長(zhǎng)江流域通航環(huán)境對(duì)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(duì)船舶油耗的影響是本文重點(diǎn)的研究對(duì)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(duì)簡(jiǎn)單，文章主要從風(fēng)，水速，水深三方面，探討船舶在長(zhǎng)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(yàn)證的方式相結(jié)合將整個(gè)航段劃分為高、中、低三個(gè)等級(jí)流速的流域，對(duì)其中一個(gè)等級(jí)流速航段進(jìn)行建模擬合。通過相關(guān)系數(shù)計(jì)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(duì)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(duì)比，便于直觀地反映和分析通航環(huán)境影響因素對(duì)油耗的作用效果，在初始模建模時(shí)，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(shì)。對(duì)非參數(shù)的回歸模型進(jìn)行不同樣條基的對(duì)比分析，并引入正則化懲罰因子對(duì)回歸模型的擬合優(yōu)度進(jìn)行調(diào)整，改善其預(yù)測(cè)效果。依據(jù)多元回歸模型參數(shù)估計(jì)的顯著性，通過逐步回歸對(duì)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(diǎn)，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(cè)。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(duì)象的需要，同時(shí)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(gè)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(duì)整個(gè)模型采用混合效應(yīng)形式來求

4、解。通過顯著性檢驗(yàn)和似然比檢驗(yàn)對(duì)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(yàn)分析，并對(duì)模型的預(yù)測(cè)效果進(jìn)行評(píng)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(jí)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(shì)的異同。通過最終的趨勢(shì)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(huì)更省油，為