摘要：为准确预测上海水运和远洋货运量，更好地建设上海国际航运中心，文章通过对上海1999-2009年水运和远洋货运量的统计分析和研究，应用灰色系统中的GM（1，1）模型，建立了上海水运和远洋货运量预测模型，通过预测模型运行并与历史数据进行比较，确认预测模型准确度较高；最后以此预测模型对上海2012-2019年的水运和远洋货运量进行了预测。
论文关键词：灰色预测模型,水运货运量,远洋货运量,准确度,预测
国际和国内贸易是推动航运业发展的主要动力，也是拉动国民经济增长的主要因素。在水运和远洋运输规划和发展中，船舶货物运输总量的规模和其增长的速度是水运和远洋运输规划和发展的重要指标， 它关系到区域港口和航运发展的科学规划，关系到水运和远洋运输在综合交通运输体系中的比重和国际海上运输的资源配置。上海地处长江三角洲的东缘，东濒东海，南临杭州湾，西接江苏、浙江两省，北界长江入海口，交通便利，腹地广阔，是内河运输、江海运输、沿海运输和国际远洋运输的枢纽港，每年完成的外贸吞吐量占全国沿海主要港口的20%左右。2009年上海港货物吞吐量5.92亿吨，位居世界第一；集装箱吞吐量2500万标准箱，世界第二[1]。2009年3月25日，国务院总理温家宝主持召开的国务院常务会议上审议并原则通过了“关于推进上海加快发展现代服务业和先进制造业、建设国际金融中心和国际航运中心的意见”，并提出“到2020年，将上海基本建成与我国经济实力和人民币国际地位相适应的国际金融中心、具有全球航运资源配置能力的国际航运中心”。因此，科学地预测上海水运和远洋货运量在未来几年的需求，将对上海国际航运中心的建设产生重大影响，并对上海经济社会发展和对外开放具有积极的促进作用。
二、上海水运和远洋货运量研究
上海承担着华东地区外贸货物进出口、长江沿岸港口和江浙地区内河港口中转等重要任务，通过对上海水运货运量结构的研究，我们发现上海水运货运量主要由四部分组成，即：远洋货运量、沿海货运量、长江货运量和内河货运量。根据上海统计年鉴的统计数据显示[2] [3]：上海水运货运量占整个上海市货运量的比重1999年为36.5%，2009年提高到49.3%，水运货运量在1999年到2009年期间逐年增加，总增长幅度达近1.5倍。由此可见，上海水运货运量占上海市整个货运量的比重在逐年上升，水运在综合运输中的地位日益突出。但在研究中也发现，上海远洋货运量占水运货运量的比重1999年为35.6%，2008年下降为28.5%，远洋货运量占整个水运货运量的比重基本上维持在30%左右[2] [3] ，远洋货运量与水运货运量发展趋势有差异。具体统计数据见表1：1999-2009年上海水运和远洋运输货运量历年数据和图1：1999-2009年上海水运和远洋运输货运量统计图。
表1 1999-2009年上海水运和远洋运输货运量历年数据 单位（万吨）
年度
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
全部货运量
44485
47954
49545
54196
58669
63180
68741
72616
78108
84347
76967
水运货运量
16241
18442
19496
23174
26621
30148
34557
37342
41041
42729
37983
远洋货运量
5783
7022
7129
7210
7832
8603
10091
11766
12575
12197
注：资料来源，上海统计年鉴（2009）。全部货运量指包括公路、铁路、水路和航空的货物运输量。
图1 1999-2009年上海水运和远洋运输货运量统计图
三、货运量预测方法
预测就是利用现有的历史资料和相关信息，运用科学合理的方法对未来的需求进行科学的分析、估算和推断。水运和远洋货运量预测主要是对船舶货物运输总量的需求预测，从预测技术的方法来讲，预测主要有两大类：一是时间序列分析，如趋势外推预测法、指数平滑法、灰色预测法；二是因果分析法，如回归分析法和弹性系数预测法[5]。根据刘月卿等[6]的研究：灰色系统法、回归分析法、弹性系数法和趋势分析法四种单一模型比较研究后，灰色预测法是预测货运量的有效方法；根据江爱平[7]的研究：灰色预测模型适用于区域水运货运量预测，预测范围越大互补情况越优，而且精度也越好。
灰色系统理论（Grey System Theory）是由我国著名学者邓聚龙教授根据“灰箱”概念拓广而来，并于1982年在国际上率先提出灰色系统理论。灰色系统理论以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象。灰色系统对数据及其分布的限制要求小，主要通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对现实世界的确切描述和认识[8]。在进行上海水运和远洋货运量预测过程中，我们可以取得历年来上海水运和远洋货运量的统计数据，上海历年国内生产总值GDP等相关数据，但其它对上海水运和远洋货运量的影响因素尚不清楚，相关数据也较少，则根据专家对货运量预测方法的研究结果，在本文中考虑用灰色预测法进行上海水运和远洋货运量预测。
灰色预测法的具体预测步骤如下：
1．数据处理
给定原始时间数据数列
 （  …， ），
一阶累加生成新序列 =（  …， ，）
紧邻均值序列：设 （  …， ）.
其中 .
2．建立微分方程和构造矩阵
一阶微分方程为 ，这里的一个变量的一阶微分方程模型，记做GM（1，1）模型。 构造矩阵：
 ， ，
3．矩阵计算
记参数列为 ，则 ，按最小二乘法可求得： = 。进行矩阵计算，从而求得参数 。
4．求出预测模型
将参数代入时间函数得一次累加生成序列的预测模型：
再由还原公式 还原，可求得各个模拟值。
5．模型精度的检验
预测模型的精度可以通过后验方差比值C和小误差概率P来检验，具体方法为：
（1）计算残差 ：由实际数值和预测数值比较后得到；
（2）计算原序列 标准差 ；计算残差序列 的均值 和标准差|keyimg3
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