基于电力大数据的经济景气指数分析

师远渊 高雯静

摘要：景气分析是一种经济周期的统计分析方法，利用月度或者季度数据经济统计序列，分析研判经济发展在周期性波动中所处的阶段，为政府经济政策决策及实施提供参考。用电数据是国民经济的“晴雨表”，能够反映经济发展的真实情况。基于时空电力数据，采用经典经济景气模型，引入了X13-ARIMA季节调整算法，构建了基于电力大数据的经济景气指数，从电力视角反映区域、产业、行业等不同层面的宏观经济发展情况，辅助预测经济发展的趋势，实现从电力视角观测经济的目标，为政府政策制定提供参考。

关键词：景气指数;电力大数据;季节调整算法;时间序列

电力是各行业经济发展的重要能源，用电数据是国民经济的“晴雨表”，能够反映经济发展的真实情况。积极开展大数据应用研究工作，让外部数据“走进来”、电力数据价值“走出去”，通过横向拓展、纵向延伸，深度挖掘电力数据的社会化应用价值也是电力数字化发展的重要方向。景气是对研究对象发展状况的一种综合性描述，用于说明研究对象的活跃程度。景气分析是一种经济周期的统计分析方法，利用月度或者季度数据经济统计序列，分析研判经济发展在周期性波动中所处的阶段，通过电力景气指数模型，每月对全国宏观经济及地方经济发展进行增长趋势的持续性、增长转折点等预测。电力经济景气指数其主要以电力视角反映宏观经济，由先行合成指数（反映未来经济趋势）和一致合成指数（反映当前经济走势）构成，遵循经济学主流的景气指数原理，是一种实证的景气观测方法，能够客观反映经济运行状况，辅助预测经济发展趋势。

1.模型构建

电力经济景气指数构建全过程采用行业成熟稳定的算法，主要包括数据获取、数据预处理、模型构建、指标选取、合成指数等五个步骤。

数据获取：数据获取主要通过两种途径：从电力局获取电力数据，从统计局等渠道获取地区生产总值与工业增加值等经济数据。

数据预处理：分析数据质量，对数据的异常值，包括缺失值、零值、超大值、负值等，采用平均值方法进行填充，再通过时间序列标准化处理。

模型构建：基于预处理数据，完成算法研究、特征分析、模型构建等工作。

指标选取：指标选取是基于相关性分析的基础上，按照电力与经济的领先时间和相关关系，确定先行、一致、滞后指标。

合成指数：经过协整检验与指标权重设置，提高时间序列均衡关系的稳定性与指标科学性，最终合成电力经济景气指数。

2.算法实现步骤

通过采用时差相关性分析法，计算时间序列的相关系数和时差（领先时间），获取趋势循环项数据。

r  （xt 1 x）（yt y）

t 1t 1

l 0， 1， 2，...， L

其中，l表示超前或滯后的期数，负值表示滞后，正值表示领先，L表示最大延迟数，nl是数据对齐后的数据个数。选择最大的时差相关系数为：

L l Ll

最大时差相关系数反映被选指标与基准指标的时差相关关系，相应延迟数表示超前或滞后期数。

经过协整检验与指标赋权，提高时间序列均衡关系的稳定性与指标科学性，通过获取季节调整后的趋势周期项，进一步计算各指标对称变化率

增长序列：

Oi（t）   100%

其中，Oi（t）和ai（t）分别为t时刻的对称变化率和季节调整后指标。

为了保证合成指数不受某个单一指标数量级的影响，需要对数据进行标准化处理，并计算标准化对称增长率。第i个指标标准化计算式为：

N |Oi（t）|

N 1

其中，Averi是第i个指标的对称增长率平均值;N表示时间周期长度。

对称增长率Stdi（t）计算式为：

i

进一步对各指标标准化对称增长率Stdi（t）进行平均，得到指标的平均变化率R（t）为：

k

R（t） i 1

其中，k表示指标数量。最终合成电力经济景气指数：

200 R（t）

Index（t） Index（t 1）

C

C

其中，Index（t）为电力经济景气指数，RConsistent和RLead分别表示一致和先行指标的平均变化率，t=0时为基准年份，令Index（0）=100。

3.应用验证

电力经济景气指数产品目前已经在乌鲁木齐等地实现了落地应用工作，该产品分析了乌鲁木齐市自2016年来该地区的经济发展态势，以报告形式从电力视角客观分析乌鲁木齐经济发展的质量、速度与实况，并提出高质量发展需要改进的问题。电力经济指数以电力视角从区域、产业、行业等多种维度分别观测及预判宏观经济形势，具有鲜明的电力特色。

3.1综合景气指数

在全市层面，通过一致合成指数对宏观经济进行实时反映，通过先行合成指数对宏观经济实现有效预测，服务政府制定宏观经济政策、行业发展规划。截至2020年10月，乌鲁木齐本年度累计用电量216.92亿千瓦时（含自备电厂73.48亿千瓦时），同比增长4.11%。2020年10月乌鲁木齐综合电力经济景气指数为101.55，同比增长0.90%，经济状况有所改善，经济景气趋于上升。

先行合成指数的波动特征具有较好的领先性，领先经济态势3-6个月。本月先行合成指数较上月有所上升，预示未来经济走势趋于回升。

一致合成指数达到高峰和低谷的时间与周期波动跟经济指标的波动特质大致相同。本月一致合成指数较上月有所上升，预示本月经济态势也有所改善。

3.2区域景气指数

区域产业结构存在较大差异性。米东区、达坂城区的房地产业、头屯河区的金融业、天山区的交通运输、仓储和邮政业、水磨沟区的批发和零售业在近四年里经济发展较为迅速。

3.3产业景气指数

产业电力经济景气指数分析针对各产业电力数据和经济数据进行综合分析，有效反映产业发展及用电量之间的关系，预测产业发展趋势，支撑相关部门实施产业结构优化调整。本月乌鲁木齐第一产业、第二产业、第三产业的电力经济景气指数分别为101.60、101.70、99.85，较上个月增长率分别-1.13%，-0.31%，0.73%，同比增长率分别为0.32%、1.00%、-0.18%。从电力经济景气指数可以看出，第三产业经济景气在疫情期间处于低迷状态，本月起趋于上升态势。

3.4产业景气指数

产业电力经济景气指数分析针对各产业电力数据和经济数据进行综合分析，有效反映产业发展及用电量之间的关系，预测产业发展趋势，支撑相关部门实施产业结构优化调整。本月乌鲁木齐第一产业、第二产业、第三产业的电力经济景气指数分别为101.60、101.70、99.85，较上个月增长率分别-1.13%，-0.31%，0.73%，同比增长率分别为0.32%、1.00%、-0.18%。从电力经济景气指数可以看出，第三产业经济景气在疫情期间处于低迷状态，本月起趋于上升态势。

3.5行业电力经济景气指数

行业电力经济景气指数分析在产业的基础上进行下钻分析，通过用电量针对细分产业的经济态势进行综合分析，有效反映行业发展及用电量之间的关系，预测行业发展趋势。

3.6行业电力经济景气指数

重点行业用电情况及电力经济景气指数，有色金属冶炼和压延加工业本月用电量最高，达3.35亿千瓦时，同比增长-6.37%，环比增长6.95%。黑色金属冶炼和压延加工业、石油、煤炭及其他燃料加工业本月电力经济景气指数分别为105.64、105.47，处于经济景气态势。电力、热力生产和供应业、化学原料和化学制品制造业本月电力经济景气指数分别为95.09、99.87，低于临界值100。

4.结束语

本文将经济学领域的景气指数模型引入电力经济景气指数领域，研究了景气指数的筛选及构建过程，创新采用了季节调整算法用于电力景气指数模型的分析研究，通过构建季节调整模型对用电量序列进行了趋势循环项拆分，结合工业增加值等外部经济数据，构建电力经济景气指数，并基于用电量数据进行了实例验证。验证结果表明，该方法能科学有效地利用电力数据模拟经济趋势。

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