基于动态半参数分位数回归模型的税务风险管理系统设计

罗 演

（湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005）

0 引言

在税务风险管理中，常常需要探讨一个变量的变化能否影响其他变量变化的问题。变量间因果关系的方向可以根据税务风险原理得出判断，但是基于不同的假定条件，仅依靠经济学原理来做出最初判断是错误的。基于动态半参数分位数回归模型的税务风险管理系统可以有效地管理税务，通过功能层、逻辑层、表现层、服务层和访问层5个方面构建系统软件。系统功能层管理用户，为精确服务层的粗粒度，利用税务风险管理数据模拟来建立复杂数据半参数分位数回归模型，由此来构建业务逻辑层。表现层充当用户界面和服务器端之间的桥梁。税务风险管理系统设计在表现层和逻辑层之间增加了一个服务层，用来尽可能地降低表现层和业务逻辑之间的耦合，对分位数函数的众数函数进行估计，从中选择动态半参数，根据参数结果建立部分线性变系数分位数回归模型，进而达到税收风险管理体系中最关键的一环。数据访问层的主要作用是将服务器和数据库连接起来，使业务逻辑能够访问数据库，操作数据库中的数据。测试试验显示，税务风险数据的平均处理时间在0.35 s以下，由此表明基于动态半参数分位数回归模型的税务风险管理系统处理效率较高；系统安全性较强，风险信息管理迅速、丢包较少，可以促使系统的安全性得到完善，可以达到客户要求。

1 硬件设计

系统的建立需要满足税务风险管理业务需求，要将系统定位为决策支持系统。税务风险管理系统要有清晰的结构和组成，一旦企业所处的内外部环境发生变化，有新的业务出现，旧的业务消失，那么系统也可以以较少代价快速进行调整、应对变化。该系统的设计方案是总体以SOA为设计思想，以NET平台为基本开发平台，通过web服务方式组成系统。风险管理系统的总体网络结构图如图1所示。

图1 系统拓扑结构

该税务风险管理系统采用SOA思想设计，整体结构基于Windows 7系统进行设计，由多个相互独立的服务组成，服务之间的组合形成满足需求的业务模块。IIS 7发布web程序并进行互联网信息服务，web服务器位于可以由外部访问的区域内，用户可以根据网络地址从Internet访问。SQL Server 2008 R2数据库服务器在企业内部，可以被web服务器正常访问，根据需要，web服务器还可以访问Email服务器，整个系统独立于其他系统，且十分安全。

2 软件设计

基于动态半参数分位数回归模型的税务风险管理系统可以有效地管理税务，通过功能层、逻辑层、表现层、服务层和访问层5个方面构建系统软件部分。具体框架如图2所示。

图2 税务风险管理系统设计框架

将该系统的用户按实际需要分为3类，并可以根据不同的角色来控制系统的功能，使系统更加安全有序。业务逻辑层不仅实现对服务功能，且要求对数据存取层进行访问，并通过数据存取层来对数据库进行操作。表现层对用户界面和服务器端之间传递的数据进行加工处理，充当桥梁的作用。系统服务层是系统实现SOA思想的关键所在。数据存取层是指将数据格式转化为XML格式，数据层和业务逻辑层之间相同数据的异构性被消除，数据之间的交互更加方便。

2.1 系统功能层设计

税务风险管理系统的功能层可以分为3个子系统：普通用户子系统、项目用户子系统和管理员用户子系统。用户登录系统时从用户角色来判断用户能访问哪个子系统，合法登录后直接进入相应界面。

2.2 业务逻辑层设计

业务逻辑层和其他系统的相同，设计包括了系统中的业务功能实现，需要的一些算法逻辑也会在这个层，而且它还试服务层和数据访问层之间的桥梁。业务逻辑层把最细化的业务流程和判断封装起来给服务层使用，也为粗粒度服务分配真正的实现方法。为精确服务层的粗粒度，利用税务风险管理数据模拟来建立复杂数据半参数分位数回归模型，需要先对一个数据生成过程作出考虑，其关系表示如公式（1）所示。

当（x）u发生变化时，仅对响应变量的位置情况产生影响。（x）体现的是位置和尺度变化。当（x）u发生变化时，不仅是对y的位置产生影响，同时还会对响应变量的尺度产生影响。除此之外，公式中响应变量能够满足同方差假定的条件，当x增大，服务层粗糙条件的变化也会增大。业务层主要由更细粒度的web服务组成，用户需要调用这些功能时，只需要面对这些包装后的服务。按照税务风险管理系统的设计，这一层也包括关键的对象实体。

2.3 系统表现层设计

税务风险管理系统的表现层负责向用户展示信息，并接收用户的操作指令，根据税法或者税收协定的相关规定判断是否超过阈值，告知结果后对个人和公司形成税务风险的预警，使个人和公司能更有效地进行管理。总体业务流程包括数据录入、风险识别和风险预警3个主要方面，具体如图3所示。

图3 系统业务流程

用户可以根据从这里获取到的信息进行判断、操作，并将接下来的指令发回这里，达到使用系统的目的。用户界面的作用仅限于向用户展现信息，用户的指令操作要作为系统的输入使系统运行起来，这就需要表现层逻辑来完成。表现层逻辑会实现2种功能，处理用户的操作，对将要显示在界面上的数据或页面进行处理，并向用户展示税务风险管理信息。

2.4 系统服务层设计

税务风险管理系统设计了一种基于服务的策略，即将绩效与业务逻辑相结合，以减少表现层与业务逻辑间的耦合。在服务层中，执行层不会把注意力放在具体的实施组织上，而在业务逻辑层中，服务层会根据其结果组织各部分，并在必要时对其进行调用。

税务风险管理系统的服务层由一系列粗粒度的服务组成，这些服务按照用例来组织操作，并调用细粒度服务和真正的功能逻辑。设（，），（，），...，（X，Y）是来自总体（，）的简单随机样本，记（|=）为给定=时Y的条件密度函数，则众数回归函数定义如公式（3）所示。

基于粗粒度估计的动态半参数分位数回归模型求解方法的研究使用一种新的基于动态半参数分位数函数的众数估计方法，给出这种方法理论基础的证明，然后基于动态半参数分位数估计的众数函数估计，分位数函数估计的线性模型方法是将分位数函数设为（|=）=（），∈（0，1），斜率（）可以由公式（4）估计。

式中：ρ（）是检测函数，也称作损失函数。

这是一个凸线性规划问题，基于分位数函数的众数函数估计可以通过软件中的程序包直接实现。

基于动态半参数分位数回归模型要选择差商的步骤h，选取和决定动态版式的参数，除差商之外，也要选取正规项的权重参数。步长的选取与Ota同样，根据Koenker和Machado进行计算，如公式（5）所示。

式中：和为标准正态分布的密度函数和分布函数；在给定处三分之二的位置上；为分位数回归模型的试点宽度。

正则化动态半参数的选择控制了分位数函数的光滑度，进而对动态版参数回归函数估计的影响较大。参数选择方法一般是基于似然信息准则或交叉验证来实现的，模拟构建模型，使用基于分位数函数的众数函数估计带宽的选择方法适用于动态半参数分位数回归模型。因此，根据分位数回归的本质特征，基于动态半参数验证思想构造交叉验证式，如公式（6）所示。

寻找获得最大值的参数，根据选择出的动态半参数便可以构建部分线性变系数分位数回归模型。

模型建立在观测数据（，，，...，Y）上，非参数函数系数估计的收敛速度依赖于=1，应用局部多项式拟合法估计相关函数，加强税务风险管理系统的渐近性、自动适应和自动边界修改等高效统计性能给定模型。将变成一个函数系数模型，所有的系数函数可以被公式（7）估计。

式中：为一个全局参数；为估计数向量；U为税务风险管理检测数据。

当X为滞后因变量、X=0时部分线性自回归模型成立，如果该文考虑 附近并且用局部线性估计法，则以上估计的目标函数为K。在此基础上，采用局部多项式拟合的局部线性变系数分位数回归模型，以达到最小化性能与业务逻辑耦合的目的。

2.5 数据访问层设计

数据访问层的功能主要是连接服务器与数据库，使业务逻辑能够访问数据库，操作数据库中的数据。在业务逻辑层执行的算法中随时可能需要向数据库做增删改查的操作，系统将对这些录入的数据按照实际上的税务规则进行分析，判断用户是否产生税务风险。

3 测试试验

3.1 试验准备

本次试验中的税务风险管理系统属于B/S结构的web系统，开发环境是典型的企业级配置，系统开发环境见表1。

表1 系统开发环境

试验以系统业务中的个人差旅预警为例，介绍系统业务实现。当用户成功登录系统后，录入自己的差旅信息，系统将向用户返回用户的差旅总体情况，并进行税务风险评估，使用户及时了解自己的税务风险状态。软件开发被作为一套系统工程之后，软件测试变得必不可少。该系统的主要测试目标是检测该系统的性能，以及系统能否满足使用者的需要。在负载压力变化的情况下检验系统的性能、系统的各项指标安全性是否达到标准，是否能经受非法操作或入侵。

3.2 试验结果

性能测试是通过模拟真实环境中系统使用情况，来验证系统的正常可靠性。通过Microsoft Visual Studio 2010的压力测试工具模拟100个、200个、300个、400个和500个并发用户访问税务风险管理系统，监视系统的业务响应能力和响应时间。对平均处理时间进行测试。平均处理时间越短，表明基于动态半参数分位数回归模型的税务风险管理系统效率越高；平均处理时间越长，表明系统数据处理效率越低。测试结果如图4所示。

根据图4可知，由于在税务风险管理系统设计中利用动态半参数分位数回归模型，通过在表现层和业务逻辑层之间增加了一个服务层进行功能设定，提升了税务风险管理数据处理性能。因此，在多次迭代测试过程中，随着用户数量的增加，税务风险数据的平均处理时间在0.35 s以下，由此表明基于动态半参数分位数回归模型的税务风险管理系统处理效率较高。

图4 处理时间结果

在系统的功能测试中，测试用例包括各种用户角色在登录系统时可能进行的操作，其中包括无意的错误操作和带有目的性的恶意操作，系统的角色控制和密码管理比较到位，可以有效识别非法操作，并将其拒之门外。系统访问数据库时使用的连接字符串也被加密，并且根据安全性测试时反应出的问题，用户登录的信息和服务器返回的用户个人信息都使用三重DES加密算法加密，以防止在前、后台传输数据时被截获，导致信息泄露，威胁系统安全。丢包率可以有效反映平台的安全保护效果。丢包率数值越小，则平台安全效果越好，具体如公式（8）所示。

式中：为测试中所丢失税务风险管理信息数量；为风险数据信息总数。

测试3个数据集的共享数据传输速度与收发数据量，结果见表2。

结合表2数据可以看出该文所设计的对不同数据集的传输速率与预期传输速率相差不大，满足税务风险信息的传输需求。通过丢包率结果可以看出，该文所设计系统的丢包率较低，可满足实际需求。从传输速率测试结果可以看出系统安全性，风险信息管理迅速、丢包较少，可以促使系统的安全性得到完善，最终达到客户要求，推动企业信息化发展。

表2 数据集测试结果

4 结语

该文结合税务风险管理内容进行分析，设计系统中的5个层级，系统设计在表现层和逻辑层之间增加了一个重要的服务层来实现SOA，降低表现层和业务逻辑之间的耦合。对分位数函数的众数函数进行估计，从中选择动态半参数，根据参数结果建立部分线性变系数分位数回归模型，以此实现基于动态半参数分位数回归模型的税务风险管理系统设计。测试试验表明，该系统处理效率较高，安全性强，可以促使系统的安全性得到完善，达到客户要求。