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标题: 灰色系统理论及其应用 (六) :SARS 疫情对某些经济指标影响问题 [打印本页]

作者: 浅夏110    时间: 2020-5-27 15:06
标题: 灰色系统理论及其应用 (六) :SARS 疫情对某些经济指标影响问题
1 问题的提出
# ]" y- e" R" [* R1 b9 R2003 年的 SARS 疫情对中国部分行业的经济发展产生了一定影响,特别是对部分 疫情较严重的省市的相关行业所造成的影响是显著的,经济影响主要分为直接经济影响 和间接影响。直接经济影响涉及商品零售业、旅游业、综合服务等行业。很多方面难以 进行定量地评估,现仅就 SARS 疫情较重的某市商品零售业、旅游业和综合服务业的影 响进行定量的评估分析。 究竟 SARS 疫情对商品零售业、旅游业和综合服务业的影响有多大,已知某市从 1997 年 1 月到 2003 年 12 月的商品零售额、接待旅游人数和综合服务收入的统计数据 如表 8、表 9 和表 10。% J# D$ p2 a/ ]+ T2 u1 E, ~

- Q! Q1 j; m9 b  Z$ E( i, O7 N- ^                                               表8 商品的零售额(单位:亿元)
) Q6 r& |& ?- F8 W$ D0 Z$ K, ?# Z# w8 N+ f1 R1 g
6 ~# S0 H3 f9 I& D6 y0 x+ d0 Z
! m6 r6 `) N% I" k$ J3 F
0 F  I: G8 D7 J
) \8 B* \7 v- P$ ~3 A) H" S4 Q
试根据这些历史数据建立预测评估模型,评估 2003 年 SARS 疫情给该市的商品零 售业、旅游业和综合服务业所造成的影响。
$ [, P. b) `1 F
* h4 H' |) }6 I, k2 模型的分析与假设" [3 {; \  r) \
根据所掌握的历史统计数据可以看出,在正常情况下,全年的平均值较好地反映了 相关指标的变化规律,这样可以把预测评估分成两部分:2 i; N9 j+ @" x9 M3 x2 m9 d

3 R/ N& \$ K5 h" z7 Q. [(1)利用灰色理论建立 GM(1,1)模型,由 1997-2002 年的平均值预测 2003 年平 均值;
" Q6 h" B7 {  I2 e) z+ S6 x. i9 J9 p: D
(2)通过历史数据计算每个月的指标值与全年总值的关系,从而可预测出正常情况下 2003 年每个月的指标值,再与实际值比较可以估算出 SARS 疫情实际造成的影响。 给出下面两条假设:
: D3 E/ k& T) w% q
1 i' V5 U. n4 w& ^+ F(1)假设该市的统计数据都是可靠准确的;
: Z4 A% G/ c7 m. V% j, ^
6 Z) R( [$ w# g  d1 o% l0 O(2)假设该市在 SARS 疫情流行期间和结束之后,数据的变化只与 SARS 疫情的影响有关,不考虑其它随机因素的影响。2 L2 `; f: s- z$ a* B* E

1 Z3 P( k9 o* [  ^7 L8 V; N3 建立灰色预测模型 GM(1,1)
+ f* s" {% G1 k( x$ z% G
* P4 q6 Z6 w2 k" ?
. w' i  ^, n( M6 u4 M2 o  t+ N# L( P! _' R; c
& U& Y- O# \+ h: q7 {) x) A

7 F* |2 P1 h  V  e/ f
1 f' s6 b" {0 t! ]! u9 g8 j6 j# c9 c$ O. {, C. E, a+ A, q# _" ^$ G; H
参数的估计值8 \- o) T/ S) ~( E0 ~

# H4 i, _% }" L7 f9 [) A& O6 g, t( K* w8 @. M( i
" w) f6 `1 O$ W2 g* f. j2 {

# L+ I6 ^  l6 z$ x$ ?4 模型的求解3 ]9 I7 s. G- Y- h$ S: u
(1)商品零售额; n- @: |, |$ D

: }6 l/ D! M# Z# W7 r由数据表 8,用(13)和(14)式计算可得年平均值、一次累加值分别为( Q) G/ r3 {# B; ~

# L' ~0 `3 b, c! {. K, G( s0 B2 M5 X
9 O0 e8 Q' ?; R0 G, d4 i3 H# o
  U0 j: {- V( T8 s! g( n. [# b- E# P. S& K+ M

4 s" E: W& U, A  g将预测值与实际统计值进行比较如表 11 所示。
5 m' _6 n( X- C2 B6 i6 W3 }$ j  M( b: r% @2 p, d
: V$ i. y  _  C& f! O

1 ]$ m$ n4 F* x; E计算的 MATLAB 程序如下:7 Y9 w: q# Z1 Q. Z3 T  m, S6 ^

  C! J6 Z' Y5 \9 ]7 }clc,clear
) a' E' `) d+ [: d8 j2 J: u/ oload han1.txt %把原始数据保存在纯文本文件han1.txt中
7 e3 \. Y) J- J6 @5 S+ z! `* mhan1(end,=[];m=size(han1,2);2 b* U0 y9 Y8 o! R: p, y
x0=mean(han1,2);' e7 ]0 q) K' s: q* T- V& [" K
x1=cumsum(x0)  X9 _: i+ V8 K+ ]) c9 }
alpha=0.4;n=length(x0);- z8 k: R5 q" h: R
z1=alpha*x1(2:n)+(1-alpha)*x1(1:n-1)% Z0 B$ N7 R3 H3 B( O- o) ?. H
Y=x0(2:n);B=[-z1,ones(n-1,1)];3 F* n7 J  E7 v* W2 F2 C
ab=B\Y# |9 v0 P+ N/ R: o3 P6 O& \& r( b
k=6;
+ q6 W7 K* T3 b7 [9 o' ix7hat=(x0(1)-ab(2)/ab(1))*(exp(-ab(1)*k)-exp(-ab(1)*(k-1)))
( ~- L8 v! j/ [" U8 J/ Kz=m*x7hat: `8 E$ W9 Q. ^* P/ v
u=sum(han1)/sum(sum(han1))4 M) ~6 Y/ b, u+ {8 J& k
v=z*u
8 P" H, B3 M; X' J$ ^* c- P: }
4 |& J' @  l' e(2)接待海外旅游人数
% w$ `$ a3 G; }* }- |( E/ \  ~' C  ?3 r7 [. M; k9 u9 s; S
9 d' O0 ^: P. L; d, c) c( ]! k
. I: h8 O4 t/ }; }9 I
于是可得到 2003 年的接待海外旅游人数的预测值,并与实际值比较如表 12 所示。. o1 F1 X+ i( y8 [4 C  k& ]

4 z& _/ z+ m6 A2 k: I3 ]% u                                                    表 12 2003 年接待海外旅游人数(单位:万人)7 j3 A. X* c1 M% Q
' M6 P/ G% D- U8 k
5 j! O( N6 e- r3 j' R

8 @- c4 ^+ \8 P8 e# v9 h(3)综合服务业累计数据
& ]- x# b% L1 u" c8 U* x6 u3 U: w
* V; q' ^- r* j; r/ {; L
0 W, }! ]; C+ s& J, h. m( g# [% y$ ?: r' K$ {* Z% F' ^* d
于是可得到 2003 年的综合服务业累计数额的预测值,并与实际值比较如表 13 所示。
- f+ b, _: E" ^* S3 X4 m! ^2 a* s5 j2 |$ q  D- K* t
( }' n: Y) M' {
4 |: o; `' p, h7 X
" ~0 \# ^) {7 R" ]: _' ~
5 模型的结果分析
' D3 H1 c3 F! C* G! @7 {) L! |根据该市的统计报告显示,2003 年 4、5、6 三个月的实际商品零售额分别为 145.2、 124、144.1 亿元。在这之前,根据统计部门的估计 4、5、6 三个月份 SARS 疫情对该市 的商品零售业的影响最为严重,这三个月估计大约损失 62 亿元左右。从我们的模型预 测结果来计算,4、5、6 三个月的损失为 60.1 亿元,这个数基本与专家的估计值相符, 8 月基本恢复正常,这业说明了模型的正确性和可靠性。
; w$ k8 {4 |( Y
: m3 V! k% U0 L. A3 M" U* E对于旅游业来说是受影响最严重的行业之一,最严重的 4、5、6、7 四个月就损失 100 多万人,按最新统计数据,平均每人消费 1002 美元计算,大约损失 10 亿美元。全 年大约损失 162 万人,约合 16.2 亿美元,到年底基本恢复正常。
$ a2 N) R6 @2 I. P1 a4 P. M: k5 H3 J( N. ~5 U* J9 c) u7 G
对于综合服务业中的部分行业影响较大,如航空交通运输、宾馆餐饮等,但有些 行业影响不大,如电信、通讯等,总平均来看,影响还不算太大,5、6、7、8 四个月 大约损失 70 亿元。
) a- x! I4 D8 a# ^  j: P0 d+ ], \' S, W' G1 M4 G- C
该模型虽是就某经济指标的发展规律进行评估预测而建立的,但类似地也适用于 其它方面的一些数据规律的评估预测问题,即该模型具有很广泛的应用性。8 O$ E4 y( l5 I5 `1 e
4 Y: C3 o$ P8 T3 |

3 _) V" H% Q1 r1 }7 ]" O& ]2 K, D) @  K/ Y3 y. Q
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