news 2026/7/18 8:53:41

MATLAB基于Shapley组合模型物流需求预测

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张小明

前端开发工程师

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MATLAB基于Shapley组合模型物流需求预测


核心思想与背景
农产品冷链物流需求预测具有典型的季节性、波动性、多影响因素性等特点。单一的预测模型往往只能捕捉数据的部分模式,存在局限性:

Shapley组合模型 借鉴了博弈论中夏普利值(Shapley Value)的思想,将多个预测模型视为合作的“参与者”,通过计算每个模型对最终预测“联盟”的边际贡献来分配权重,从而形成一个更优的组合预测模型。其核心优势在于:

公平性:权重分配基于科学的数学公理,避免了主观赋权。

协同性:有效集成了不同模型的优势。

稳定性:降低了单一模型预测失误带来的风险。


阶段一:数据获取与预处理
数据源:

宏观经济:节假日(春节、国庆)、电商促销日(618、双11)。

市场与价格:农产品批发市场价格、替代品价格。

天气气候:温度、湿度、极端天气事件。

供应链相关:冷库容量、燃油价格、物流运力指数。

社会事件:疫情、大型展会等。

历史需求数据:过去几年的农产品(分品类,如肉类、果蔬、乳制品)冷链运输量/订单量。

外部影响因素数据:

预处理:

清洗:处理缺失值、异常值。

对齐:将不同频率的数据(日度、周度)统一为预测所需频率。

特征工程:构建滞后特征、滑动窗口统计特征(如过去7天平均需求量)、节假日虚拟变量等。

阶段二:构建基础预测模型库
选择3个(MLP、GMII、ARIMA)具有代表性的、原理各异的预测模型进行训练和调优。

这是最核心的步骤。假设我们有 M 个基础模型。


阶段五:应用与迭代
部署:将训练好的Shapley组合模型部署到生产系统,进行滚动预测。

监控与更新:

定期(如每月/每季度)用新数据重新计算Shapley权重,以捕捉模型性能的动态变化。

当市场环境发生重大变化时,重新训练基础模型。

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