
张惠楚已参观世博会4次。
时间顺序分析模型
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8月预测和实际数据比较
根据时间序列分析模型计算,以最高温度为温度的标志,首先研究数据发现在温度上升到一定程度后,每上升1℃,人数会急剧下降,于是很自然地与二次曲线的性质结合在一起。如抽取了最低点、最高点和中间点三个有代表性的数据。 29℃——45万人,34℃——41万人,39℃——32万人,取7月份的31天人数的平均值为一标准量,为44.63万,建立方程,用Matlab解此三元一次方程。
预测结果
日期 8.1
8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13
预测(万人)
39.89 33.86 34.26 35.69 35.77 38.81 43.96 39.02 40.65 41.05 36.50
30.96 34.53
实际(万人)
31.6 33.67 33.6 33.57 35.21 38.81 44.24 39.07 39.84 42.27 37.38
36.97
此外,星期数对客流也有影响,如星期六根据计算就要用上15%的人数加成,预测得到的7月31日的值为48.86万,因为7月31日为星期六所以将乘上调整系数115%,然后当天最高气温为37.4℃,再根据先前求得的温度函数进行调整,得到最终值为44.61万,实际数值为44.09万,误差为0.52万。
平日最大爱好是编程
这位“预测大师”就是上海实验学校高二学生张惠楚。他是运用经典的数学模型“时间序列分析模型”来预测世博会参观人数的。张惠楚在观察后发现,温度上升到一定程度后,每上升1℃,人数就会急剧下降,双休日则是入园观博的高峰。于是,他确定了气温、星期数等影响参数,利用世博开幕以来参观人数的历史数据,建立模型对未来游园人数进行预测。他预测今天的观博人数将达34.53万人。
张惠楚最大的爱好是编程,之所以想到用数学模型预测世博会的客流,是因为他参加了由上海教育报刊总社、卢湾区教育局、复旦大学共同主办的2010年复旦—CEE“未来科学家”夏令营,这个夏令营让中学生们提前体验研究生的学习生活,复旦大学计算机学院的阚海斌教授听说了张惠楚的想法后,就向他介绍了时间序列分析模型,再加上张惠楚自己通过编程,实现了对客流的预测。
设置课题缘于自身体验
张惠楚自己已参观过4次上海世博会,他表示,自己参观韩国馆排了2小时队,沙特馆排了4至5小时。因此,希望能利用计算机编程语言,通过对场馆的热门程度、参观人数、参观时间等数据进行分析,计算出怎样合理安排,可让园区内游客排队时间均摊下来最短。
的确,尽管参观世博会成为很多游客到上海的首选,但是参观世博人数太多,尤其是热门场馆排队时间过长,现场拥挤,也成为让游客又爱又恨的原因。
张惠楚利用一个多月的时间,完成了《时间序列分析模型在世博会人数预测中的应用》的课题研究,他表示,随着世博会开办逐渐进入中期,来参观世博的人也日益增多。特别是暑假以来世博会经常出现各大场馆都需排三四小时长队的情况,园区内也是人山人海,经常听到有些人抱怨,“我昨天还觉得今天的人不会多,怎么今天有那么多的人来呢?”
其实,光凭人脑凭空想的预测是不可能正确的。于是,张惠楚尝试着应用工程中常用的时间序列分析方法进行世博会人数的分析,详细论述了时间序列AR模型在人数预测中的应用与实现的问题。
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