長江流域通航環(huán)境對油耗影響的半?yún)?shù)回歸模型效應(yīng)分析.pdf

1、通航環(huán)境是船舶行駛的外部環(huán)境，外部因素對船舶油耗的影響是本文重點的研究對象和基于建模與模型改進(jìn)的基礎(chǔ)。內(nèi)河船舶所處的通航環(huán)境相對簡單，文章主要從風(fēng)，水速，水深三方面，探討船舶在長江流域通航條件下的油耗值與主機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。
　　依據(jù)通航環(huán)境的差異性，采用系譜聚類分析和K-means聚類驗證的方式相結(jié)合將整個航段劃分為高、中、低三個等級流速的流域，對其中一個等級流速航段進(jìn)行建模擬合。通過相關(guān)系數(shù)計算和主成分分析，提取出建模所需的變量，

2、以油耗值作為因變量，在自變量選取中，選取了對油耗影響效果最大的主機(jī)轉(zhuǎn)速作為主要變量。為了與引入這些影響因素的情形展開對比，便于直觀地反映和分析通航環(huán)境影響因素對油耗的作用效果，在初始模建模時，不引入通航環(huán)境影響因素，直接采用非參數(shù)回歸尋找油耗隨主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化趨勢。對非參數(shù)的回歸模型進(jìn)行不同樣條基的對比分析，并引入正則化懲罰因子對回歸模型的擬合優(yōu)度進(jìn)行調(diào)整，改善其預(yù)測效果。依據(jù)多元回歸模型參數(shù)估計的顯著性，通過逐步回歸對引入模型的影響因素

3、，包括通航環(huán)境影響因素的交互作用，進(jìn)行篩選。結(jié)合參數(shù)回歸模型和非參數(shù)回歸模型的優(yōu)缺點，進(jìn)行合理的折衷整合，構(gòu)建出半?yún)?shù)擬合模型進(jìn)行回歸預(yù)測。將通航環(huán)境的影響因素作為參數(shù)調(diào)節(jié)因子引入到油耗與主機(jī)轉(zhuǎn)速的非參數(shù)模型中，這樣既可以滿足本文研究對象的需要，同時還可以維持非參數(shù)擬合的擬合效果。在模型的求解過程中，導(dǎo)入模型中的樣本數(shù)據(jù)具有隨機(jī)效果，因此為了使整個模型的解釋效果更加合理，更有說服力，考慮隨機(jī)效應(yīng)的影響，這樣對整個模型采用混合效應(yīng)形式來求

4、解。通過顯著性檢驗和似然比檢驗對引入模型的環(huán)境影響因素部分的有效性進(jìn)行仿真試驗分析，并對模型的預(yù)測效果進(jìn)行評估。將半?yún)?shù)回歸模型作為最合適的回歸模型進(jìn)行航段擬合。
　　結(jié)合初始依據(jù)通航環(huán)境差異性展開的聚類結(jié)果，推廣到不同等級流速的航段，在航段整體通航環(huán)境存在差異的前提下，構(gòu)造半?yún)?shù)混合效應(yīng)模型比較船舶油耗效果值的差異性和整體趨勢的異同。通過最終的趨勢擬合圖，分析不同航段下油耗值的差異，得出在不同的航段下以怎樣的航速行駛會更省油，為