城鎮(zhèn)化、金融發(fā)展及二氧化碳排放的預(yù)測(cè)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u18148城鎮(zhèn)化、金融發(fā)展及二氧化碳排放的預(yù)測(cè)分析案例 1213521.1灰色GM（1,1）預(yù)測(cè)方法 1104161.2預(yù)測(cè)結(jié)果 3128151.2.1城鎮(zhèn)化預(yù)測(cè) 3197721.2.2金融發(fā)展預(yù)測(cè) 51.1灰色GM（1,1）預(yù)測(cè)方法灰色系統(tǒng)理論最早是由鄧聚龍教授于1982年提出的，灰色模型是灰色系統(tǒng)理論中一種重要的預(yù)測(cè)模型，它具有操作簡(jiǎn)單、精度高、多次試驗(yàn)的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是可以避免人為設(shè)定的主觀性和各因素線性發(fā)展的局限性，其局限性是只適用于指數(shù)增長(zhǎng)或指數(shù)下降的時(shí)間序列（鄧聚龍，1982）。在GM（1,1）模型中，表示只有一個(gè)變量，并且通過一階灰色微分方程建立的，換言之，該模型通過對(duì)初始數(shù)據(jù)的累加得到一個(gè)新的規(guī)則數(shù)據(jù)序列，然后建立一個(gè)微分方程，最終得到一系列預(yù)測(cè)結(jié)果。假設(shè)現(xiàn)有原始數(shù)據(jù)序列如下：x0t其中N表示原始序列的長(zhǎng)度，x0x1k按照累加順序，每個(gè)累加序列的元素可以表達(dá)如下。x1k對(duì)于x1dx1其中a和u是待估計(jì)參數(shù)，假設(shè)參數(shù)向量為π=aYn=通過使用最小二乘法，我們可以獲得π=τT并且可以得到式（5-7）與（5-8）結(jié)果，x1k+1zk=其中，k=1,2,?,Nτ=?z2由于預(yù)測(cè)方程是通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的累加來構(gòu)造的，所以需要對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行折減，得到原始數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值。x0k+1為了保證預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，GM（1,1）模型檢驗(yàn)包括殘差檢驗(yàn)、相關(guān)檢驗(yàn)、均方誤差比檢驗(yàn)和小誤差概率檢驗(yàn)，殘差檢驗(yàn)的第一步是通過表達(dá)式（5-11）計(jì)算誤差項(xiàng)。εt=然后通過下式計(jì)算相對(duì)誤差。?t=最后，我們可以計(jì)算平均相對(duì)誤差δ=1nt=1上式計(jì)算得到的δ越小，預(yù)測(cè)值越準(zhǔn)確，對(duì)于相關(guān)檢驗(yàn)，g是x0和x0的絕對(duì)相關(guān)度，對(duì)于給定的g0考慮均方誤差比檢驗(yàn)，首先計(jì)算x0x=1σ2=1n同時(shí)，余項(xiàng)的平均值和方差為ε=1nt=1σ2=1n然后平均方差比的計(jì)算公式如下C=s1s2小誤差概率試驗(yàn)可以通過p=Pεt?ε對(duì)于給定的p0,如果p>表5-1預(yù)測(cè)精度劃分Table5-1Theclassificationofpredictionaccuracy精度等級(jí)試驗(yàn)指標(biāo)（相對(duì)誤差）（關(guān)聯(lián)度）（方差比）（小概率誤差）等級(jí)10.010.900.350.95等級(jí)20.050.800.500.80等級(jí)30.100.700.650.70等級(jí)40.200.600.800.601.2預(yù)測(cè)結(jié)果1.2.1城鎮(zhèn)化預(yù)測(cè)我們使用MATLAB2018軟件進(jìn)行預(yù)測(cè)，表5-2是城鎮(zhèn)化率預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差結(jié)果，由表中可以看出，相對(duì)誤差較小，說明灰色GM（1,1）方法的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度較高，模型的預(yù)測(cè)精度如表5-3所示，將表5-3中的參數(shù)與預(yù)測(cè)精度劃分表相比較，最終確定模型的預(yù)測(cè)精度為等級(jí)1，可以對(duì)后續(xù)的年份進(jìn)行預(yù)測(cè)。表5-2預(yù)測(cè)相對(duì)誤差結(jié)果Table5-2Thepredictionrelativeerrorresults年份城鎮(zhèn)化率實(shí)際值城鎮(zhèn)化率預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差20000.36220.36220.000020010.37660.38930.033720020.39090.39950.021920030.40530.40990.011320040.41760.42060.007220050.42990.43160.003920060.44340.4429-0.001320070.45890.4544-0.009720080.46990.4663-0.007620090.48340.4785-0.010220100.49950.4910-0.017020110.51270.5038-0.017320120.52570.5170-0.016520130.53730.5305-0.012620140.54770.5444-0.006120150.56100.5586-0.004320160.57350.5732-0.000520170.58520.58820.005120180.59580.60350.013020190.60600.61930.0220表5-3預(yù)測(cè)精度Table5-3Thepredictionaccuracy項(xiàng)目系數(shù)a系數(shù)b相對(duì)殘差Q檢驗(yàn)方差比C檢驗(yàn)小誤差概率P檢驗(yàn)值-0.02580.37490.01110.08771對(duì)2021-2030年中國(guó)城鎮(zhèn)化率的預(yù)測(cè)值如表5-4所示，預(yù)測(cè)得到2030年我國(guó)城鎮(zhèn)化率將達(dá)到82.25%，圖5-1是城鎮(zhèn)化率預(yù)測(cè)曲線，該圖包含了城鎮(zhèn)化率的實(shí)際值以及預(yù)測(cè)值，實(shí)際值與預(yù)測(cè)值基本重合，再次說明模型的擬合精度較好，我國(guó)未來的城鎮(zhèn)化率呈不斷上升趨勢(shì)。表5-4城鎮(zhèn)化率預(yù)測(cè)值（單位：%）Table5-4Thepredictedurbanizationrate（unit:%）年份城鎮(zhèn)化率預(yù)測(cè)值20210.652120220.669120230.686620240.704620250.723020260.741920270.761220280.781120290.801520300.8225圖5-1城鎮(zhèn)化率預(yù)測(cè)曲線圖Figure5-1Thepredictioncurveofurbanizationrate1.2.2金融發(fā)展預(yù)測(cè)同樣的，我們對(duì)金融發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，表5-5是金融發(fā)展預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差結(jié)果，由表中可以看出，相對(duì)誤差較小，說明灰色GM（1,1）方法的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度較高，模型的預(yù)測(cè)精度如表5-6所示，將表5-6中的參數(shù)與預(yù)測(cè)精度劃分表相比較，最終確定模型的預(yù)測(cè)精度為等級(jí)1，可以對(duì)后續(xù)的年份進(jìn)行預(yù)測(cè)。表5-5預(yù)測(cè)相對(duì)誤差結(jié)果Table5-5Thepredictionrelativeerrorresults年份存貸款余額實(shí)際值存貸款余額預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差2000223171.42223171.420.00002001255931.87370113.470.44612002302211.33422340.600.39752003367051.82481937.560.31302004419622.10549944.320.31062005481859.91627547.580.30232006560806.98716101.530.27692007651062.03817151.430.25512008769597.96932460.590.21162009997421.921064041.160.066820101197433.481214189.210.014020111357311.021385524.820.020820121547464.411581037.790.021720131762808.321804139.820.023420141955414.652058724.030.052820152296561.772349232.910.022920162571903.892680731.820.042320172842361.213059017.490.076220183138193.003490678.900.112320193459908.533983252.550.1513表5-6預(yù)測(cè)精度Table5-6Thepredictionaccuracy項(xiàng)目系數(shù)a系數(shù)b相對(duì)殘差Q檢驗(yàn)方差比C檢驗(yàn)小誤差概率P檢驗(yàn)值-0.13203.167x1050.15590.11741表5-7金融發(fā)展預(yù)測(cè)值（單位：億元）Table5-7Theforecastvalueoffinancialdevelopment（unit:100millionyuan）年份金融發(fā)展預(yù)測(cè)值20215186731.0220225918636.5020236753821.9820247706861.4420258794381.38202610035371.04202711451473.60202813067403.99202914911360.14203017015519.03對(duì)2021-2030年中國(guó)金融發(fā)展的預(yù)測(cè)值如表5-7所示，預(yù)測(cè)得到2030年我國(guó)存貸款余額之和將達(dá)到17015519.03億元，圖5-2是金融發(fā)展預(yù)測(cè)曲線，該圖包含了金融發(fā)展的實(shí)際值以及預(yù)測(cè)值，實(shí)際值與預(yù)測(cè)值基本重合，再次說明模型的擬合精度較好，從整體趨勢(shì)上看，我國(guó)未來的金融發(fā)展呈不斷上升趨勢(shì)。圖5-2金融發(fā)展預(yù)測(cè)曲線圖Figure5-2Thepredictioncurveoffinancialdevelopment1.2.3二氧化碳排放預(yù)測(cè)最后，我們對(duì)二氧化碳排放值進(jìn)行預(yù)測(cè)，表5-8是二氧化碳排放預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差結(jié)果，由表中可以看出，相對(duì)誤差較小，說明灰色GM（1,1）方法的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度較高，模型的預(yù)測(cè)精度如表5-9所示，將表5-9中的參數(shù)與預(yù)測(cè)精度劃分表相比較，最終確定模型的預(yù)測(cè)精度為等級(jí)1，可以對(duì)后續(xù)的年份進(jìn)行預(yù)測(cè)。表5-8預(yù)測(cè)相對(duì)誤差結(jié)果Table5-8Thepredictionrelativeerrorresults年份二氧化碳排放實(shí)際值二氧化碳排放預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差2000115969.0556115969.05560.00002001119214.5768148623.75960.24672002125366.7823157378.37760.25532003146329.7348166648.68260.13892004168833.0663176461.05080.04522005189542.3639186859.648-0.01422006207463.0508197866.5344-0.04632007220356.2282209521.7766-0.04922008227391.7511221863.5659-0.02432009239196.4111234932.3428-0.01782010256071.3144248770.9304-0.02852011278671.9229263424.674-0.05472012289171.0494278941.59-0.03542013336663.2561295372.5232-0.12262014334012.1669312771.3134-0.06362015327923.5726331194.97180.01002016324262.6635350703.86770.08152017327169.3064371361.92670.1351表5-9預(yù)測(cè)精度Table5-9Thepredictionaccuracy項(xiàng)目系數(shù)a系數(shù)b相對(duì)殘差Q檢驗(yàn)方差比C檢驗(yàn)小誤差概率P檢驗(yàn)值-0.05721.37770.07610.27141對(duì)2021-2030年中國(guó)二氧化碳排放的預(yù)測(cè)值如表5-10所示，預(yù)測(cè)得到2030年我國(guó)二氧化碳排放量將達(dá)到7.81x105億萬噸，圖5-3是二氧化碳排放量預(yù)測(cè)曲線，該圖包含了二氧化碳排放量的實(shí)際值以及預(yù)測(cè)值，實(shí)際值與預(yù)測(cè)值基本重合，再次說明模型的擬合精度較好，從整體趨勢(shì)上看，我國(guó)未來的二氧化碳排放量呈不斷上升趨勢(shì)。表5-10二氧化碳排放預(yù)測(cè)值（單位：萬噸）Table5-10Theforecastofcarbondioxideemissi