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基于优化支持向量机的小麦最低收购价预测

更新时间:2009-03-28

农民是国家粮食主要生产力,保护农民的利益一直是国家最为关注的事。近些年以来,我国为了保障种粮农民的利益,稳定粮食市场价格提高农民种粮的积极性,相继出台了粮食直补、良种补贴、购买大型农机具补贴等一系列的惠农政策[1]。从2005年以来,连续几年实行粮食最低收购价。有效地抑制了粮食市场价格回落,保护了种粮农民利益。粮食最低收购价政策,即当市场上粮食的价格高于政府预计的价格,农民的粮食价格就按照市场上粮食的价格进行出售,而当市场上粮食价格低于国家预计的价格,政府就通过中储量总公司和其委托的公司以最低收购价对农民的粮食进行收购,主要是在粮食主产区实行。粮食最低收购价的实行保证了农民粮食价格的稳定,也确保了农民的切身利益。

近年,粮食最低收购价政策引起学术界越来越多专家、学者的重视。袁辉斌等[2]以湖南省1995-2010年统计的数据对粮食最低收购价格与农民收入之间进行相关性分析,结果表明:粮食最低收购价的实施对农民收入具有较大的促进作用。张爽[3]通过对粮食最低收购价对供给途径的影响和粮农在最低收购价政策下的供给行为,得出粮食最低收购价是影响主产区农户粮食供给的主要因素之一。兰录平[4]分析讨论我国现行粮食最低价收购政策,判断粮食收购政策发展趋势,为指出其发展取向和优化建议奠定基础。张改清[5]对种粮户进行分析,分析得出在最低收购价政策实施下,种粮大户趋向于扩大产能和提高储量,而较小规模种粮户则会减少储量。贺伟[6]针对粮食最低收购价政策,提出粮食最低收购价政策需要进一步在价格制定、信贷管理、财政补贴、购销监管几个方面进行完善。李邦熹等[7]针对小麦最低收购价,提出优化小麦最低收购价政策设计,进而构建小麦最低收购价价差体系、提高小麦最低收购价政策的执行效果、改善小麦最低收购价政策的配套措施等对策建议。

顾客忠诚度也是影响我国旅游电子商务发展的重要因素。人们生活质量的提高,导致消费者的消费需求越来越多样化,一站式自由行智能定制对于旅游电商企业显得越来越重要,但是目前大多数旅游电商企业并没有相应的产品数据以及运营经验,不能为每一位消费者提供个性化服务,导致消费者忠诚度低下。

目前,专家、学者们的研究大多集中在政策的效应分析和对策研究,缺乏对粮食最低收购价定价模型的研究。本研究试图建立粮食最低收购价预测模型,对未来一年粮食最低收购价进行预测。制定一个合理的粮食最低收购价,为中国粮食生产发展的稳定提供建议。

1 材料与方法

1.1 数据来源

影响粮食最低收购价的因素有很多,根据相关文献研究,粮食最低收购价主要受市场粮食供需影响[8-11]。因此,本研究选取粮食产量、粮食需求量、政府收购贸易量、政府销售贸易量、财政支出、小麦播种面积、人口总数、农村居民人均纯收入以及农村居民家庭恩格尔系数等变量。相关数据从中华人民共和国国家统计局数据库、中国统计年鉴中收集整理,表1为2006-2016年的影响粮食最低收购价变量的相关数据。

 

表1 最低收购价的影响因素

  

年份粮食产量/107t粮食需求量/106t政府收购贸易量/106t…居民家庭人均纯收入/元农村居民家庭恩格尔系数/%小麦最低收购价/(元·50kg-1)200648.40219198.9311114.94…358743.072200749.80423194.6576122.57…414043.172……201460.02556156.258427.89…1072637.9118201562.24859150.893528.25…1175637.1118201666.56893141.258627.62…1265136.8118

1.2 数据选取

1.2.1 校正集数据选择

选取2005-2015年粮食产量、粮食需求量、政府收购贸易量、政府销售贸易量数量、财政支出、小麦播种面积、人口总数、农村居民人均纯收入以及农村居民家庭恩格尔系数为自变量,选取2006-2016年小麦的最低收购价为因变量。

利用遗传算法对支持向量机的惩罚因子C和核函数参数g进行选择,算法的具体步骤包括如下:

选取2006-2015年粮食产量、粮食需求量、政府收购贸易量、政府销售贸易量、财政支出、小麦播种面积、人口总数、农村居民人均纯收入以及农村居民家庭恩格尔系数为自变量,选取2007-2016年小麦的最低收购价为因变量。

根据所建的模型可算出2015年每50 kg小麦最低收购价为116.08元。实际上,2015年中国政府公布的每50 kg小麦的最低收购价为118元,我们按照本文研究提出的模型预测方法计算的小麦最低收购价水平与政府规定的标准相当。从国内小麦市场来看,2014年国家在小麦主产区实行的最低收购价政策极大地调动了农民种植小麦的积极性,当年供需形势已由产需不足需转为产需有余,全国小麦产量由2014年的12 620.84万t至2015年增长到13 018.52万t,增产数量巨大,导致年末小麦库存水平大幅提高。因此,在2015年中国政府未改变小麦最低收购价格,继续保持2014年的价格是正确得当的,说明按照本文实验所提出的模型预测方法计算小麦最低收购价也是较为合理的。同时可根据本实验所建的GA-SVM模型预测出2017年每50 kg粮食最低收购价为120.88元,故预测2017年小麦最低收购价在120.88元上下浮动。

归一化就是把需要的数据经过某种算法处理过后,限制在一定的范围内,而不改变数据性质的方法。归一化处理使后面的数据处理起来更加方便,也加快程序的运行速度。

由表1数据可以看出,数据的计量单位不同,且数据的大小相差很多,计算出来的结果存在很大误差,因此,需要对数据进行归一化处理,把不同来源的数据统一到一个参考系下,以减小输入误差带来影响。本研究对数据进行归一化处理,区间范围为[0,1],计算公式如下:

 

其中:x表示原始值,x′表示归一化后的值,xmax表示样本数据中最大值,xmin表示样本数据中的最小值。

1.3 基于支持向量机预测模型

支持向量机(SVM)是由Vapnik等人依据统计学理论和经验风险最小化准则提出的一种新的机器学习方法,具有坚实的理论和数学基础。经过适当地选择函数子集,通过有限样本信息在模型的复杂度和学习力之间做出最好的折衷方案,获得实际风险最小的学习机器[12-14]。支持向量机预测原理可根据线性可分以及线性不可分来讨论。

1.3.1 线性可分

在线性可分的情况下,存在一个超平面,将训练样本全部分开,该超平面可表示为:

wxi+b=0。

对应的预测函数为:

得到最优超平面,通过解下面二次优化的问题获得最佳回归函数:

 

约束条件为:yi(wxi+b)≥1,i=1,2,3…n

如企业对破产财产的清算、评估和处理、分配,事务所人员、财务、业务、名称的“四脱钩”等,按规定需要进行必要的评估和审核。而在《企业会计准则第20号—企业合并》(财会[2006]3号)中,它没有明确规定企业并购必须要通过评估过程进行。所以,必要时应当使用“账面价值”或“公允价值”进行录入,在此之后还根据需要对其进行必要的处理:“企业合并的过程中必然要发生一系列期间费用,然而这些发生的各项相关费用,以及进行合并而支付的各项期间费用和审计费用、以及评估费用等一系列费用。”而这些都需要我们进行系统、详细的评估。

将其转化为对偶问题:

 
 

b=yi-wxi

约束条件为:

另外,IEC 61375标准已经颁布多年,各厂家生产出了各类通信板卡,在城市轨道交通及高铁列车中广泛应用,然而,在实际工程应用过程中,仍然存在参数匹配问题,需要继续深入研究。

式中:ai为Lagrange乘子,k(x,xi)为核函数,选取的核函数为径向基核函数(RBF),k(x,xi)=exp{-g|x-xi2}。g为核函数参数。

对应的预测函数为:

1.3.2 线性不可分

自2006年以来,康迪泰克一直致力于应用玻璃纤维增强型聚酰胺材料设计制造替代高压铸造铝合金的轻量化产品,为整车使用及零部件制造环节的节能减排提供动力总成和底盘NVH部件的轻量化解决方案。康迪泰克全面提升全球专业研发能力。目前,位于江苏常熟的亚洲研发中心也设计开发了多款玻璃纤维增强型聚酰胺产品并在本地生产,供应全球不同市场。

对于线性不可分的情况,我们把样本数据映射到一个高维特征的空间上,并在此空间中运用原空间的函数来实现内积运算,这样就可以非线性问题转换成线性问题来解决,根据有关理论知识,核函数只需要满足Mercer条件,就可实现。因此,在最优分类平面上采用合适的内积函数,用以解决这种线性不可分的分类问题。此时的目标函数为:

 

式中:•为点积,wn维向量,b为偏移量

1.3.3 基于遗传算法参数优化

遗传算法是一种模仿生物之间优胜劣汰过程设计的算法。是一种具有自适应能力的、全局性的概率搜索算法。

1.2.2 预测集数据选择

  

图1 GA-SVM的预测模型建立流程

GA-SVM的预测模型建立流程如图1所示。

步骤2:对数数进行二进制编码,来实现离散化。使用的编码符号集由二进制符号0和1所组成,它所构成的个体基因型是一个二进制编码符号串。

粮食最低收购价的合理制定非常重要。制定的粮食最低收购价过低,难以保证农民的收益,就不能调动农民种粮的积极性;制定的粮食最低收购价也不能太高,过高的粮食最低收购价,虽可以调动农民的种粮热情,可如果某种品种的粮食最低收购价较高,将会引发种植户的过分关注,这样就会引起种植结构的不合理,并导致这种粮食的过剩,造成市场粮食价格过低,国家的最低粮食收购价政策也会因为财政资金压力和存粮的库存不足而难以很好地实施,最后导致粮价下跌,导致农民的收益受到损失。因此,为了粮食能够稳定生产,制定合理的粮食最低收购价格成为粮食主管部门必须面对的难题,而基于支持向量机的粮食最收购价模型可以很好地解决此难题。

步骤4:根据适应度函数,计算每个个体的适应度值。

本研究选择SSP16.0软件进行资料的统计与分析,有统计学意义用P<0.05表示;(±s)表示计量资料,同时通过t进行检验。

昌吉市共有10家养老机构,本调查对所有养老机构进行调查。通过“简易智力状态量表”筛选,排除具有认知障碍、交流障碍和因身体状况不能完成调查的老年人,获取本人同意后共有793人作为研究对象。

步骤5:判断是否达到最大遗传代数或最优解,如果达到,退出循环,遗传优化结束,通过解码得到的最优惩罚因子C和核函数参数g,将得到的Cg带入到SVM模型中,用数据预处理后的数据进行模型测试,得到均方误差。没有达到则转到步骤6。

步骤6:执行选择操作,采用轮盘赌选择,累计概率。按照最优保存、最差迭代的原则进行。

步骤7:执行交叉操作,对父本个体配对进行基因交换重组,产生新的个体,遗传上代个体的特征信息,从而使最优个体的出现成为可能。

水是人类赖以生存的重要因素之一。近年来,水资源短缺问题越来越严重,水资源短缺和水资源污染成为各国首要关注的环境问题之一[1]。化工生产产生的化学物质下渗到地下水污染比较敏感的岩溶区时会对地下水岩溶含水造成污染[2-3]。地下水溶质运移模型是找出污染物迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段,可以为地下水资源管理和地下水污染修复提供依据[4-6]。本文以某化工厂污染源场地为例,通过对污染厂区的监测数据进行分析和预测,研究分析地下水流场演变趋势,探究污染物的来源、迁移和空间分布规律,为地下水污染控制和修复提供依据[7]。对保护地下水环境有重要意义[8]。

宝贵的林业资源对经济、科技的发展和环境的保护有着十分重要的意义。针对现阶段林业资源管理工作存在管理投入不足、执法不规范、机构配置不相符等问题,从转变管理理念、完善管理制度、优化产业结构出发,合理利用林业资源,做好林业资源管理工作,不断提高管理质量和效率,充分发挥林业资源的经济效益和环境效益。

步骤8:执行变异操作,对个体按概率进行随机变异,使种群多样化程度增加,进化方向变多,保证形成新一代个体。返回步骤4继续执行。

步骤1:数据初始化:设置种群个数、最大遗传迭代数参数Cg的范围以及交叉、变异概率。本实验中选择种群个数20,最大遗传代数100,参数C的范围为[0,100],参数g的范围[0,1 000],交叉概率为0.7,变异概率为0.1。

  

图2 遗传算法的适应度曲线

2 结果与讨论

采用遗传算法优化支持向量机,训练过程中的适应度曲线如图2所示。当遗传算法运行到25代以后平均适应度值已减少到最小值且逐渐趋于平稳状态,而最佳适应度值迭代从开始到迭代第6代,最佳适应度逐渐减少,从第6代开始,最佳迭代次数就一直保持不变,直到运行到100代后,算法停止。此时,输出的SVM最优参数C=99.996 4,g=0.020 027,并且模型的决定系数R2=0.976 7,说明此模型可以用于最低收购价的预测。

根据GA-SVM模型预测结果建立预测值与实际值的对比曲线,如图3所示。

该气化炉高压氧气切断阀操作工况: 压力等级为ANSI900lb;阀前压力为9.2 MPa;阀后压力为9.18 MPa;关闭压差为9.2 MPa;温度为20 ℃。

白鹫仍旧在低空徘徊,应是在期待着更多的肉。但云浮人并不这样认为,他们更愿相信,这是逝者的灵魂对族人不舍,与族人们做着最后的告别。于是,人们闭上眼睛,重新将双臂交叉于胸前,恭送着逝者的离去。

  

图3 GA-SVM模型预测值与实际值的对比曲线

1.2.3 归一化处理

3 结 语

步骤3:根据数据预处理后(数据变换)的训练集数据构建适应度函数。

参考文献

[1] 胡泽华.粮食最低收购价政策执行中的问题和对策[J].企业改革与管理,2014(3):115-115.

[2] 袁辉斌,欧阳涛.粮食最低收购价格与农民收入的相关性研究——以湖南省为例[J].湖南农业大学学报(社会科学版),2011,12(3):6-10.

[3] 张爽. 粮食最低收购价政策对主产区农户供给行为影响的实证研究[J].经济评论, 2013(1):130-136.

[4] 兰录平.中国粮食最低收购价政策研究[D].长沙:湖南农业大学,2013:40-45.

采用线性倾向估计、Mann-Kendall分析、有序聚类分析法、Morlet小波分析和R/S分析法对新疆地区水文要素进行分析和预测。线性倾向估计主要用于总体变化趋势分析;Mann-Kendall分析用于显著性及突变分析;有序聚类分析法用于突变分析;小波分析用于周期性分析;R/S分析法持续性分析。

[5]张改清.粮食最低收购价政策下农户储售粮行为响应及其收入效应[J].农业经济问题,2014,(07):86-93+112.

[6] 刘斌.我国粮食最低收购价政策研究[D].北京:中国农业科学院,2013:32-36.

[7] 李邦熹,王雅鹏.小麦最低收购价政策对农户福利效应的影响研究[J].华中农业大学学报(社会科学版),2016(4):47-52.

[8] 刘斌.我国粮食最低收购价政策研究[D].北京:中国农业科学院,2013:47-52.

[9] 龚龚强.提高粮食最低收购价对我国粮食市场的影响[J].中国粮食经济,2009(4):15-17.

[10] 方鸿.中国粮食最低收购价合理确定机制研究[J].经济与管理,2009,23(4):20-25.

(1)对自身公共英语水平的认知。有1 085人(占大二及以上学生的89.7%)通过大学英语四级,643人(占四级通过者的59.2%)通过大学英语六级。208人(占总体的11.0%)3道基础英语测试题全对,135人(占四级通过者的12.4%)四级通过且3题全对,95人(占六级通过者的14.7%)六级通过且3题全对。以上数据反映我校学生四、六级通过率总体尚可,但实际运用时,3题全对者均不超过15.0%,说明四、六级通过仅能部分反映当时的英语水平,我校学生普遍公共英语水平不高。

[11] 贺伟.我国粮食最低收购价政策的现状、问题及完善对策[J].宏观经济研究,2010(10):32-36.

网关采用ARM CORTEX-M4核心的STM32F405RGT6作为主控制器,具有最高168 MHz的主频,处理能力强,外设接口多等特点。RF部分采用4个E31TTL50 模块组成4通道无线传输设备,可以进行多信道传输,也可以进行单信道4个网段的传输。电源部分采用LM2596-3.3提供全局电源,供电电压标称12 V,也可以用24 V电源供电,最大不能超过30 V。网关提供了USB虚拟串口和以太网接口,分别使用CH340G以及USR-TCP232-D模块设计。此外,网关还配备了RTC实时时钟DS3234以及备用电池,可以为系统提供绝对时钟,使得时间信息不会因为系统掉电而不准确。

[12] Boser B E,Guyon I M, Vapnik V.A Training Algorithm for Optimal Margin Classifiers[A]//Proceedings of the Fifth Annual Workshop on Computational Learning Theory[C].1 Pittsburgh,PA,USA:1992.144-152.

[13] Vapnik V.Statistical Learning Theory[M].New York:W-iley,1998:75-82.

[14] Cortes C,Vapnik V.Support vector networks[J].Machine Learning,1995,20(3):273-297.

 
谢申汝,叶生波,王学梅,何红霞,钱彬彬,杨宝华
《洛阳理工学院学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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