孫紅英
(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 計算科學(xué)系,廣東 廣州510640)
1997年和2008年,分別發(fā)生了亞洲金融危機(jī)和國際金融危機(jī)。兩次金融危機(jī)分別發(fā)生在中國加入世界貿(mào)易組織前后,但都對世界和中國經(jīng)濟(jì)帶來了嚴(yán)重的危機(jī),給中國出口帶來了嚴(yán)重的影響。國際金融危機(jī)蔓延到實(shí)體經(jīng)濟(jì),引起國際和國際市場價格掉頭直下,國際石油價格從高點(diǎn)時的每桶145美元以上下跌到2008年底的每桶35左右美元;銅、鋁、鋅等金屬價格也分別比9月中旬下跌50%以上。國際市場價格波及國內(nèi)市場價格,帶動國內(nèi)生產(chǎn)資料和工業(yè)品出廠價格快速下滑。在環(huán)比價格上,工業(yè)品出廠價格月度同比價格從近年來最高上漲10.1%轉(zhuǎn)為2009年4月同比下降6.6%,環(huán)比漲幅從2008年年初的10%以上下降到年底的-20%左右;原材料、燃料、動力購進(jìn)價格月度環(huán)比漲幅從2008年初的18%以上下降到年底的-25%左右。反映經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)CPI指數(shù),在兩次危機(jī)發(fā)生的第2年都由正轉(zhuǎn)負(fù),步入負(fù)區(qū)間運(yùn)行,面臨通貨緊縮的壓力。當(dāng)前,世界經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)復(fù)蘇的跡象,我國經(jīng)濟(jì)處于企穩(wěn)回升的關(guān)鍵時期,但一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如貨幣發(fā)行量高位運(yùn)行,引起了部分學(xué)者爭論我國CPI指數(shù)何時走出負(fù)區(qū)間,并進(jìn)而引發(fā)新一輪通貨膨脹的擔(dān)憂。為及時準(zhǔn)確預(yù)測CPI指數(shù)運(yùn)行趨勢,為宏觀經(jīng)濟(jì)決策提供依據(jù),筆者研究了1997年和2008年兩次金融危機(jī)發(fā)生前后CPI運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)1997年金融危機(jī)發(fā)生前后CPI運(yùn)行相關(guān)度非常高,而2008年金融危機(jī)發(fā)生當(dāng)期CPI與2007年CPI運(yùn)行相關(guān)度非常高,并且2008、2009年前5個月同比數(shù)據(jù)相關(guān)度也非常高。鑒于兩次金融危機(jī)發(fā)生前后CPI指數(shù)運(yùn)行相關(guān)性非常高,作者運(yùn)用改進(jìn)的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對中國2001年以來每月CPI同比指數(shù)進(jìn)行了學(xué)習(xí)擬合,據(jù)此對中國CPI運(yùn)行的趨勢進(jìn)行了預(yù)測和分析。
亞洲金融危機(jī)發(fā)生前的1996年,中國的CPI同比指數(shù)均在107以上;1997年金融危機(jī)發(fā)生當(dāng)年,CPI指數(shù)從年初開始呈現(xiàn)穩(wěn)步下降的態(tài)勢,由1997年1月的105.9下降至12月的100.4;1998年CPI繼續(xù)下行態(tài)勢,從4月份正式CPI由正轉(zhuǎn)負(fù),開始長達(dá)20多個月的負(fù)區(qū)間運(yùn)行。2008年國際金融危機(jī)發(fā)生前的2007年,中國CPI指數(shù)與1996年類似處于高位運(yùn)行,中國面臨較為嚴(yán)峻的通貨膨脹。2007年中國CPI從年初穩(wěn)步攀升,從102.2上升到106.9。2008年國際金融危機(jī)發(fā)生當(dāng)年,與1997年CPI運(yùn)行基本相同,中國CPI指數(shù)由前5個月的高位運(yùn)行,轉(zhuǎn)為急劇下降,到12月份CPI降至101.2。2009年CPI運(yùn)行與1998年情況相近,也保持繼續(xù)下行態(tài)勢,從2月份開始CPI由正區(qū)間運(yùn)行轉(zhuǎn)為負(fù)區(qū)間運(yùn)行。

表1 兩次金融危機(jī)前后CPI指數(shù)

圖1 兩次金融危機(jī)前后中國CPI變化曲線圖
筆者對1997年CPI指數(shù)分別與1996年和1998年CPI指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)1996年CPI指數(shù)與1997年相關(guān)性較高達(dá)到0.795;1997年CPI指數(shù)與1998年相關(guān)系數(shù)也達(dá)到0.748。與此類似,2007年CPI指數(shù)與2008年相關(guān)性系數(shù)為0.873,2008年前 5個月 CPI與2009年前 5個月 CPI(數(shù)據(jù)已公布)相關(guān)系數(shù)也達(dá)到0.848。筆者也對1996年CPI(1997年亞洲金融危機(jī)發(fā)生前一年)CPI指數(shù)與2007年CPI進(jìn)行相關(guān)性分析,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.90,1997年CPI指數(shù)與2008年相關(guān)系數(shù)也達(dá)到0.815。
由于1997年金融危機(jī)發(fā)生前后CPI運(yùn)行相關(guān)度非常高,而2008年金融危機(jī)發(fā)生當(dāng)期CPI與2007年 CPI指數(shù)運(yùn)行相關(guān)度非常高,并且2008、2009年前5個月同比數(shù)據(jù)相關(guān)度也非常高。因此運(yùn)用2008年國際金融危機(jī)發(fā)生前的CPI價格指數(shù)預(yù)測2009年后7個月乃至2010以后CPI運(yùn)行具有較強(qiáng)的參考意義。為提高學(xué)習(xí)擬合的準(zhǔn)確度,筆者采用2001年2001~2008年每月CPI同比指數(shù)歷史數(shù)據(jù)來預(yù)測2009年6月份以后CPI指數(shù)。
由于我國以往CPI月度運(yùn)行的統(tǒng)計分析表明,月度CPI運(yùn)行受季節(jié)、災(zāi)害等因素的影響基本呈現(xiàn)較強(qiáng)的規(guī)律性,因此盡管CPI整體運(yùn)行受金融危機(jī)等外界因素的影響較明顯,但月度之間的規(guī)律不會發(fā)生較大改變。因此,可以根據(jù)前數(shù)個月的CPI數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)月度CPI之間的規(guī)律,從對今后數(shù)月數(shù)據(jù)進(jìn)行定量預(yù)測。本文首先建立三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,根據(jù)2001~2008年每月CPI同比指數(shù)歷史數(shù)據(jù),通過訓(xùn)練該模型使其具有預(yù)測的學(xué)習(xí)功能。由于目前中國前5個的CPI數(shù)據(jù)已經(jīng)公布,現(xiàn)以2001~2008年前5個月CPI數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),預(yù)測出6月份的數(shù)據(jù),以此類推,預(yù)測出中國2009年后7個月CPI數(shù)據(jù),進(jìn)而預(yù)測出全年CPI數(shù)據(jù)。
誤差反傳算法(BP)是Rn menhort在1986年提出的一種前饋階層網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法,它是一種迭代梯度算法,用于求解前饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出與期望輸出間的最小均方差值。前饋階層網(wǎng)絡(luò)包含輸入層、隱含層和輸出層,各層之間實(shí)行全連接,層內(nèi)各神經(jīng)元之間無連接。BP網(wǎng)是一種反向傳遞并能修正誤差的多層映射網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)參數(shù)適當(dāng)時,從理論上來說此網(wǎng)絡(luò)能夠收斂到較小的均方差。但是它存在如下缺陷:
(1)BP網(wǎng)絡(luò)既然是一個非線性最優(yōu)化問題,這就不可避免地出現(xiàn)局部極小問題。網(wǎng)絡(luò)的極值通過沿局部改善的方向一小步一小步的進(jìn)行修正,力圖達(dá)到使誤差函數(shù)E最小化的全局解,但實(shí)際上常得到的使局部最優(yōu)點(diǎn)。
(2)學(xué)習(xí)過程中,下降慢,易出現(xiàn)一個長時間的誤差平坦期,所以BP網(wǎng)絡(luò)的短處是訓(xùn)練時間較長。
(3)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇不一,若網(wǎng)絡(luò)過大,則訓(xùn)練效率不高,若過小,則不收斂。
鑒于傳統(tǒng)BP網(wǎng)絡(luò)的以上缺點(diǎn),鑒于傳統(tǒng)BP網(wǎng)絡(luò)的以上缺點(diǎn),本文對它進(jìn)行了改進(jìn):(1)即在對權(quán)值和閾值進(jìn)行修改時加入了動量項(xiàng) α(0<α<1),這起到了優(yōu)化作用。(2)理論上講BP網(wǎng)絡(luò)的隱含層可以有無限多,但實(shí)際應(yīng)用時一般只用一層。網(wǎng)絡(luò)精度的提高可通過增加神經(jīng)元的個數(shù)達(dá)到。如果我們采用前n個月CPI指數(shù)預(yù)測第n+1個月CPI指數(shù),以此類推。
那么只需要n(n>5)個節(jié)點(diǎn)輸入層和1個節(jié)點(diǎn)輸出層,至于隱含層節(jié)點(diǎn)個數(shù)的選擇,在進(jìn)行本次BP網(wǎng)絡(luò)程序時使用了“試湊法”,發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)個數(shù)為2n個時收斂情況較好。以前5個月CPI指數(shù)預(yù)測第6個月CPI指數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D為例,其他月份預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D與此類似。前5個月CPI指數(shù)預(yù)測第6個月CPI指數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D如圖2所示。










表1 2009年中國CPI價格指數(shù)預(yù)測表
通過改進(jìn)的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對中國2001~2008年每年前5個月CPI數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,并運(yùn)用2009年已經(jīng)公布的前5個月數(shù)據(jù),筆者對6月份CPI數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測(見表2),預(yù)測誤差下降圖見圖4。在基礎(chǔ)上,以6月份預(yù)測數(shù)依據(jù)分別預(yù)測7~12月份CPI數(shù)據(jù)見表2,它們的預(yù)測誤差下降圖見圖4、圖 5、圖 6、圖 7、圖 8、圖 9、圖 10。 相應(yīng)的2009 年 CPI指數(shù)運(yùn)行圖見圖11。
為驗(yàn)證通過上述模型預(yù)測CPI數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,筆者對2009年和2008年前5個月(均為已公布)CPI指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.848;對2009年全年CPI指數(shù)(含預(yù)測數(shù)據(jù))與2008年CPI數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.882。這充分說明對2009年后7個月CPI數(shù)據(jù)預(yù)測相對比較準(zhǔn)確。通過預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),2009年上半年我國CPI指數(shù)約為98.9,較上年同期下降1.1個百分點(diǎn);全年指數(shù)約為97.8,較上年同期下降2.2個百分點(diǎn)。從預(yù)測月度數(shù)據(jù)來,月度CPI同比均呈穩(wěn)步下降態(tài)勢,其中7月和11月降幅將會比較大,降幅分別比6月、10月擴(kuò)大1.7和1.3個百分點(diǎn)。由此可以知道,在當(dāng)前國際國內(nèi)經(jīng)濟(jì)有復(fù)蘇跡象的情況下,我國前5月份同比CPI指數(shù)穩(wěn)定在98以上。但這樣穩(wěn)定是建立國家投資4萬億投資拉動內(nèi)需的基礎(chǔ)上,短時間起到刺激經(jīng)濟(jì)增長,穩(wěn)定價格的作用。但隨著投資拉動效應(yīng)的減弱,除非世界經(jīng)濟(jì)形勢進(jìn)一步好轉(zhuǎn)或國家宏觀進(jìn)一步加大擴(kuò)大內(nèi)需力度,否則后7個月CPI仍處于負(fù)區(qū)間運(yùn)行,年內(nèi)我國CPI指數(shù)運(yùn)行難以實(shí)現(xiàn)由負(fù)轉(zhuǎn)正。
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