李文瑩

摘 要：本文提出了基于GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)的理論，通過(guò)GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用MATLAB和WEKA等軟件以及粗糙集等理論分析并驗(yàn)證了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、煤炭生產(chǎn)總量、消費(fèi)總量等因素對(duì)煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的影響。成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)基于GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和預(yù)測(cè)；建立了煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的預(yù)測(cè)模型，大大提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度；基于GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確率為87.5%。結(jié)果表明：GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的預(yù)測(cè)是較成功的。

關(guān)鍵詞：GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；煤炭?jī)r(jià)格；價(jià)格波動(dòng)；預(yù)測(cè)

1.引言

煤炭、石油、天然氣構(gòu)成了當(dāng)今中國(guó)能源的主體，在經(jīng)歷了煤炭經(jīng)濟(jì)的“黃金十年”期之后，煤炭經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不容樂(lè)觀。生產(chǎn)成本居高不下，煤炭?jī)r(jià)格下跌，引發(fā)煤炭行業(yè)的危機(jī)。很多專家學(xué)者也對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[1]和[2]對(duì)煤炭?jī)r(jià)格的影響因素進(jìn)行了全面的分析，但是缺乏對(duì)煤炭?jī)r(jià)格變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)[1～2]；文獻(xiàn)[3]重點(diǎn)在于研究區(qū)域性的影響結(jié)果，并提出了相應(yīng)的措施，但是研究不具有普遍性[3]；文獻(xiàn)[4]對(duì)煤炭?jī)r(jià)格進(jìn)行了預(yù)測(cè)，但在分析影響因素時(shí)尚有欠缺[4]；文獻(xiàn)[5]利用誤差修正模型對(duì)影響煤炭?jī)r(jià)格因素進(jìn)行了實(shí)證分析，得出煤炭需求波動(dòng)是價(jià)格波動(dòng)的格蘭杰原因[5]。以上文獻(xiàn)大都針對(duì)煤炭?jī)r(jià)格影響因素進(jìn)行分析，但是在分析之后對(duì)煤炭?jī)r(jià)格預(yù)測(cè)的研究較少。本文擬通過(guò)對(duì)影響煤炭?jī)r(jià)格的內(nèi)部因素和外部因素進(jìn)行分析，并對(duì)未來(lái)的走勢(shì)做出相應(yīng)的預(yù)測(cè)，建立煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的預(yù)測(cè)模型。

2.煤炭?jī)r(jià)格影響因素的分析

通過(guò)查閱文獻(xiàn)[5]～[9]，發(fā)現(xiàn)煤炭?jī)r(jià)格直接反應(yīng)了本行業(yè)的供需變化，同時(shí)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的具體表現(xiàn)。本文確定煤炭?jī)r(jià)格的影響因素如下：

本文重點(diǎn)分析國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與供需變化對(duì)煤炭?jī)r(jià)格的影響。國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況是一個(gè)影響煤炭?jī)r(jià)格變化的綜合性因素。它的變化可以帶來(lái)很多其他外部影響因素發(fā)生變化。例如：人民幣匯率的變化，煤炭生產(chǎn)量的變化，國(guó)家相關(guān)政策的變化等。在對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析時(shí)，一般將國(guó)民生產(chǎn)總值（GDP）作為量化的標(biāo)準(zhǔn)。本文中采用國(guó)民生產(chǎn)總值這一指標(biāo)對(duì)煤炭?jī)r(jià)格的影響情況進(jìn)行量化分析。

在經(jīng)濟(jì)學(xué)原理的完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)條件下，供需的變化是決定市場(chǎng)價(jià)格的一個(gè)重要因素。煤炭供需因素包括煤炭?jī)?chǔ)量、煤炭供需總量差額、煤炭運(yùn)輸能力和煤炭的分布與開發(fā)順序。煤炭供需總量又包括煤炭產(chǎn)量、煤炭消費(fèi)量、煤炭資源儲(chǔ)備情況等[1]。本文利用煤炭生產(chǎn)總量和煤炭消費(fèi)總量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)代表供需因素，進(jìn)行量化分析。

我國(guó)煤炭的主要產(chǎn)地與主要消費(fèi)地距離遠(yuǎn)，并且煤炭自有資源有限，基本是地下開采，開采成本高，煤炭市場(chǎng)價(jià)格高。對(duì)于某些消費(fèi)地，進(jìn)口的煤炭運(yùn)距短，而且這些國(guó)家煤炭開采成本低，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)[1]。由于我國(guó)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，煤炭資源市場(chǎng)供需有缺失，煤炭開采成本高，因此煤炭?jī)r(jià)格不斷上漲。本文采用煤進(jìn)口量和煤出口量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)代表進(jìn)出口因素進(jìn)行分析。

3.煤炭?jī)r(jià)格預(yù)測(cè)

3.1樣本采集及預(yù)處理

本文收集了煤炭?jī)r(jià)格5個(gè)影響因素近9年每季度的數(shù)據(jù)，共36組，將前28組作為訓(xùn)練樣本，后8組為待測(cè)樣本。

應(yīng)用WEKA對(duì)這五個(gè)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，為了方便，我們記國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值GDP為A1、煤炭進(jìn)口總量為A2、原煤總產(chǎn)量為A3、煤炭銷量為A4、煤炭出口總量為A5、煤炭?jī)r(jià)格為C，價(jià)格下降表示為-1，上升表示為1，本文以2003年4季度的全國(guó)煤炭平均價(jià)格作為基期的煤炭?jī)r(jià)格。

然后對(duì)歸一化的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，離散化處理后，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)。發(fā)現(xiàn)五個(gè)影響因素均不可刪除，將歸一化處理以及屬性約簡(jiǎn)后的數(shù)據(jù)作為新的樣本數(shù)據(jù)。

3.2模型預(yù)測(cè)

運(yùn)用MATLAB軟件，通過(guò)編寫以下程序在對(duì)樣本進(jìn)行訓(xùn)練的過(guò)程中尋找最佳spread值，從而對(duì)待預(yù)測(cè)樣本進(jìn)行預(yù)測(cè)。spread值的作用是使輸出結(jié)果達(dá)到最優(yōu)化，最佳spread值為0.1，通過(guò)對(duì)28組樣本進(jìn)行訓(xùn)練，并對(duì)8組待測(cè)樣本進(jìn)行預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)程序如下：

3.3結(jié)果分析

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果（表4）可知，GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)結(jié)果中，只有第29組待測(cè)樣本的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況不相符，其余7組的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況相符，預(yù)測(cè)正確率為87.5%（7/8）。可見，總體而言，GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確。

4.結(jié)論

（1）本文通過(guò)利用GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)影響煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的五個(gè)因素進(jìn)行了訓(xùn)練和分類，利用28組數(shù)據(jù)驗(yàn)證了五個(gè)影響因素對(duì)煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的影響。

（2）利用MATLAB、WEKA等軟件，對(duì)8組待測(cè)樣本進(jìn)行了基于GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確率為87.5%（7/8）。

（3）建立了煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的預(yù)測(cè)模型，通過(guò)計(jì)算證明其預(yù)測(cè)結(jié)果在一定程度上優(yōu)于理論公式法和經(jīng)驗(yàn)公式法，大大提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度?？梢娎肎RNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)是可行的。（作者單位：山東科技大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉艷敏.煤炭?jī)r(jià)格影響因素分析及機(jī)制研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），2012.

[2] 何慧.基于傳遞函數(shù)的我國(guó)煤炭?jī)r(jià)格模型及其應(yīng)用研究[D].北方工業(yè)大學(xué)，2013.

[3] 賈琳.煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)及其對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響研究[D].山西財(cái)經(jīng)大學(xué)，2010.

[4] 江連洪.影響煤炭?jī)r(jià)格因素的相關(guān)性分析與預(yù)測(cè)[D].東北財(cái)經(jīng)大學(xué)，2007.

[5] 謝守祥，譚清華，宋陽(yáng).影響煤炭?jī)r(jià)格因素的相關(guān)性分析與檢驗(yàn)[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2006，22：57-60.

[6] 丁志華，趙潔，周梅華.基于VEC模型的煤炭?jī)r(jià)格影響因素研究[J].經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，2011，03：45-48.

[7] 張同功，雷仲敏.煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)的影響因素分析[J].中國(guó)能源，2005，12：16-19.

[8] 丁志華，李文博，周梅華，何凌云.煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)對(duì)中國(guó)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的影響研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2014，02：18-23.

[9] 鄒紹輝，張金鎖.我國(guó)煤炭?jī)r(jià)格變動(dòng)模型實(shí)證研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2010，03：525-528.

[10] 王小川，史峰，郁磊，李洋.MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)43個(gè)案例分析[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013.8.

[11] 丁碩，常曉恒，巫慶輝.GRNN與BPNN的函數(shù)逼近性能對(duì)比研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，07：114-117.