基于馬爾可夫模型對(duì)安徽省各城市人均GDP預(yù)測及變動(dòng)分析
本文關(guān)鍵詞:東南亞各國人均GDP的馬爾可夫法預(yù)測,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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為了獲得較為精確的一步轉(zhuǎn)移概率矩陣,利用最優(yōu)化的思想,即在本實(shí)例的4個(gè)時(shí)刻中使實(shí)際狀態(tài)的概率轉(zhuǎn)移矩陣與理論計(jì)算的轉(zhuǎn)移概率矩陣的誤差平方和達(dá)到最小為準(zhǔn)則,可建立如下最優(yōu)化模型.
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設(shè)矩陣p0??
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,滿足如下條件: ?x4?1?
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x3?x4?1s..t?
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用Matlab軟件求解,代入數(shù)值后,得
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0.90480.09520?
?00.91670.0833?
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而以04~08年轉(zhuǎn)移概率矩陣球平均后得到 ??p0??
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0.70240.29760?
?00.70830.1667?
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2008年的狀態(tài)數(shù)記為?2008=(0,5,8,4),2009年的狀態(tài)數(shù)記為?2009,根據(jù)
?2009??
2008
?P算出下一個(gè)狀態(tài)[7],我們把轉(zhuǎn)移概率矩陣求平均后得到的轉(zhuǎn)移矩
表4 轉(zhuǎn)移概率矩陣求平均與優(yōu)化誤差比較
陣與Matlab優(yōu)化得到的轉(zhuǎn)移矩陣代入進(jìn)行計(jì)算,得到結(jié)果如下:
由上表可以發(fā)現(xiàn)利用轉(zhuǎn)移概率矩陣求平均后得到的一步轉(zhuǎn)移概率矩陣來進(jìn)行預(yù)測存在著較大的誤差,而已Matlab優(yōu)化[8]求得的轉(zhuǎn)移概率矩陣來進(jìn)行預(yù)測的精度與其
相比提高了不少,但也存在誤差,這主要是因?yàn)槲覀兯紤]的情形是不出現(xiàn)重大自然災(zāi)
害、戰(zhàn)爭和金融危機(jī)的假設(shè)下進(jìn)行的,且馬爾可夫鏈的預(yù)測僅適用于短期預(yù)測,因此具有一定的局限性。
我們將n步轉(zhuǎn)移概率矩陣Pn 求極限可得極限分布為?k?(0,0,0,1)(口語化),即在假設(shè)沒有重大自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭和金融危機(jī)等的狀況下,最終所有地區(qū)都將成為發(fā)達(dá)地區(qū)這一吸收狀態(tài)。由此可以得出,所求最終分布與實(shí)際是相吻合的。因而,我們可以利用馬爾可夫鏈來預(yù)測未來若干年后安徽省各地區(qū)人均GDP的情況。
三、變動(dòng)分析[9]
上述是在假定不出現(xiàn)重大自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭和金融危機(jī)的理想狀態(tài)下進(jìn)行的,假如在未來幾年內(nèi)出現(xiàn)這些異常情況,實(shí)際上過去幾年有諸如SARS、洪澇災(zāi)害和甲型H1N1流感,這些都或多或少的影響了安徽各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
假設(shè)安徽地區(qū)在未來十年內(nèi)第n年因?yàn)樵庥隽酥卮笞匀粸?zāi)害、戰(zhàn)爭和金融危機(jī)而使經(jīng)濟(jì)發(fā)生了負(fù)增長,并且假設(shè)這種負(fù)增長持續(xù)了2年,在第3年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)了零增長,以后年份經(jīng)濟(jì)按以前趨勢繼續(xù)增長。假設(shè)第1年的負(fù)增長使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移概率變?yōu)镸,第2年的負(fù)增長使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移概率變?yōu)镹,假設(shè)
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因此得到安徽各地區(qū)人均GDP在10年后馬爾科夫預(yù)測結(jié)果為:
?2019??2009?Pn?M?N?P8?n (n?1,2,…,8)(?2009,?2019分別為2009,2019年的狀態(tài)數(shù))
當(dāng)n?5時(shí)得到,?2019??2009?P5?M?N?P8?5?(0,1.6557,5.7391,9.0848)
變動(dòng)后的馬爾可夫預(yù)測為在10年后,安徽省有0個(gè)地區(qū)為溫飽地區(qū),1.6557個(gè)地區(qū)為小康地區(qū), 5.7391個(gè)地區(qū)為富裕地區(qū)和9.0848個(gè)地區(qū)為發(fā)達(dá)地區(qū)。與10年后的預(yù)測結(jié)果(0,1.4709,5.4140,10.1151)相比分析可以發(fā)現(xiàn):因?yàn)楫惓R蛩爻霈F(xiàn)可能會(huì)使經(jīng)濟(jì)發(fā)生負(fù)增長,延長了從溫飽地區(qū)、小康地區(qū)向富裕地區(qū)和發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)變的時(shí)間。
四、部分總結(jié)
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