册亨县水上应急搜救中心沿江监管应急搜救站 贵州省黔西南布依族苗族自治州 562400
摘要：遗传算法是以遗传学机理的生物化过程为算法的计算机模型，通过模拟自然进化的过程搜索最优的解决问题的方法。遗传算法包括定性预测、定量预测两种方式，在水路交通运输的测算中，运用遗传算法可以有效做到对运输量的预测和对运营组织方案的研究，从而选择最优的水路运输方案。
关键词：遗传算法；水陆交通；预测
水运的历史非常悠久，从古至今一直是人类主要的运输方式之一，也是当前交通运输体系的重要组成部分。水运的主要优势在于其运输成本低廉，但水运耗时较长的劣势也体现的非常明显[1]。随着科技的进步，我国开始更加注重运输方式在节能和环保方面的成效，发展低碳和绿色经济是目前乃至于未来发展的主流。在此形势下，研究水运的最优方案就显得极合时宜，而遗传算法则是目前测算最优选的最有效计算方法。
一、遗传算法概述
遗传算法主要是一种模拟自然选择和遗传机理生物进化过程的计算机模型，其主要功能在于模拟出最优解决方案。遗传算法的主要理论依据是达尔文的进化论，其最核心的运算原理为适者生存法则。遗传算法可以看作是人工智能的分支之一，它具有进化进算计的所有特征。在算法上，首先生成所有的可行方案数据，然后通过复制和交换、突变等遗传操作，筛选出不合理的方案，最终在所有较为合理的方案中测算出最优解。遗传算法是一门新学科，很多采用传统数学计算方法无法得出最优解的项目，通过遗传算法就可以有效解决问题，因此遗传算法是一种可行性较高的新运算方法。
二、在水路交通运输量预测中引用遗传算法
（一）对运输量的预测
要想制定出正确的水路交通运输量的最优方案，就必须对其进行科学的预测。在当前所有行业都在广泛采用各种数学方法预测未来发展趋势的背景下，水运行业也不能脱离潮流，因为正确的预测最优运输方案有助于水运行业提高自身利润、降低运输风险、节省运输时间。
首先是建立基于遗传算法的灰色模型：在人工智能的领域中，有大量的问题需要在复杂的数据搜索中寻找最好的解决途径[2]，在预算此类问题的最优解时，运用传统的数学计算法将给研究员带来极大的工作负担，巨量的信息会严重影响运算效率。因此，在研究时如果能够自动获得和积累相关空间的数据，并自动控制搜索过程，就可以得到最优解或准有解。遗传算法就是运用这样的运算方法对数据进行测算并评估的。GM模型是灰色系统理论的预测模型，非常常见，而且运算起来十分简单。它研究不确定性系统对象，通过对某些已知的信息数据进行生成、开发和提取，计算出水陆交通运输在人数上的最优选择。这种模式主要预测时间序列，是一个只包含单变量的韦方程构成的数学模型，能够在信息量很少的情况下预测和建模，运用十分广泛。
其次是灰色模型预测结果：以汉江某段航运为例，2013年，该航段的总体客运量达到了130万人次，而货物的运载量达到了57万吨，采用遗传算法对灰色模型进行预算，结合该航段往年的运输量，分析得出其在2014和2015年期间将要达到的客运量和货运量为：2014年，客运量137万人次，货运量72万吨；2015年，客运量139万人次，货运量91万吨。2016年，根据该航段水运监测部门之前公布的结果：2014年，客运量136.4万人次，货运量73.3万吨；2015年，客运量140万人次，货运量90.4万吨。两者结果相比较，证明遗传算法具有非常准确的预测能力。因此，遗传算法对于水路运输量的预测是非常有价值的。
（二）对运营组织方案的研究
首先是传播的运营方案分析：在分析方案时，将所属航线内可以运用的运营方案进行归纳，然后分别对单位的运输成本、运费率等指标进行计算。以汉江航运为例，在汉中—安康段的4条航线中，使用171kW+2*300t的运输组织形式是最有利的；在安康—百合段的3条航线中，218kW+2*500t的运输组织形式是最有利的。
一般来说，受各种条件的影响，同一河段内的运输总量不会有很大的变化，在这一前提下，如何做到最大限度地节省运营成本、提高利润，如何合理利用各种资源是目前航运行业普遍重点研究的问题[3]。决定货船和客船主尺寸的关键因素有长宽比、长度型深比、长度吃水比、宽度吃水比、宽度型深比型深吃水比和单位功率量等。而船舶的主尺度标准以汉中—安康短的100t和300t方案以及安康—白河段的300t和500t2各方案为例，具体结果参见表1：
三、结论
水运量预测是确定水运建设项目技术标准的主要依据。准确合理的货运量预测结果，对确定未来水运交通基础设施的投资建设规模，制定未来
水运发展战略，都有着极其重要的影响。
参考文献：
[1]贾润东.基于遗传算法的水路交通运输量预测研究[J].建筑工程技术与设计，2015，（26）：1129，1303.
[2]陈康，郭利泉，杨忠振等.基于混合航线结构的集装箱航线与空重箱运输综合优化模型[J].系统工程理论与实践，2014，34（1）：122-128.
[3]宋澜涛，段建廷，徐燕燕等.水运量预测方法及其应用研究[J].科教导刊-电子版（下旬），2015，（3）：148-148.
作者简介：
岑正福、出生日期：1975.09、单位：册亨县水上应急搜救中心沿江监管应急搜救站。
论文作者:岑正福
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/18
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