.0653.274.0520077403.80306.94251.68221.65378.38387.4276.085.6120088508.40367.38286.39241.07469.11484.03109.487.93当a=0.4时2001-2008年GDP指数平滑值预测值年份t实际值yt一次平滑值St（1）二次平滑值St（2）三次平滑值St（3）预测值Ytatbtct0195.97193.51192.6920011177.90188.74191.60192.26183.67-5.35-0.4920022194.20190.92191.33191.89177.83190.66-0.040.0320033215.80200.87195.15193.19190.66210.379.680.8420044258.80224.04206.71198.60220.89250.6125.912.0520055284.90248.39223.38208.51278.58283.5332.442.2520066331.12281.48246.62223.75318.23328.3441.902.6720077403.80330.41280.13246.31372.90397.1359.103.6520088508.40401.60328.72279.27459.88497.9285.045.21根据以上2001-2008年预测值与实际值进行比较，进行误差分析：分别用均值误差MSE与平均绝对百分误差MAPE来进行计算，公式如下：ntttxynMSE121nttttyYynMAPE1100当a取不同值时，得到的误差结果如下：均值误差MSE平均绝对百分误差MAPEa=0.228.928.29a=0.335.7810.49a=0.427.298.26所以得出应选择指数平滑系数a=0.4来进行预测2009-2020年GSP值以及增长率。caiyo（4）建立模型预测2009-2020年GDP值由于指数平滑系数采用的是α=0.4来进行计算所以建立二次曲线趋势模型：2ttttcbay当t=8时，由公式计算得到5.20785.038497.919888cba所以有当t=8时，二次曲线预测模型为：28207.5038.85919.497y时间t实际值yt一次平滑值St（1）二次平滑值St（2）三次平滑值St（3）预测值Yt0195.967193.513192.6952001年1177.900188.740191.604192.258(5泸州市2009-2020年GDP增长率计算2.1.3泸州市2009-2020年GDP增长率计算由上表可以得出下表计算，分别得到泸州市各小区GDP增长率。时间预测值Yt差额（Yt-Yt-1）GDP增长率2008508.4002009588.16479.763920115.69%2010688.823100.659296817.11%2011799.897111.073560416.13%2012921.385121.487823915.19%20131053.287131.902087514.32%20141195.603142.316351113.51%20151348.334152.730614612.77%20161511.479163.144878212.10%20171685.038173.559141811.48%20181869.011183.973405310.92%20192063.399194.387668910.40%20202268.201204.80193259.93%2.2泸州市2009年至2020年各物流小区的物流量增长率计算泸州市物流小区区划情况，如表2和图1所示。表2泸州市物流小区区划情况小区编号1234567区县名称江阳区龙马潭区纳溪区合江县泸县古蔺县叙永县2002年2194.200190.924191.332191.8882003年3215.800200.874195.149193.1922004年4258.800224.045206.707198.5982005年5284.900248.387223.379208.5112006年6331.120281.480246.619223.7542007年7403.800330.408280.135246.3062008年8508.400401.605328.723279.2732009年9588.1642010年10688.8232011年11799.8972012年12921.3852013年131053.2872014年141195.6032015年151348.3342016年161511.4792017年171685.0382018年181869.0112019年192063.3992020年202268.201图1泸州市核心物流小区区划示意图泸州市各物流小区预测年度弹性系数（物流量增长率与GDP增长率的比值）如表3所示。表3泸州市物流小区预测年度弹性系数结合弹性系数值、GDP增长率值，利用物流预测系统的弹性系数法公式，预测泸州市2009-2020年直接影响小区的物流增长率如下表所示：弹性系数法公式：;/增长率物流量增长率；为弹性系数；GDP时间弹性系数GDP增长率