基于數據倉庫的經濟信息決策支持系統

[摘 要] 本文研究了一種運用于經濟領域的決策支持系統，該系統由數據庫子系統，經濟分析子系統，灰色模型預測子系統，經濟計量模型子系統組成，可用于地方財政經濟，以及宏觀國民經濟狀況的分析和預測。在此數據庫的支持下，配合經濟計量模型，灰色系統模型，時間序列模型和系統動力學模型可針對不同地區特點的多個應用課題進行研究。

[關鍵詞] 數據倉庫 決策支持 信息系統

隨著計算機科學，信息科學與管理科學的日益相互滲透和促進，以應用計算機輔助決策提高決策技能為目標的決策支持系統應運而生，面向一定領域的，具有特定功能的決策支持系統也相繼問世，但在經濟信息決策支持方面成功的實例卻很少。本文介紹的是一個在數據庫系統支持下的模型庫系統和經濟分析系統。為了解決以往單個模型反映復雜經濟問題的片面性，本系統的模型庫中提供了可用于單變量預測的灰色系統GM（1，l）模型，可建立各種回歸模型和聯立模型并用于政策模擬的經濟計量模型CSPEM，還實現了數據庫系統與模型系統及經濟分析系統的方便聯接，并可為其他的模型軟件，如時間序列分析模型軟件TSP生成可讀的數據文件。在系統的實際應用過程中，我們針對不同地區的特點，采用一個數據庫系統支持的多模型綜合的方式進行各項專題的研究，將本系統生成的灰色系統模型，多元回歸方程，以及在本系統支持下建立的時間序列分析模型引入PD-Plus軟件，即多種數學解析方程與系統動力學的反饋結構合為一體，以全面反映綜合財政經濟的實際運行機制。

一、系統的結構及特征

系統的總體框架如圖1所示，所包含的結構如下：

1.綜合信息庫IDB:是一個面向對象的數據庫，管理高層的復雜數據實體。IDB是綜合信息查詢和仿真模型運行所需的數據源。

2.仿真模型SMB:管理一組仿真模型，每個模型描述一個特定的經濟部門或經濟活動，這些模型構成宏觀經濟仿真模型體系。

3.評價模型庫EMB：管理一組支持用戶優化決策的評價模型。

4.方案設計知識庫AKB：是一個小型的專家系統，裝備宏觀經濟領域的專家知識，用以支持用戶合理地設計仿真方案。例如，ACK能輔助用戶根據當前的經濟態勢合理設置仿真模型的外生變量。

5.集成仿真環境ISE：以上四個系統模塊構成仿真決策問題求解的基本支撐工具集，并嵌入集成環境ISE。ISE是面向問題的，將用戶問題與實現問題求解的軟件工具相隔離。ISE還為用戶提供統一的界面，具有智能交互能力。

以上是系統的緊藕合部分，形成系統的最小工作集，具有一個接口擴展標準，用以聯接外部工具包，這些工具包構成系統的外圍擴展，為松藕合部分。目前的外部工具包主要有：

(1)外部數據庫：向系統加載各種經濟統計的原始數據。

(2)圖形包：綜合信息庫IDB具有基本的圖形表現能力，外部圖形包用以增強對復雜信息的綜合表現，例如綜合地理圖形，經濟指標的地域分布和文字說明等。

(3)統計分析包：提供完整的統計分析工具，如回歸分析、譜分析、參數辨識等。

二、總體設計

1.系統主體結構。系統總體功能結構框圖如圖2。這個框圖顯示了整個系統中各子系統之間的相互聯系。其中數據庫系統除具有普通數據庫系統的基本功能以外，在本系統的主要作用是為其他的模型子系統和經濟分析子系統提供基礎數據，并存放預測結果。

模型庫子系統由時間序列分析模型，經濟計量模型，灰色系統模型和系統動力學模型組成。其中灰色系統模型可直接從數據庫中讀取數據，自動建立灰色預測模型，按用戶要求進行預測或將預測結果存入預測數據庫。經濟計量模型利用基本數據庫系統生成的組變量文件建立可用于經濟分析，經濟預測和政策模擬所用的各類經濟計量模型，以及聯立模型，其運行結果可以任何形式輸出。時間序列模型（TSP）和系統動力學模型（PD-Plus）是兩個在系統之外運行的西文軟件，它們可根據用戶對模型的了解和需求選用。TSP軟件可以讀取由基本數據庫系統生成的單變量數據文件，PD-plus可以利用由本系統建立的各類經濟預測模型，以得到綜合的動態系統模型。這樣的模型集中了各種時序模型的參數綜合性強，可靠性高，系統動力學模型的結構分明，以動態反饋的方式解釋并預測系統發展的特點，適于對經濟系統的發展進行定量的預測與對策仿真研究。

2.各子系統結構

(1)數據庫子系統。數據庫子系統由基本數據庫系統和預測數據庫系統構成。這兩個子系統中數據及數據庫結構相互獨立，但變量是互相聯系的，即同一變量可用同一代碼和變量名以不同的形式分別存放在兩個庫中，并且可以在基本數據庫系統中直接調用預測數據庫系統。數據庫系統除具有普通數據庫系統的基本功能以外，更重要的是為支持本系統的模型系統和分析系統而設計的特殊功能。如基本庫系統與預測庫系統相關聯的統一代碼和中文名，使這兩個庫之間既互相獨立又互相聯系；為各類模型提供數據文件的數據轉換功能；方便刷新數據庫內容的修改變量功能。

(2)模型庫子系統。①灰色系統模型。本系統提供了灰色系統理論的基本預測模型GM（1，l）模型。建模所用數據既可以直接選用基本數據庫中數據，也可以從外部輸入。從外部輸入的數據可以根據需要存入基本數據庫如不需保留，可以選擇直接建模的方式，只顯示或保存預測結果。對于從基本數據庫選擇的變量，回答相應的提示以后，預測結果可以自動以與基本庫中相同的名字和代碼存入預測數據庫。②經濟計量模型。支持計量模型運行的樣本數據可采用鍵盤輸入方式直接從外部輸入，也可以從利用系統基本數據庫轉換功能寫到磁盤上的數據文件輸入。此模型系統可建立各種回歸模型，特定模型和聯立方程模型，并為各類計量模型提供各種特定檢驗。它適合多種形式多種經濟函數的計量研究，以及對經濟發展狀況進行預測和政策模擬。其余模型在此不贅述。

(3)經濟分析子系統。這個子系統由原始數據分析模塊和預測數據分析模塊構成。這兩個模塊運算過程中所需的基本數據來源于不同的數據庫，其功能相同用戶可以根據需要對存在數據庫中的變量進行運算處理。任取一時間段的變量與變量之間的相加、相減計算，生成的復合變量可以根據運算數據的來源存入相應的數據庫中任何位置；變量求和運算功能同時完成多個變量在相同時間段的單變量求和；增長速度分析功能可以同時對一組變量進行一段時間內的增長速度和此時段的平均增長速度的計算；結構分析功能可同時進行一組變量在任一時間段占某一主變量的比重及平均比重計算。在使用這些計算分析功能時用戶只要按自己的需要回答提示，系統便可直接調用數據庫系統中存放的數據。運算結束后，結果除在屏幕顯示以外，還可以打印輸出或以報告文件形式存放到軟盤，供形成文字報告時調用。

三、決策支持系統的實現

本數據倉庫管理系統采用Microsoft SQL Server2000，以及DELPHI開發。Microsoft SQL Server中提供了數據轉換服務DTS（Data Transformation Services）和聯機分析處理服務（OLAP Services）來實現對數據倉庫技術的支持。EIDSS通過DTS可在多個以OLE DB為基礎的異構數據源之間導入、導出和轉換數據，合并到一個或多個目標位置，從而實現數據的抽取、轉換、裝載，變換聯機事務處理系統中的數據，完成數據倉庫的建立。經過DTS的操作，數據倉庫中包括了各種決策所需的數據。數據倉庫中的數據經過OLAP和數據挖掘后形成知識和決策信息，然后與模型庫中的各種評價分析模型結合，通過人機交互系統以圖形、表格、類自然語言等形式提供給決策者。系統可以提供的功能和模塊如下：

1.預測分析。用戶可以根據數據庫中已有的各項指標的歷史數據，通過各種預測模型的運算，對此指標的發展趨勢做出預測。

2.重點企業經濟效益評價。用戶可對任意省重點企業分戶經濟效益評價、該省重點企業時間序列經濟效益、該省重點企業運行態勢評價（分行業）和該省重點企業運行態勢評價（分地區）4個問題進行評價。

3.工業企業主要財務指標評價。生成任意省級及以上地區的某年度主要財務指標的時間序列的變化趨勢折線圖，分月份/地區比較直方圖（排序前、排序后）。對選定子地區和父地區進行比分析，顯示比重分配餅圖、比重變化趨勢圖和各地區比重比較圖。對選定地區的某月份該項指標進行橫向比較，對選定地區的該年度該項指標進行縱向比較，生成文字評價結果。

4.產業結構分析模塊可以對某一經濟指標的組成結構進行動態分析、比較，并可以根據用戶指定的增長率模擬出該經濟指標結構的變化。

5.經濟監測就是采用類似于交通管制信號系統的方法（即燈號顯示法）來反映宏觀經濟的綜合變化狀況與變化趨勢。此方法在國外又叫“景氣警告指標”方法。

四、結論

建立一個經濟信息決策支持系統，為財政部門宏觀決策提供科學定量的依據。本文所介紹的一個基于數據庫、模型庫和經濟分析子系統的決策支持系統僅僅是這項工作的開始，在如何適應財政體制變化等方面尚有許多問題要進一步探討。近年來，能模仿專家能力，面向宏觀經濟的知識庫系統設計是決策支持系統軟件發展的一個新方向，也是今后我們不斷將這個系統進行完善而需要進一步努力。

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