APP下载

两次金融危机影响下中国CPI运行对比分析

2010-01-07孙红英

统计与决策 2010年1期
关键词:人工神经网络月度金融危机

孙红英

(仲恺农业工程学院 计算科学系,广东 广州510640)

0 前言

1997年和2008年,分别发生了亚洲金融危机和国际金融危机。两次金融危机分别发生在中国加入世界贸易组织前后,但都对世界和中国经济带来了严重的危机,给中国出口带来了严重的影响。国际金融危机蔓延到实体经济,引起国际和国际市场价格掉头直下,国际石油价格从高点时的每桶145美元以上下跌到2008年底的每桶35左右美元;铜、铝、锌等金属价格也分别比9月中旬下跌50%以上。国际市场价格波及国内市场价格,带动国内生产资料和工业品出厂价格快速下滑。在环比价格上,工业品出厂价格月度同比价格从近年来最高上涨10.1%转为2009年4月同比下降6.6%,环比涨幅从2008年年初的10%以上下降到年底的-20%左右;原材料、燃料、动力购进价格月度环比涨幅从2008年初的18%以上下降到年底的-25%左右。反映经济运行的主要宏观经济指标CPI指数,在两次危机发生的第2年都由正转负,步入负区间运行,面临通货紧缩的压力。当前,世界经济出现复苏的迹象,我国经济处于企稳回升的关键时期,但一些经济指标如货币发行量高位运行,引起了部分学者争论我国CPI指数何时走出负区间,并进而引发新一轮通货膨胀的担忧。为及时准确预测CPI指数运行趋势,为宏观经济决策提供依据,笔者研究了1997年和2008年两次金融危机发生前后CPI运行情况,发现1997年金融危机发生前后CPI运行相关度非常高,而2008年金融危机发生当期CPI与2007年CPI运行相关度非常高,并且2008、2009年前5个月同比数据相关度也非常高。鉴于两次金融危机发生前后CPI指数运行相关性非常高,作者运用改进的BP人工神经网络对中国2001年以来每月CPI同比指数进行了学习拟合,据此对中国CPI运行的趋势进行了预测和分析。

1 金融危机前后中国CPI同比指数相关性分析

1.1 1997年和2008年两次金融危机前后CPI指数运行态势分析(相关数据见表1,变化曲线见图1)

亚洲金融危机发生前的1996年,中国的CPI同比指数均在107以上;1997年金融危机发生当年,CPI指数从年初开始呈现稳步下降的态势,由1997年1月的105.9下降至12月的100.4;1998年CPI继续下行态势,从4月份正式CPI由正转负,开始长达20多个月的负区间运行。2008年国际金融危机发生前的2007年,中国CPI指数与1996年类似处于高位运行,中国面临较为严峻的通货膨胀。2007年中国CPI从年初稳步攀升,从102.2上升到106.9。2008年国际金融危机发生当年,与1997年CPI运行基本相同,中国CPI指数由前5个月的高位运行,转为急剧下降,到12月份CPI降至101.2。2009年CPI运行与1998年情况相近,也保持继续下行态势,从2月份开始CPI由正区间运行转为负区间运行。

1.2 1997年和2008年两次金融危机前后CPI指数运行相关性分析

表1 两次金融危机前后CPI指数

图1 两次金融危机前后中国CPI变化曲线图

笔者对1997年CPI指数分别与1996年和1998年CPI指数进行相关性分析,发现1996年CPI指数与1997年相关性较高达到0.795;1997年CPI指数与1998年相关系数也达到0.748。与此类似,2007年CPI指数与2008年相关性系数为0.873,2008年前 5个月 CPI与2009年前 5个月 CPI(数据已公布)相关系数也达到0.848。笔者也对1996年CPI(1997年亚洲金融危机发生前一年)CPI指数与2007年CPI进行相关性分析,相关系数达到0.90,1997年CPI指数与2008年相关系数也达到0.815。

由于1997年金融危机发生前后CPI运行相关度非常高,而2008年金融危机发生当期CPI与2007年 CPI指数运行相关度非常高,并且2008、2009年前5个月同比数据相关度也非常高。因此运用2008年国际金融危机发生前的CPI价格指数预测2009年后7个月乃至2010以后CPI运行具有较强的参考意义。为提高学习拟合的准确度,笔者采用2001年2001~2008年每月CPI同比指数历史数据来预测2009年6月份以后CPI指数。

2 建立改进的BP人工神经网络模型

由于我国以往CPI月度运行的统计分析表明,月度CPI运行受季节、灾害等因素的影响基本呈现较强的规律性,因此尽管CPI整体运行受金融危机等外界因素的影响较明显,但月度之间的规律不会发生较大改变。因此,可以根据前数个月的CPI数据学习月度CPI之间的规律,从对今后数月数据进行定量预测。本文首先建立三层BP神经网络模型,根据2001~2008年每月CPI同比指数历史数据,通过训练该模型使其具有预测的学习功能。由于目前中国前5个的CPI数据已经公布,现以2001~2008年前5个月CPI数据作为训练数据,预测出6月份的数据,以此类推,预测出中国2009年后7个月CPI数据,进而预测出全年CPI数据。

2.1 建立三层BP神经网络模型

误差反传算法(BP)是Rn menhort在1986年提出的一种前馈阶层网络的学习算法,它是一种迭代梯度算法,用于求解前馈网络的实际输出与期望输出间的最小均方差值。前馈阶层网络包含输入层、隐含层和输出层,各层之间实行全连接,层内各神经元之间无连接。BP网是一种反向传递并能修正误差的多层映射网络。当参数适当时,从理论上来说此网络能够收敛到较小的均方差。但是它存在如下缺陷:

(1)BP网络既然是一个非线性最优化问题,这就不可避免地出现局部极小问题。网络的极值通过沿局部改善的方向一小步一小步的进行修正,力图达到使误差函数E最小化的全局解,但实际上常得到的使局部最优点。

(2)学习过程中,下降慢,易出现一个长时间的误差平坦期,所以BP网络的短处是训练时间较长。

(3)网络结构选择不一,若网络过大,则训练效率不高,若过小,则不收敛。

2.2 改进的三层BP神经网络模型

鉴于传统BP网络的以上缺点,鉴于传统BP网络的以上缺点,本文对它进行了改进:(1)即在对权值和阈值进行修改时加入了动量项 α(0<α<1),这起到了优化作用。(2)理论上讲BP网络的隐含层可以有无限多,但实际应用时一般只用一层。网络精度的提高可通过增加神经元的个数达到。如果我们采用前n个月CPI指数预测第n+1个月CPI指数,以此类推。

那么只需要n(n>5)个节点输入层和1个节点输出层,至于隐含层节点个数的选择,在进行本次BP网络程序时使用了“试凑法”,发现节点个数为2n个时收敛情况较好。以前5个月CPI指数预测第6个月CPI指数的BP神经网络的拓扑图为例,其他月份预测的网络拓扑图与此类似。前5个月CPI指数预测第6个月CPI指数的BP神经网络的拓扑图如图2所示。

2.3 BP网络训练算法程序流程图(如图3所示)

3 结论

表1 2009年中国CPI价格指数预测表

通过改进的BP人工神经网络对中国2001~2008年每年前5个月CPI数据进行训练,并运用2009年已经公布的前5个月数据,笔者对6月份CPI数据进行了预测(见表2),预测误差下降图见图4。在基础上,以6月份预测数依据分别预测7~12月份CPI数据见表2,它们的预测误差下降图见图4、图 5、图 6、图 7、图 8、图 9、图 10。 相应的2009 年 CPI指数运行图见图11。

为验证通过上述模型预测CPI数据的准确性,笔者对2009年和2008年前5个月(均为已公布)CPI指数进行相关性分析,发现相关系数达到0.848;对2009年全年CPI指数(含预测数据)与2008年CPI数据进行相关性分析,相关系数达到0.882。这充分说明对2009年后7个月CPI数据预测相对比较准确。通过预测数据发现,2009年上半年我国CPI指数约为98.9,较上年同期下降1.1个百分点;全年指数约为97.8,较上年同期下降2.2个百分点。从预测月度数据来,月度CPI同比均呈稳步下降态势,其中7月和11月降幅将会比较大,降幅分别比6月、10月扩大1.7和1.3个百分点。由此可以知道,在当前国际国内经济有复苏迹象的情况下,我国前5月份同比CPI指数稳定在98以上。但这样稳定是建立国家投资4万亿投资拉动内需的基础上,短时间起到刺激经济增长,稳定价格的作用。但随着投资拉动效应的减弱,除非世界经济形势进一步好转或国家宏观进一步加大扩大内需力度,否则后7个月CPI仍处于负区间运行,年内我国CPI指数运行难以实现由负转正。

[1]闻新,周露,李翔,张宝伟.Matlab神经网络仿真与应用[M].北京:科学出版社出版,2003.

[2]徐秉铮,张百灵,韦岗.神经网络理论与应用[M].广州:华南理工出版社出版,1994.

[3]张国忠等.人工神经网络在上海电力负荷预测中的应用[J].华北电力,2002,(2).

[4]马光文等.人工神经网络在用电量预测中的应用[J].四川大学学报(工程科学版),2000,32(2).

[5]张庆年.前馈神经网络的特性分析与应用[J].武汉交通科技大学学报,1999,23(4).

[6]邓聚龙.灰色系统预测与决策[M].武汉:华中理工大学出版社,1986.

[7]张启敏.灰色预测模型[J].宁夏大学学报(自然科学版),2002,23(2).

[8]李艳敏,孙薇.多元线性回归分析在用电量预测中的应用[J].华北电力技术,2003,(11).

[9]张杰明.试论用多元线性回归法预测城市需水量[J].城市公用事业,2004,18(4).

[10]孙红英.改进的BP人工神经网络在用电量预测中的应用[J].陕西文理学院学报,2007,8.

猜你喜欢

人工神经网络月度金融危机
利用人工神经网络快速计算木星系磁坐标
人工神经网络实现简单字母的识别
滑动电接触摩擦力的BP与RBF人工神经网络建模
如何认识经济危机和金融危机
月度聚焦
月度聚焦
月度聚焦
月度聚焦
波信号的解调和人工神经网络的损伤识别算法
民生建设在应对金融危机中的作用