摘 要

在生活中，变点并不出现在我们日常所接触的范围中，变点理论往往被用于经济学，交通统计，医学统计中，将变点理论应用于数据中，用已知的数据寻找分析其规律来思考变点对整体带来的影响或预测将来可能出现的走向以及变化。内河船舶因为航道比海上较狭窄，航道受限，船舶流量，密度大等因素造成每年内河水域事故频发，对可能出现的小部分变化引起大范围交通流变化需要通过数据精确分析，所以有效及时准确地判断交通异常就显得尤为重要，对交通流的实时辨识以及对交通流参数的规律分析都是关键，本文将公路交通中变点理论应用于内河船舶交通流分析来实现对内河船舶交通流的辨识。

结合国内外学者在变点方面的研究现状，总结变点分析方法：有已知有规律因素（比如季节性带来的影响，或节假日会出现的人流量变化）影响下的数据可先用最小方差法，求均值方差判断变点，再运用皮尔逊和斯皮尔曼分析法分析相关系数和Sig值，确定参数间存在关系，建立回归模型，得出拟合度并比较，选择具体线性回归模型分析，通过标准化系数得出精细化回归表达式。本文中简述了变点在船舶交通流分析中的意义，并使用回归分析法作变点估计，还通过均值，方差等概念对变点进行了描述和判断，将非线性问题转化为线性问题具体分析。以往对公路交通的分析证明了方法的有效性以及可行性，现在对内河船舶交通作讨论和分析。

关键词：船舶交通流变点，回归分析，线性回归模型分析，方差法，拟合度

Summary

In life, the change point does not appear in the scope of our daily contact, the change point theory is often used in economics, traffic statistics, medical statistics, the change point theory is applied to the data, using the known data to find Analyze its laws to think about the impact of the change point on the whole or predict the direction and changes that may occur in the future. Inland waterway ships are narrower than the sea, restricted waterway, ship flow, density and other factors cause frequent accidents in inland waters every year. For small and large changes that may occur, large-scale traffic flow changes need to be accurately analyzed through data, so it is effective It is particularly important to judge traffic anomalies in a timely and accurate manner. Real-time identification of traffic flow and analysis of the rules of traffic flow parameters are the key points. In this paper, the theory of the change point in highway traffic is applied to the analysis of inland ship traffic flow Identification of flow.

Combined with the research status of domestic and foreign scholars on the change point, summarize the change point analysis method: the data under the influence of known regular factors (such as seasonal effects or changes in the number of people that will occur on holidays) can be used first Variance method, find the mean variance to determine the change point, and then use Pearson and Spearman analysis to analyze the correlation coefficient and Sig value to determine the relationship between the parameters, establish a regression model, draw a fit and compare, and select a specific linear regression model Analysis, through standardized coefficients to obtain refined regression expressions. This article briefly describes the significance of the change point in the analysis of ship traffic flow, and uses regression analysis to estimate the change point. It also describes and judges the change point through the concepts of mean and variance, and transforms the nonlinear problem into a linear problem. detailed analysis. The previous analysis of highway traffic has proved the effectiveness and feasibility of the method, and now we will discuss and analyze the inland river traffic.

Keywords:Ship traffic change point, Regression analysis, Linear regression model analysis, Variance method, Degree of fit.

目 录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究内容 3

第二章 变点分析概述 5

2.1 变点简介 5

2.2 变点与异常点的区别 5

2.3 变点分析基本理论 6

第三章 回归分析法 7

3.1 回归分析法简介 7

3.2 回归分析法在变点分析中的应用 7

3.3 基于回归分析的变点检测模型建立 9

第四章 实例分析 11

4.1 变点数量估计 11

4.2 变点识别及分析 16

第五章 总结 20

致谢 22

参考文献 23

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1研究背景

交通运输发展是国家发展的充要条件，交通运输与国家的兴旺紧密连接在一起，其发展会带动国家连接于其他国家的贸易，进一步促进国内经济发展，并使人们交通出行更加安全、方便。在运输途径中，水路运输占有很大比重，尽管水路运输相比公路以及铁路运输速度慢，但凭借水路运输运量大，运费相对较低，对环境的污染较小，所以大宗货物通常会选择水路运输。

由于水运业的快速发展，航运企业的规模增大，数量增多，伴随的船舶交通事故也在不断增多，如何在提高运输效率的同时也能保障运输安全已成为现阶段最主要的问题。道路交通在拥有更先进的监管设备和监管力度的前提下，依旧存在交通流拥挤，事故频发的问题，由此很多研究中都将更系统化的数据分析引入交通流分析，以建立动态的数据处理并实时管控。相比道路交通，船舶交通更不易管控，尽管和道路交通一样都对其领域的数据有不同程度的分析，但基本都是依照数据对已发生的事件作分析，并没有应用于对未来的监管中。对内河流域一般来说，对航道的频繁护理和维修，或开通更多的航道都可以有效减少船舶事故发生，但受限于自然条件和高昂的费用，这种方法并不能完全开展。