基于灰色马尔科夫模型的公路客流量预测系统设计
1.前言
公路客流量预测是以预测科学的理论和方法为基础, 以公路运输系统为对象的一项部门预测科学。它既属于预测学的范畴又属于交通运输技术经济学的范畴。其目的就是要通过一定的手段和方法推算出研究区域内公路网中各路线和路段上现时和未来的交通量,为区域内公路网规划和单项公路的建设提供最基本的依据。
2.正文
2.1研究背景
公路运量的准确预测，对于把握公路客货市场的发展趋势及对公路运输企业进行正确决策均具有重要的现实意义。然而，由于影响公路运量发展因素的复杂性及不可确知性，给公路运量的准确预测带来了较大的难度。公路运量的预测方法很多，主要有回归分析法、指数平滑法、灰色预测法、马尔可夫分析法等,其中回归预测法在公路运量预测中应用最多。采用回归预测法进行公路运量预测时，需运用城市人均GDP、城市化水平、城镇居民收入、公路里程、各产业产值等参数作为预测因子，因 而需要收集大量信息，这样会导致计算工作量增大，建模困难，特别是有些信息难以量化，难以确定模型的参数，进而导致无法实现预测；另一方面，由于各个预测因子弹性系数的随机波动性较大，因此，即使搜集到翔实的数据，建立的模型也未必十分精确，由于灰色模型可以用来揭示预测数据的发展趋势。马尔可夫预测可以描绘一个随机变化的动态系统，根据状态之间的转移概率来推测一个系统未来的发展变化，适合描述随机波动性较大的预测问题，通常该模型用来确定状态的转移规律。笔者将结合灰色系统理论和马尔可夫模型两者的优点，建立灰色马尔可夫预测模型对公路运量预测中弹性系数进行预测，这一方面利用模型使数据序列满足了马尔可夫的前提条件，即无后效性和平稳过程等均值特点；另一方面，马尔可夫模型又解决了对随机波动性较大序列的预测问题， 能够提高预测精度。
2.2国外研究现状
国外在公路客运量预测中过多地追求新的预测方法的应用,而对交通、公路网演变发展规律研究不够，对预测技术与艺术的结合注意不够，对交通系统与各有关系统的关系研究不够，从而造成了一种片面追求技术预测方法更新的现象。
2.3国内研究现状
国内现行的四阶段预测法是从国外引进的一种交通量预测方法，它是假定发生交通量同环境因素(人口 、社会经济)的关系过去、现在和将来均不发生变化来分析其与现状“OD” 调查表中数字二者之间的关系，再据未来的环境因素来推算未来的发生交通量。这对于社会经济相对平稳，产业与产品结构基本稳定的特定时间段是比较适应的，但对社会环境因素不平稳，产业与产品结构都急需调整的如我国中、西部地区的适用度仍值得商讨。
2.4研究意义
公路客运量的科学预测及掌握其发展规律, 将会使公路运输生产组织更加高效，有利于运输企业制定合理的公路运输发展战略，提高公路运输的效益的效率。同时根据预测结果制定相关政策可以有效缓解公路交通拥挤状况，减少交通事故的发生；而且有利于有关政府部门做城市规划，道路设计和交通政策调整。
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