一种可体现突发要素对城乡及社会发展指标影响的分段式预测方法与流程

本发明涉及城乡发展指标预测技术领域，具体涉及一种可体现突发要素对城乡及社会发展指标影响的分段式预测方法。

背景技术：

社会预测是预测的一种高级阶段，是指预测主体在一定理论的支撑下，根据对已有的发展规律来预测对未来社会可能发生的社会现象、事件和过程。对于城乡及社会发展准确的预测有利于防范社会中的风险事件的产生，有利于推动城乡社会各个部分健康、有序的发展，为社会决策的制定提供依据，具有十分重要的作用。当前在城乡社会发展中的预测方法主要有灰色模型预测方法、回归预测方法、时间序列预测法、Logistic曲线模型预测方法、马尔萨斯模型预测法，上述方法在预测过程中均未将突发事件的因素单独作为影响要素列出，从而导致其预测的结果不够精确，与城乡社会发展中的复杂多变的特点相悖，影响了决策者对未来城乡社会发展所做出策略的准确性。因此探讨一种基于突发要素触发、影响机制的分段式指标预测是一种新方法的尝试，对于开展城乡社会发展预测分析的研究具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种可体现突发要素对城乡及社会发展指标影响的分段式预测方法，它的具体步骤为：

步骤1：收集拟预测城乡及社会发展指标多年的年增长率；

步骤2：列出影响拟预测指标的突发要素，并在已收集资料内找出受突发要素影响的年份，剔除这些年份的指标年增长率；

步骤3：计算筛分后的拟预测指标平均年增长率λ_平均；

步骤4：将统计的年增长率范围均为5份，并计算年增长率出现在范围内的次数n，计算得到每段年增长率范围的分布密度；

步骤5：以过去的年增长率范围为横坐标，以该增长率范围的分布密度为纵坐标绘制年增长率分布曲线；

步骤6：不断修正随机变量均值和形状参数，直至正态分布曲线与步骤5中的年增长率分布曲线基本重合；

步骤7：预测时，首先按年每年自动生成0-1随机数α，计算正态分布随机数μ，而后代入公式得到拟预测指标今后年增长率λ；

步骤8：在当前指标值A₀基础上，通过分段式方法计算拟预测指标今后每年的指标值，最终得到该指标本底未来发展趋势；

步骤9：考虑突发要素政府调控F₁在预测期内是否可能发生，发生则触发该突发要素F₁＝1，否则F₁＝0；

步骤10：若F₁＝0则在步骤8所得的本底未来发展趋势基础上直接计算该预测指标未来的指标值；若F₁＝1则输入政府调控今后的可能发生时间T_F1，并根据以往类似案例确定其发生后对预测指标发展趋势的影响幅度β_li和影响持续时间L_F1，计算第T_F1～T_F1+L_F1年间考虑突发要素F₁后的预测指标未来指标值；

步骤11：重复步骤9、步骤10，分别依次计入突发要素自然灾害F₂、人为灾害F₃、公共卫生事件F₄、社会安全事件F₅的影响，最终得到拟预测指标今后多年的未来指标值；

步骤12：根据计算所得拟预测指标今后多年的未来指标值，分析拟预测指标未来的发展趋势。

采用上述方法后，本发明有益效果为：本发明所述的一种可体现突发要素对城乡及社会发展指标影响的分段式预测方法，它具有以下两大优势：①在突发要素的合理、可靠预计下，可精确体现突发要素预测指标未来趋势的影响；②通过选择是否触发突发要素以及输入不同的可能发生时间，可分别得到预测指标的不同未来发展趋势，从而探究共同规律，分析未来趋势的多变性。因此预测结果既能提供更为合理的拟预测指标值用于城乡规划；又能反应突发要素发生与否以及发生时间对预测指标未来指标值的不同影响，用于科研分析。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明的流程图；

图2是随机变量均值μ₀＝100时，不同m取值的正态分布曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本具体实施方式所述的一种可体现突发要素对城乡及社会发展指标影响的分段式预测方法，它的具体步骤为：

步骤1：收集拟预测城乡及社会发展指标多年的年增长率；

步骤2：列出影响拟预测指标的突发要素，并在已收集资料内找出受突发要素影响的年份，剔除这些年份的指标年增长率；

步骤3：计算筛分后的拟预测指标平均年增长率λ_平均；

步骤4：将统计的年增长率范围均为5份，并计算年增长率出现在范围内的次数n，计算得到每段年增长率范围的分布密度；

步骤5：以过去的年增长率范围为横坐标，以该增长率范围的分布密度为纵坐标绘制年增长率分布曲线；

步骤6：不断修正随机变量均值和形状参数，直至正态分布曲线与步骤5中的年增长率分布曲线基本重合；

步骤7：预测时，首先按年每年自动生成0-1随机数α，计算正态分布随机数μ，而后代入公式得到拟预测指标今后年增长率λ；

步骤8：在当前指标值A₀基础上，通过分段式方法计算拟预测指标今后每年的指标值，最终得到该指标本底未来发展趋势；

步骤9：考虑突发要素政府调控F₁在预测期内是否可能发生，发生则触发该突发要素F₁＝1，否则F₁＝0；

步骤10：若F₁＝0则在步骤8所得的本底未来发展趋势基础上直接计算该预测指标未来的指标值；若F₁＝1则输入政府调控今后的可能发生时间T_F1，并根据以往类似案例确定其发生后对预测指标发展趋势的影响幅度β_li和影响持续时间L_F1，计算第T_F1～T_F1+L_F1年间考虑突发要素F₁后的预测指标未来指标值；

步骤11：重复步骤9、步骤10，分别依次计入突发要素自然灾害F₂、人为灾害F₃、公共卫生事件F₄、社会安全事件F₅的影响，最终得到拟预测指标今后多年的未来指标值；

步骤12：根据计算所得拟预测指标今后多年的未来指标值，分析拟预测指标未来的发展趋势。

以下针对本发明方法做进一步说明，具体内容如下：

一、城乡及社会发展指标的预测要素分类

城乡及社会发展指标的预测要素可根据其发生频率和规律性分为常规要素及突发要素两类：常规要素指对所预测指标的未来发展趋势产生必然影响的一系列要素，以上要素对所预测指标的影响是持续的、规律性的，可通过自回归法、指数函数法或幕函数法等简单回归预测方法建立仅开裂常规要素时，预测指标的发展预测公式。

突发要素指发生概率较小且不固定，但一旦发生将对所预测指标的发展趋势产生重大影响的一系列要素(如政府调控、自然灾害、人为灾害、公共卫生事件、社会安全事件等)。以上要素对预测指标的影响是暂时性(影响出现时间、影响幅度、影响持续时间都是非固定的)。在突发要素未触发时，不需要考虑其对预测指标未来发展趋势的影响，但一旦触发则应计入该突发要素，否则将导致指标预测的不合理性、不真实性。

二、基于常规要素的分段式指标预测方法

常规要素对预测指标发展趋势的影响是稳定的、持续的，仅考虑常规要素时，预测指标的年增长率符合正态分布。正态分布是应用最广泛的连续概率分布，生产与科学实验中很多随机变量的概率分布都可以近似的用正态分布来描述，其特征是“钟”形曲线。因此，正态分布是一个在数学、物理及工程等领域都非常重要的概率分布，在统计学的许多方面有着重大的影响力。

仅考虑常规要素时，符合正态分布的预测指标年增长率分布情况可采用式(1)和(2)所示的weibull分布来表示。

λ_未＝λ_平均×μ/μ₀ (1)

μ＝μ₀×(-1×log(1-α))^1/m (2)

式中，λ_未为预测指标的未来年增长率；λ_平均为多年统计得到的当前年增长率平均值；μ为正态分布随机数；μ₀为随机变量均值；α为0～1随机数；m为形状参数，顾名思义m取值的不同将直接影响所产生随机数分布形态。图2为μ₀＝100时，不同m取值的正态分布曲线示意图。

按公式(1)(2)计算所得的预测指标年增长率分布密度如式(3)所示。

式中，f(μ)为年增长率分布密度。

本发明基于多数城乡及社会发展指标年增长率符合正态分布的共识，在概率论指导下预测指标本底发展趋势，具体步骤如下：

步骤1：收集拟预测城乡及社会发展指标近多年年增长率。为确保预测精确度，资料收集应尽可能详尽，时间跨度至少20年；

步骤2：列出影响拟预测指标的突发要素，并在已收集资料内找出受突发要素影响的年份，在建立增长率本底趋势预测公式时剔除这些年份的增量率；

步骤3：计算剔除了不考虑年份后的拟预测指标平均年增长率λ_平均；

步骤4：将统计的年增长率范围均为5份(l₁～l₅)，并计算年增长率出现在l_i(i＝1～5)范围内的次数n_i，用得到每段年增长率范围的分布密度(当数据量多于50年时，也可细分为10份)；

步骤5：以过去的年增长率范围为横坐标，以该增长率范围的分布密度为纵坐标绘制年增长率分布曲线；

步骤6：不断修正公式(2)和(3)中的μ₀和m，直至公式(3)对应的正态分布曲线与步骤5中的年增长率分布曲线基本重合；

步骤7：指标预测时，每年自动生成0～1随机数α，按公式(2)计算正态分布随机数μ₁、μ₂……，而后代入公式(1)得到拟预测指标今后第一年年增长率λ_未1、第二年年增长率λ_未2……；

步骤8：在当前指标值A₀基础上，通过式(4)所示的分段式方法计算拟预测指标今后的指标值，最终得到该指标本底未来发展趋势。

A_i＝A_i-1×(1+λ_未i) (4)

式中，A_i为今后第i年预测指标的未来指标值。

三、突发要素触发、影响机制

将突发要素F_j(j＝1～5)分为政府调控F₁、自然灾害F₂、人为灾害F₃、公共卫生事件F₄、社会安全事件5五小类。

突发要素F_j定义两种状态：触发(F_j＝1)和未触发(F_j＝0)，未触发状态是突发要素F_j的默认状态。若在城乡及社会发展指标的预测期内突发要素F_j不可能发生，则F_j始终等于0，不再对该指标的本底未来发展趋势进行修正。但若预测期内突发要素F_j可能发生，则从F_j预计发生那年开始，计入F_j对指标本底未来发展趋势的影响(如式(5)所示)，具体影响幅度和影响持续时间参考以往类似案例。

突发要素发生前：A_i＝A_i-1×(1+λ_未i)

突发要素发生后～突发要素影响结束：

A_i＝A_i-1×(1+λ_未i)×(1+β_ji) (5)

突发要素影响结束后：A_i＝A_i-1×(1+λ_未i)

式中，β_ji为突发要素F_j在发生后对预测指标今后第i年未来指标值的影响幅度。

本发明所述的一种可体现突发要素对城乡及社会发展指标影响的分段式预测方法，它具有以下两大优势：①在突发要素的合理、可靠预计下，可精确体现突发要素预测指标未来趋势的影响；②通过选择是否触发突发要素以及输入不同的可能发生时间，可分别得到预测指标的不同未来发展趋势，从而探究共同规律，分析未来趋势的多变性。因此预测结果既能提供更为合理的拟预测指标值用于城乡规划；又能反应突发要素发生与否以及发生时间对预测指标未来指标值的不同影响，用于科研分析。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。