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基于核方法的区域经济智能决策支持系统设计 摘要 入世以来，随着中国经济与世界经济的接轨，社会主义市场经济体制不断完善，政 府在经济发展的过程中所起的作用也随之做出了相应的转变。面对许多前所未有的挑 战，地方政府在决策过程中所涉及到的问题、需要考虑的因素都比以往更为复杂，如何 制定科学的经济政策，进行合理的经济决策已成为地方政府的第一要务。因此，借助先 进的管理方法进行科学化决策就显得十分必要。同时，各种通讯技术、信息技术以及核 方法等人工智能技术的迅猛发展，为构建高效、稳定的决策支持系统提供了强有力的保 证，也是提高政府部门办公效率的最有效手段之一。因此，应用先进的管理方法以及前 沿的技术为决策者提供决策参考信息显得尤为重要同时也具备实现的可能性。本文正是 基于此目的，对如何构建一套基于核方法的区域经济智能决策支持系统做了较为深入的 分析与研究。 本文在分析区域经济系统的运行规律、发展趋势和影响因素的基础上，研究建立了 基于核方法的区域经济系统的预测、预警与经济政策模拟运行系统；并用m a t l a b 语 言编译实现上述算法与模型，然后应用m a t l a b 的c o m 组件编程技术将这些模型封 装成组件，最后应用b s 系统调用上述组件，从而实现b s 模式下的基于核方法的区域 经济智能决策支持系统。本系统选用c 撑n e t 作为开发语言，选用s q ls e r v e r2 0 0 0 进行数据库的开发。系统最终实现了数据维护与更新、数据查询与统计、经济预测、经 济预警、经济政策模拟运行和系统管理等六个模块的功能。 该系统充分利用现代网络技术和数据库技术，帮助政府决策部门及时了解区域经济 发展的有关信息；并根据用户提供的实际经济发展情况和系统分析得出的评价指标体 系，运用科学的分析模型，给出最优的、可靠的结论，为决策者随时随地提供高效、及 时、高质量的决策信息，从而提高决策的科学性，引导区域经济健康发展。 关键词：核方法，经济预测，经济预警，b s 系统开发，决策支持系统 i i i 五邑大学硕士学位论文 a b s t r a c t s i n c ec h i n ah a se n t e r e dt h ew t o ，c h i n e s ee c o n o m yg r a d u a li n t e g r a t i o nw i t ht h ew o r l de c o n o m ya n d t h es o c i a l i s tm a r k e te c o n o m i cs y s t e mc o n t i n u o u s l yi m p r o v e d ，t h u st h er o l et h a tp l a y e db yt h eg o v e r n m e n t i nt h ep r o c e s so fe c o n o m i cd e v e l o p m e n ta l s om a d ec o r r e s p o n d i n gc h a n g e s f a c i n g s om a n yu n p r e c e d e n t e d c h a l l e n g e s ，l o c a lg o v e m m e n t si nt h ed e c i s i o n m a k i n gp r o c e s si n v o l v e di nt h ei s s u e sa n df a c t o r st ob e c o n s i d e r e dm o r ec o m p l e xt h a ne v e r h o wt of o r m u l a t eas c i e n t i f i ce c o n o m i cp o l i c yi no r d e rt om a k ea r a t i o n a le c o n o m i cd e c i s i o nh a sb e c o m et h em o s ti m p o r t a n tt a s ko ft h el o c a lg o v e r n m e n t s w h e t h e rf u l l a p p l yt h ea u x i l i a r yf u n c t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , i sak e ym e a s u r ef o ri m p r o v i n gt h ee f f i c i e n c yo f t h e l o c a lg o v e r n m e n t so f f i c ew o r k i nt h es a m et i m e ，t h er a p i dd e v e l o p m e n to fa d v a n c e ds c i e n c ea n d t e c h n o l o g ys u c ha s c o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g y , i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n d a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e t e c h n o l o g yp r o v i d e dap o w e r f u lg u a r a n t e ef o rb u i l d i n ga ne f f i c i e n ta n ds t a b l ei n f o r m a t i o ns y s t e m t h u s ， u s i n ga d v a n c e dm a n a g e m e n tm e t h o d sa n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yt op r o v i d ed e c i s i o n - m a k i n gi n f o r m a t i o n f o rt h ed e c i s i o nm a k e rn o to n l yt h eu r g e n tm a t t e rb u ta l s ow i t ht h ep o s s i b i l i t yo fa c h i e v i n g t h i sp a p e rd o e s am o r ei n - d e p t ha n a l y s i sa n dr e s e a r c ho nh o wt ob u i l du pas e t0 fr e g i o n a le c o n o m i c a li n t e l l i g e n td e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m ( r e i d s s ) b a s e do nw e b b a s e do na n a l y z et h em e c h a n i s m s ，a n dd e v e l o p m e n tt r e n d sa n di n f l u e n c i n gf a c t o r so fr e g i o n a l e c o n o m i c a ls y s t e m s ，t h i sp a p e rh a sd e s i g n e daf o r e c a s t i n g , e a r l yw a r n i n ga n ds i m u l a t i o nm o d e l i n gs y s t e m s w h i c ha r et r a n s l a t e da n de d i t e db ym a t l a ba sc o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) l i n k e db yc 拌n e t i n d e p e n d e n t l yt h er e i d s sb a s e do nw e b i se x p l o i t e db yc 撑n e ta n ds q ls e w e r2 0 0 0 ，r e a l i z e ds e v e r l c e n t r a lm o d u l ef u n c t i o n s ：d a t am a i n t e n a n c ea n du p d a t em o d u l e ，d a t as t a t i s t i ca n dq u e r ym o d u l e ，e c o n o m i c a n a l y z em o d u l e ，e c o n o m i cp r e d i c tm o d u l e ，e c o n o m i ce a r l yw a r n i n gm o d u l e ，d e c i s i o ns i m u l a t i o nm o d u l e ， a n ds y s t e mm a n a g em o d u l e r e i d s sm a k e st h eb e s tu s eo ft e c h n o l o g yo fm o d e r nw e ba n dd a t a b a s e ，c a nh e l pt h el o c a lg o v e r n m e n t t or e a l i z et h ei n f o r m a t i o nt i m e l y , p r o v i d ea no p t i m a la n dr e l i a b l ec o n c l u s i o n sw i t hs c i e n t i f i cm o d e lw h i c h b a s eo nt h er e a le c o n o m i cs i t u a t i o na n ds y s t e me v a l u a t i o ni n d i c a t o r s r e i d s sc a l lp r o v i d ee f f i c i e n t ，t i m e l y , h i g h - q u a l i t y d e c i s i o n i n f o r m a t i o n f o r t h e d e c i s i o n m a k e r , i m p r o v et h es c i e n t i f i c n a t u r eo ft h e d e c i s i o n - m a k i n ga n dl e a dt h er e g i o n a le c o n o m yh e a l t h yd e v e l o p m e n t k e yw o r d ：k e r n e lm e t h o d ；e c o n o m i cf o r e c a s t ；e c o n o m i c e a r l y - w a r n i n g ；b ss y s t e m d e v e l o p m e n t ；d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ； i v 五邑大学硕士学位论文 本人声明 我声明，本论文及其研究工作由本人在导师指导下独立完成，完成论文所用的一切 资料均已在参考文献中列出。 i i 作者：林超斌 签字：琳量圣虫 瑚年吃r 月9 日 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 本课题来源于国家自然科学基金资助项目基于核方法的复杂经济社会系统建模 关键技术研究( 7 0 4 7 1 0 7 4 ) ；广东省科技计划项目基于核方法的区域经济科学发展决 策支持系统研究与开发( 2 0 0 4 8 3 6 0 0 1 0 51 ) 。 区域经济智能决策支持系统( r e g i o n a le c o n o m i c a li n t e l l i g e n td e c i s i o ns u p p o r t s y s t e m ，r e i d s s ) 是区域经济发展理论和实际应用的结合，为区域经济发展战略提供辅 助决策的人机系统。随着社会主义市场经济体制的完善和中国经济与世界经济的接轨， 政府职能也随之做出了相应的转变。面对来自各方面的挑战，地方政府制定经济政策、 进行经济决策的难度也随之增加，在决策过程中所涉及到的问题、需要考虑的因素都比 以往更为复杂。因此，借助先进的管理方法进行科学化决策就变得十分必要。 区域经济表明的是一个地区的整体经济行为，是指在一定的宏观经济体制下，区域 经济变量发生了变动，并导致社会经济产生变化。这种变动可能对社会经济的发展产生 正面的影响，也可能对社会经济的发展产生负面的影响，为了使区域经济变量能够对社 会经济的发展产生正面的影响，就必须通过区域经济政策对区域经济变量进行有目的的 调节【l 】。区域经济体系首先形成于西方，我国社会主义区域经济体系的形成，是实行社 。 会主义市场经济的必然产物。改革开放以来，我国学者在近三十年的探索实践中，对区 域经济发展规划的研究取得了长足的进展。由最初的针对封闭系统的研究到开放的社会 主义市场经济系统；由定结构、定参数系统到动态结构、变参数系统；由线性模型到非 线性模型；由确定性问题到不确定性和风险性分析；由单目标优化到多目标协调优化； 由局限于经济的传统发展到可持续发展。区域经济的各种分析方法在我国都有了长足的 发展。实践表明，在进行地区区域经济发展规划中，针对实际问题的需要，往往同时要 将多种预测与决策方法结合起来，这样才能取长补短，有时又可以相互印证。 当前，我国正处于深化改革，以建立市场为主导体制的经济转轨时期。在成功加入 了w t o 后，我国区域经济的发展面临着机遇的同时也经历着种种艰巨考验。因此如何保 持经济的持续、稳定地发展，就是经济发展决策中研究的重要问题。故而在深入研究我 国区域经济模型及相关预测决策理论的基础上建立一套区域经济决策支持系统，辅助政 府部门决策的科学化，具有极其重要的理论意义与使用价值。 五邑大学硕士学位论文 1 2 研究现状 1 2 1 区域经济研究现状 区域是一切经济社会活动得以进行的空间，区域经济也因此成为经济社会活动主体 普遍关注的问题。区域经济学在我国的发展方兴未艾，正在成为企业区位选择、地方政 府寻求振兴经济发展之路、中央政府进行宏观经济决策必不可少的理论工具。 区域经济学有广义和狭义之分。狭义的区域经济学是研究区域经济发展和区际关系 的科学。广义的区域经济学是研究区域经济发展一般规律的科学。目前，区域经济学形 成了三大流派：新经济地理学派、新制度学派和区域管理学派1 2 1 。 新经济地理学派：形成于2 0 世纪9 0 年代，以克鲁格曼、藤田等学者为代表。其宗 旨是将经济地理学，即区域经济学带进主流经济学的殿堂。其分析区域问题的模型框架 基本上是经济学的，其理论基石建立在三个命题上：其一是收益递增；其二是不完全竞 争模型；其三是运输成本。由这三个基石，设计出区域经济的“中心外围模型 【3 】。 新制度学派：也称为“区域政策”学派，其研究的中心是将制度要素引入到区域分 析当中，研究政府及其体制对区域发展的影响，并通过制定相应的区域政策，协调区域 发展，新制度学派的中心是研究区域政策问题。 区域管理学派：是区域经济融入管理学的内容后形成的新的学派，对于区域经济学 从理论到应用，起着一个桥梁的作用。 区域经济学是一门应用性学科，要突出其应用性，就需要做到两点：第一，要对在 现实的区域经济运行中可能产生的重大问题给予理论上的理解，而这些问题不仅仅限于 狭义区域经济学的内容。第二，要为现实区域经济运行中问题的解决提供思路和方法， 需要了解、总结国内外的发展经验，特别是揭示中国半个世纪以来区域经济的运行轨迹， 也即需要对中国区域经济运行做实证分析。 进入新世纪之后，我国的区域开发掀起高潮，随着西部大开发的启动，对区域开发 的研究也进入到新的阶段。其中，区域经济发展战略与区域规划成为研究的重点【4 ，5 】。区 域经济发展战略是要解决一个区域的发展方向、定位、结构、布局和政策等问题，勾勒 一个地区发展的宏观蓝图，把握一个地区发展的方向和进程，并进行发展过程中的调控。 区域规划是发展战略的具体化，解决具体的时间、地点，发展的部门、规模以及资源的 配置等问题，现代区域规划的一个突出特点，是解决发展的实施问题，即具体的操作问 第一章绪论 题，而这正是区域经济学应用性的具体体现。因此，区域经济研究对区域经济的发展具 有重要的指导作用。 区域经济研究的新方法：总体来看，目前在进行区域经济研究时使用的数据分析方 法主要包括统计学的指数分析法【6 】、分类统计比较【7 】等较为传统的分析方法，而在本文 中尝试将核方法等人工智能技术引入到区域经济研究分析中，并通过对某区域的经济分 析的实例，建立该方法在区域经济研究中的具体应用模型。 1 2 2 决策支持系统研究现状 将决策支持系统、专家系统技术应用到区域经济分析领域，从某种意义上说，加快 了区域信息化的发展。这些技术综合了信息管理、运筹学、控制论、人工智能等理论， 具有完善的计算机技术和信息管理技术这些特点，借助计算机强大的运算能力与人灵活 的分析判断能力，交互协作，解决了区域信息化基础数据管理困难、资源匾乏的问题， 为有效解决区域经济分析提供了有力的支持。 心理学家的研究表明，决策者在同时考虑1 0 个以上的变动或者矛盾因素，或者考 虑2 0 4 0 个单项因素时，将会感到十分困难【1 0 】。在经济高速发展的过程中，区域经济决 策制定者往往需要考虑几十个复杂的决策因素，以往那种依靠个人经验和直觉的决策方 式远远不能满足现代管理决策的需求【8 一。在运筹学、数理统计、人工智能等的推动下， 人们开始关注应用决策支持系统辅助进行决策。 茸从美国麻省理工学院的m i c h a e ls s c o t tm o r t o n 和p d t e rgw k e e n 于2 0 世纪7 0 年代提出d s s 的概念以来，d s s 己经成为系统工程与计算机应用领域中的重要研究课 题【l 。各国学者在d s s 的理论与应用上进行了卓有成效的工作并取得了很大的进展。 7 0 年代初，辅助管理者对半结构化和非结构化问题进行决策，主要标志是将交互式 技术应用于管理任务。7 0 年代中后期，支持管理和决策者做出判断，强调“支持系统 而非“决策系统 。k e e np e t e rg w 等在7 0 年代末指出：d s s 是由管理者及其属下工作 人员使用的，支持管理决策的基于计算机的系统。该系统以决策者、决策模型和数据库 的集成为特征，协助管理者而不是取代管理者对半结构化问题做出决策，其改进的是决 策的效果而不是效率【1 2 , 1 3 l 。 8 0 年代，人工智能技术蓬勃发展，专家系统( e s ) 走向实用化对决策支持系统产生了 深刻影响。将人工智能与专家系统的理论、方法应用于决策支持系统产生了智能决策支 持系统( i d s s ) ，i d s s 增加了d s s 的“柔性，使系统能适应决策问题与决策环境的变 五邑大学硕士学位论文 化，提高了决策支持能力【1 4 】。vs r i n i v a s a n 等将d s s 的应用领域扩展到非结构化决策。 智能决策系统地提出，其主要目的是为了结合d s s 数值分析与专家系统符号处理 的特点，有效解决定量分析与定性分析如何有机结合以及半结构化与非结构化的问题求 解，提高决策水平 i s 】。国外经济发达国家，如：美、英、德、日等国家，己经从八十年 代中期就开始将专家系统应用到产品设计、医疗诊断、故障排除、企业管理以及宏观经 济的决策等领域。 国外在决策支持技术领域的主要研究成果有： 美国麻省理工学院智能工程系统实验室开发的分布集成环境开发( d i c e 其主要设计 目的是用来发现和解决智能体之间冲突的协商约束管理模块和用来记录在设计期 间产生的设计决策原理与意图的设计原理，记录模块起协调的作用。 a r c h n 是欧洲最大的多智能体的研究项目，通过该项目的执行，在几个工业领域 以及其它领域开发和实施了多智能体技术，并基于平台j e n n i n g s 开发了合作的联合意 图模型。 在经济决策领域，美国爱荷华州立大学、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等进行的研 究项目对基于多智能体的经济系统决策进行了探讨和实践。 决策支持系统在我国也有了广泛的研究与应用。其主要成果有： 山东中创软件工程公司9 9 年1 1 月研制成功的“利用智能决策支持技术构筑金融机 构的智能决策支持系统( i d s s ) ” 国家8 6 3 c i m s 主题“九五基础研究课题，“支持先进制造与管理模式决策支持系 统( d s s ) ”。 西安交通大学9 9 年开发成功的“敏捷制造企业面向质量的产品开发群体决策支持 系统( g d s s ) 。 在经济决策领域，人民大学、中南大学、上海交通大学等对宏观经济决策进行了理 论上的探讨。但总体上，经济决策支持系统还处在一个较低的水平上，仅能对现有数据 进行简单汇总以及分析，尚不能根据实际情况进行学习与调整。在体系结构上，也基本 上采用了单机版的集中处理模式，未实现系统的网络化处理。 1 2 - 3 存在的问题 综上所述，主要存在以下问题： 现有的区域经济研究系统其数据结构不太适合我国的当前实际：方法和模型的复杂 4 第一章绪论 性难以被基层决策管理人员接受和掌握，大多数优化模型只能适于研究人员和专家使 用，不能适合于一般的用户使用。同时，这些研究大都是将指数分析法、分类统计比较 等传统的数据分析方法应用到某一地区的区域经济预测问题上，缺少对同类研究系统化 的归纳和整理，也没有把区域经济的预警研究整合到系统中。这些研究通常只涉及到区 域经济发展模式选型、区域经济分析、预测等几个方面，研究的范围不全面、内容不深 入；开发的计算机辅助系统只有一少部分投入到日常实践中，大部分系统尚未应用到实 践中，未发挥其应起到的作用。另外，韩宽襟、陈健、胡文斌等人开发的辅助分析系统 都是单机版的，不适应目前的计算机发展水平及发展趋势，也保证不了系统数据的实时 性，必须开发网络版本的计算机辅助分析决策支持系统，方便系统的维护与更新，以及 系统的访问地点、工具的自由选择。 1 3 研究思路与主要内容 本文的研究思路如图1 1 所示： ( 1 ) 构建系统数据库 根据对经济发展规律的研究和对相关应用系统、资料的分析，较大范围内确定可能 影响经济发展的各项指标，并对这些指标进行数据采集。根据采集到的数据形成系统的 数据库，并预留相应的外部接口以便进行系统数据的导入导出以及同步更新工作。 ( 2 ) 经济指标分析 对已采集数据韵指标进行相关分析，考虑到样本数据不足的特点，根据相关分析的 结果对指标集进行降维操作，并形成区域经济系统的经济预测与决策指标集。 ( 3 ) 建立预测与预警模型 首先对可能应用于经济预测和经济预警的数学模型进行分析，结合具体研究对象的 特点，提出合适的模型集；然后从对历史数据的拟合程度和对未来数据具备的泛化能力 两方面考虑，对上述提出的模型集进行选择，形成基于核方法的经济预测与经济预警模 型群。 ( 4 ) 建立经济政策模拟运行模型。 首先对决策变量进行影响分析，确定各变量对经济增长的影响程度；然后在此基础 上，通过动态调节各个经济因素的方式，进行模拟运行操作。 五邑大学硕士学位论文 i i i i l i i i i l 一 。 i i i i i i i i i j 一一一一一一一一 i 广一一一一一一一一一1 利用相关分析对指标降维 图1 1 研究思路 ( 5 ) 构建系统知识库 通过向领域专家请教、咨询，并综合大量区域经济学相关文献，采用非自动知识获 取方式构建早期的知识库系统。待系统建立后，在非自动知识获取的基础上增加了部分 学习功能，使系统能从实例中归纳出某些知识，通过半自动获取的方式扩充知识库。 ( 6 ) 构建系统模型库、方法库 根据区域经济决策支持的需要，本系统主要实现了区域经济预测、区域经济预警和 区域经济政策模拟运行三大模块的模型。构建由上述模型所组成的模型库与方法库，实 现与决策有关的模型与方法的智能结合。 ( 7 ) 形成应用系统 根据系统需求分析的结果，并综合上述研究成果，形成b s 模式下的区域经济智能 决策支持系统，系统运行的结果通过可视化技术呈现给用户。 6 ，j 一 蒯刚引：ii一一形膻僳三 一 一 第一章绪论 1 4 可能的创新点 本文可能的创新点主要体现如下： ( 1 ) 针对经济系统的复杂性，各种经济指标数据存在高度的非线性、不确定性和 不精确性，而核方法具有很强的非线性拟合能力和泛化能力，非常适合于经济系统这类 非线性、复杂性系统的分析，因此本文选用基于核方法的预测模型进行预测研究；同时， 针对如何在样本数据量少且没有异常数据样本集的情况下进行预警研究的特殊性，选用 了基于核方法思想的支持向量回归预警模型进行预警研究。 ( 2 ) 针对系统需求分析的结果和b s 系统设计的特点，采取模块化独立设计的原则 完成了系统的功能模块设计，r e l d s s 的功能模块由人机交互模块、问题综合模块、数 据库模块、方法库模块、模型库模块和知识库模块组成；系统的各个子模块则采取面向 对象的方式进行设计，将模块内共用的数据与代码封装为一个对象，从而既实现了系统 功能模块间的松耦合度，也实现了系统子模块内的高内聚度。既降低了系统开发、测试、 维护等阶段的代价，也方便了系统实施以后的功能扩展与维护。 ( 3 ) 由于预测、预警等算法的复杂性，直接采用常用的编程语言如c 、j a v a 、 a s e n e t 等高级语言难以实现系统的算法，而m a t l a b 在科学计算领域则具有强大的 功能，尤其在人工智能领域拥有众多功能强大的函数库，可以较为容易的实现功能非常 复杂的算法，因此本文采用m a t l a b 来实现系统的算法。然而应用m a t l a b 实现的算 法只能在m a t l a b 环境中运行，为了摆脱m a t l a b 对算法运行平台的限制，并且能够 在b s 系统中使用，本系统采用了组件编程的思想，应用m a t l a bc o mb u i l d e r 将 上述算法封装为c o m 组件，然后在v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 中调用上述组件，最后应用 v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 实现b s 系统的编译，从而实现b s 模式下的基于核方法的区域 经济智能决策支持系统。 五邑大学硕士学位论文 第二章r e id s s 的理论基础 2 1 智能决策支持系统( id s s ) 概述 2 1 1i d s s 概念 i d s s ( i n t e l l i g e n td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ) 是2 0 世纪8 0 年代初在d s s 基础上提出来 的。d s s 是综合利用大量数据，有机组合众多模型，通过人机交互，辅助各级决策者实 现科学决策的系统。虽然d s s 己经取得了较大的发展，但由于它采用的数据库和模型 库的结构以及数值分析方法，使其应用范围受到很大限制。尤其是对那些不确定的问题， 用数值方法很难解决，再加上缺少与决策有关的知识及相应的推理机制，使得系统不具 备思维能力和对高层决策的有效支持。专家系统的成功使d s s 的研究受到启示，人们 开始考虑把人工智能( a r t i f i c i a li n t e l l i g e n t , a 1 ) 的有关技术应用于d s s ，这就产生了 i d s s 1 2 - 1 6 1 。 i d s s 是d s s 与a j 技术相结合的系统。它是以信息技术为手段，应用管理科学、 计算机科学及有关学科的理论和方法，针对半结构化和非结构化的决策问题，通过提供 背景材料、协助明确问题、修改完善模型、列举可能方案、进行分析比较等方式，为管 理者做出正确决策提供帮助的智能型人机交互式信息系统。 传统d s s 采用模型驱动为核心的系统结构和数值分析方法，难以解决那些不确定 性问题；并缺少与决策有关的知识及相应的推理机制，使得系统不具备思维能力和对高 层决策的有效支持能力。将a i 技术与d s s 结合，使d s s 能处理定性的、近似的或非确 定性的知识；通过在模型技术与数据处理技术的基础上增加知识推理技术，把d s s 的 定量分析和a i 的定性分析结合起来，提高了辅助决策和支持决策的能力；a i 的知识表 示和它采用的方法，如分类法、递阶法、框架法等也给d s s 提供了新的思想，特别是 可以把一个复杂的问题分解为递阶的子问题，使以前难以处理的问题得以解决；a i 在 接口水平，尤其是在对话功能上交互性更强，使用更方便，并在接口水平和推理上更为 透明，使应用更接近于用户的语言来实现接口成为可能。从以上我们可以看出，a i 的 引入解决了d s s 困扰多年的一系列问题，为此i d s s 已成为d s s 的重要发展方向【1 7 】。 8 第二章r e i d s s 的理论基础 2 1 2i d s s 结构 i d s s 是以d s s 为主体，结合人工智能技术形成的系统。d s s 使综合部件、模型部 件( 模型库管理系统和模型库) 、数据部件( 数据库管理系统和数据库) 、三者有机地结合 起来，大大扩充了数据库功能和模型库功能。d s s 的发展使管理信息系统上升到决策支 持系统的新台阶上。d s s 成为了既有m i s 能力，又有为管理者提供决策支持能力。i d s s 将d s s 的模型库系统、数据库系统和综合部件( 人机交互系统+ 问题综合系统) 与灿 的核心部分( 推理机+ 知识库系统) 结合起来，便构成了i d s s 的结构。如图2 1 所示。 图2 1i d s s 的系统结构图 如前所述，综合部件由人机交互系统和问题综合系统组成。人机交互系统是d s s 与用户之间的交互界面，d s s 既需要用户输入数据( 用于计算分析) 和信息( 用于后台控 制) ，同时也需要向用户显示运行的情况以及最后的结果。用户通过“问题综合系统” 协调控制实际i d s s 的运行。 问题求解系统由问题分析和问题求解两部分组成。问题求解过程包括：首先根据决 策者提出的问题，构造面向此问题的模块序列；然后根据模块序列获取问题的最优解或 满意解。 数据部件包括数据库管理系统和数据库。数据库是按一定结构组织在一起的相关数 据的集合。便于查询，且没有冗余，数据的存储方式和位置相对地独立于使用它们的程 序。数据库管理系统是建立在操作系统的基础上，对数据库进行统一的管理和控制。在 五邑大学硕士学位论文 i d s s 中，模型库也以数据化形式实现，因此，数据库不仅包含模型所要求的数据文件， 也包含模型运行的结果文件。 模型部件是d s s 的核心部件，由模型库管理系统和模型库组成。模型库是将众多 的模型按一定的结构形式组织起来，通过模型库管理系统对各个模型进行有效的管理和 使用，方便决策者构造、修改、和应用库内各种模型以支持决策。 知识库系统。它可以存储和管理定性模型和启发式或关联式的领域专家知识，有知 识库、推理策略、知识获取等功能。根据系统的运行情况动态获取机器学习的知识，并 允许开发人员输入和调整知识库的启发性或相关性知识。 2 1 3i d s s 的集成形式 脚技术包括专家系统、核方法、神经网络、遗传算法、机器学习和自然语言理解 等，可以将其中任一技术与d s s 结合，生成i d s s 。本文研究的是d s s 如何与核方法、 神经网络等相结合的i d s s ，其集成形式如图2 2 所示。 j 一一i 静态d b数据交互部件 1 列忿u b1 1 rr 人机夺百与问 d s s 控制系统 题综合系统hl 7 推理机与系统 1r 1 ， ，l 模型库l j 。、。一，一一l j 一一l 7 l 俣型与刘识转化系现i7 i 大u 伏烨厂 d s s 部件 图2 - 2i d s s 的集成结构图 a i 部件 i d s s 中d s s 和核方法的结合主要体现在三个方面： ( 1 ) d s s 和核方法、神经网络等的总体结合。由集成系统把d s s 和核方法、神经网 络等有机结合起来( 即将二者一体化) 。 ( 2 ) k b 和m b 的结合。知识库与模型库的结合具有两种可行的方式，其一，模型库 中的数学模型和数据处理模型作为知识的一种形式，即过程性知识，加入到知识推理过 l o 第二章l 也i d s s 的理论基础 程中去；其二，将知识库和推理机结合起来，形成知识推理模型再加入到模型库中去。 ( 3 ) d b 和动态d b 的结合。d s s 中的d b 可以看成是相对静态的数据库，它为核方 法、神经网络等的动态数据库提供初始数据，核方法、神经网络等推理分析结束后，动 态d b 中的结果再送回到d s s 中的d b 中去。 2 2r e i d s s 的分析理论基础 2 2 1 区域经济影响因素分析 和国家的宏观经济运行不同，影响地方经济运行的因素比较复杂，首先它受到国家 和地方的外部经济环境以及相应的政治和经济政策的影响，此外还受到地方政府的政策 引导，当地原有的经济发展基础，人口的综合素质，以及该城市的区位优势、资源优势 等等因素的综合作用。 对于一个经济模型而言，指标越多，越接近现实实际，这是不争的事实。但随着搜 集资料的工作的展开，发现由于我国这二十几年的转型改革，统计指标体系也发生了数 次变更，造成了很多统计数据的历史记录不完整，多数指标的数据仅限于近十年，数据 的不足和不准确是模型的准确性和科学性的最大的障碍，因此必须从大量的经济指标中 做出合理选择。选择的主要依据是： ( 1 ) 经典的宏观经济理论，对经济发展起最重要作用的主要因素。 ( 2 ) 指标的可定量性较强，容易做数量分析。 ( 3 ) 统计口径较统一，历史数据完整。 根据上述原则，从最初列出的由1 0 0 多个因素组成的一、二级指标中，选择了以下 一些定量指标来做相关性分析，以便最终确定预测模型的变量。这些指标主要是原定的 定量指标体系中的一级指标，而其他的指标则在定性的经济分析中作为参考因素。以下 对这些定量指标做一个简要的说明。 ( 1 ) 广东省和国家的g d p ，由于g d p 是一个综合性的指标，因此，选择这两个指标 综合反映经济环境，并对比反映区域的综合发展水平和地位。 ( 2 ) 固定资产投资，仅指境内投资。该指标是影响g d p 增长的重要因素，同时也 是经济活动中最活跃的因素，它的变动既反映了投资者对相关政策和发展环境的反应， 同时也直接影响当年乃至几年的g d p 变动。 ( 3 ) 社会消费品零售额及其增长率，该指标反映了一个地区的人民生活水平和购 五邑大学硕士学位论文 买力水平，是衡量一个经济社会的重要指标。 ( 4 ) 外贸进出口总额以及外贸进出口结构，对外经济活动对一个地区的经济发展 有着十分重大的意义，特别是作为一个沿海地区的城市，改革开放的前沿，外贸对该区 域的经济发展起着举足轻重的作用。 ( 5 ) 实际利用外资总额。外资是境内投资的补充，它和境内投资一样对g d p 的增 长有重要的意义，它也综合反映了该区域招商引资的实力和投资环境的基本情况，同时 它和外贸一样，反映了该区域对外经济活动的状况。 ( 6 ) ( t 一1 ) 年的g d p 。这是g d p 自身发展对其本身的影响，它能综合反映一个地区 的投资预期和经济发展程度，因为高速发展经济水平本身就是巨大的吸引力，所以经济 发展的惯性影响也是不容忽视的。 ( 7 ) 财政收入与财政支出。在现代经济领域里，政府是一个十分重要的角色，它 对经济的干预将极大地影响一个国家和地区的经济运行轨迹。而政府手中的主要工具是 财政、货币等经济政策，由于江门是一个区域性的地方政府，货币政策手段十分有限， 因此财政政策就显得相对比较重要。由于政府的财力直接影响到政府调节经济的能力， 最终将直接反映在投资倾斜政策等问题上，从而影响到投资环境，所以财政收入和支出 既取决于地区经济发展，又制约着经济发展。 ( 8 ) 产业结构。地区产业结构的变化趋势反映了该地区的工业化程度，是一个重 要的经济发展标志性指标。同时产业结构内部的构成也有力地说明了地区的发展优势， 对政府制定地区长远的发展计划和目标有重要的意义。 ( 9 ) 金融机构贷款余额。自从麦金农的金融抑制论问世，各国、各地区都开始重 视金融对经济的促进作用。而金融业的发展也确实成为当代经济生活中最突出的特点， 其发展的顺利与否直接影响了整体的经济运行态势。因此选取这个指标来反映该区域的 金融机构的规模和实力，它也同时表明了该区域自我发展的潜力和后劲。 ( 1 0 ) 职工平均工资。人均收入是衡量一个地区人民生活水平的重要指标，它同时 也影响了消费水平，与g d p 的增长也具有一定的相关度，但由于该区域没有人均收入指 标，故希望用职工的平均工资水平的变化来大致反映人均收入的情况。 ( 1 1 ) 居民消费价格指数。这是一个物价指数，虽然放弃了对通货膨胀率的预测， 但由于物价的变化无论对消费、投资还是最终对g d p 总产出，都是有着十分重要的关系， 所以在资料许可的前提下，也采用了c p i 作为一个变量指标。 1 2 第二章r e i d s s 的理论基础 2 - 2 2 经济指标相关性分析 区域经济系统作为一个复杂系统，与经济发展相关的因素众多，而现有数据量又是 特别的少，由此可见，从模型泛化能力考虑，必须对这些因素进行相关分析，以降低预 测模型所需的指标维数，进一步保证模型的推广应用能力。 根据对经济增长的定性分析，与g d p 相关程度最为紧密的指标如图2 3 所示： 图2 3g d p 与相关指标关系图 按照经济学上的定义，净出口是影响g d p 的重要指标之一，因本地区的进口数据难 以统计，因而在考虑到并不影响系统数据分析的情况下，净出1 2 1 直接以出1 2 1 数据替代2 1 1 。 关于g d p 的比例存在两种数据，一是当年价的比例；二是考虑物价因素，将g d p 比例 转换为可比价的比例，也就是环比。两者的关系如图2 4 所示。 g d p 当年价之比与环比 、 c , d p 当年价之比 g d p g ：f ；比 爪 | il 厂心 j 公 、 v 1 9 8 31 9 8 41 9 8 51 9 8 61 9 8 7 1 9 8 81 9 8 91 9 9 01 9 9 i1 9 9 2i 9 9 31 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 8 1 9 9 92 0 0 02 0 0 1 2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 6 图2 4g d p 当年价之比与环比 五邑大学硕士学位论文 图中看出，环比的变化相对比较平缓( 1 0 6 4 6 1 2 9 9 5 ，波动范围0 2 3 4 9 ) ，而当年价 之比相对变化较大( 1 0 5 2 4 - - 1 4 1 0 7 ，波动范围0 3 5 8 3 ) 。 2 2 2 1 指标互相关分析 为了使不同指标的互相关性可以比较，设法使指标之间的互相关性系数落在卜1 ，1 】 之间。下面以g d p 增长率与固定资产投资增长率之间的互相关性计算为例说明。以 x ( f ) ，y ( t ) 分别表示各相应年份( 1 9 8 3 年至2 0 0 6 年) g d p 增长率数据和固定资产投资增 长率数据；p ( f ) 表示x ( f + f ) 与y ( f ) 之间的互相关系数。互相关分析的结果如图2 5 以 及图2 6 所示。 取出序列y ( 1 9 8 3 ：2 0 0 6 一f ) 和x ( 1 9 8 3 + r ：2 0 0 6 ) ，将这两个序列变成均值为o ，模为1 的序列，分别以口，b 表示，则p ( r ) = a b 。 图2 - 5 指标相关性分析图1 1 4 第二章r e i d s s 的理论基础 1亡 1 0 5 量量 一 l 冒 0 墨_l一 一 雪 p 1 0 5 l 一 一，- 一一 一l _ 一 _ 1 萝t 矿j j j 妒j 建 常一 一第五年 口第四年 口第三年 一第二年 第- i - 图2 - 6 指标相关性分析图2 2 2 2 2 相关性分析所得的结论 由上述分析结果可以看出： 固定资产投资对g d p 的增长综合贡献最大，而且固定资产投资的效益将会在两 年内产生影响，其余经济指标所产生的影响基本上集中在一年之内； 实际利用外资和外贸出口总额这两项经济指标对g d p 的增长作用最为直接； 由于贷款余额与其他的经济指标之间联系紧密，因此贷款余额的变化与g d p 增 长的关系可能已经反映在其他的指标中； 就外部经济环境而言，g d p 与广东省的g d p 相关性最大，与国家g d p 增长关 系最小； 由于经济发展的连贯性与持续性，区域g d p 的发展变化同样与往年g d p 的情 况密切相关。 根据上面的讨论，建立的经济预测系统，输出为g d p 环比，输入分别为8 个变量 固定资产固定资产实际利用外贸出口 投资( t 一1 )投资( f 一2 )外资( 卜1 )总额p 一1 ) 财政支出社会消费品零售广东省g d p区域g d p ( t 一1 )总额( f 一1 )o 一1 ) (