基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的經(jīng)濟(jì)信息決策支持系統(tǒng)

[摘 要] 本文研究了一種運(yùn)用于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的決策支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)分析子系統(tǒng)，灰色模型預(yù)測(cè)子系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型子系統(tǒng)組成，可用于地方財(cái)政經(jīng)濟(jì)，以及宏觀國(guó)民經(jīng)濟(jì)狀況的分析和預(yù)測(cè)。在此數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下，配合經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型，灰色系統(tǒng)模型，時(shí)間序列模型和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型可針對(duì)不同地區(qū)特點(diǎn)的多個(gè)應(yīng)用課題進(jìn)行研究。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) 決策支持 信息系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)，信息科學(xué)與管理科學(xué)的日益相互滲透和促進(jìn)，以應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助決策提高決策技能為目標(biāo)的決策支持系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，面向一定領(lǐng)域的，具有特定功能的決策支持系統(tǒng)也相繼問(wèn)世，但在經(jīng)濟(jì)信息決策支持方面成功的實(shí)例卻很少。本文介紹的是一個(gè)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持下的模型庫(kù)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)。為了解決以往單個(gè)模型反映復(fù)雜經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的片面性，本系統(tǒng)的模型庫(kù)中提供了可用于單變量預(yù)測(cè)的灰色系統(tǒng)GM（1，l）模型，可建立各種回歸模型和聯(lián)立模型并用于政策模擬的經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型CSPEM，還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與模型系統(tǒng)及經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)的方便聯(lián)接，并可為其他的模型軟件，如時(shí)間序列分析模型軟件TSP生成可讀的數(shù)據(jù)文件。在系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，我們針對(duì)不同地區(qū)的特點(diǎn)，采用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持的多模型綜合的方式進(jìn)行各項(xiàng)專題的研究，將本系統(tǒng)生成的灰色系統(tǒng)模型，多元回歸方程，以及在本系統(tǒng)支持下建立的時(shí)間序列分析模型引入PD-Plus軟件，即多種數(shù)學(xué)解析方程與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的反饋結(jié)構(gòu)合為一體，以全面反映綜合財(cái)政經(jīng)濟(jì)的實(shí)際運(yùn)行機(jī)制。

一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特征

系統(tǒng)的總體框架如圖1所示，所包含的結(jié)構(gòu)如下：

1.綜合信息庫(kù)IDB:是一個(gè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)，管理高層的復(fù)雜數(shù)據(jù)實(shí)體。IDB是綜合信息查詢和仿真模型運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)源。

2.仿真模型SMB:管理一組仿真模型，每個(gè)模型描述一個(gè)特定的經(jīng)濟(jì)部門或經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，這些模型構(gòu)成宏觀經(jīng)濟(jì)仿真模型體系。

3.評(píng)價(jià)模型庫(kù)EMB：管理一組支持用戶優(yōu)化決策的評(píng)價(jià)模型。

4.方案設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)AKB：是一個(gè)小型的專家系統(tǒng)，裝備宏觀經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的專家知識(shí)，用以支持用戶合理地設(shè)計(jì)仿真方案。例如，ACK能輔助用戶根據(jù)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)合理設(shè)置仿真模型的外生變量。

5.集成仿真環(huán)境ISE：以上四個(gè)系統(tǒng)模塊構(gòu)成仿真決策問(wèn)題求解的基本支撐工具集，并嵌入集成環(huán)境ISE。ISE是面向問(wèn)題的，將用戶問(wèn)題與實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的軟件工具相隔離。ISE還為用戶提供統(tǒng)一的界面，具有智能交互能力。

以上是系統(tǒng)的緊藕合部分，形成系統(tǒng)的最小工作集，具有一個(gè)接口擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，用以聯(lián)接外部工具包，這些工具包構(gòu)成系統(tǒng)的外圍擴(kuò)展，為松藕合部分。目前的外部工具包主要有：

(1)外部數(shù)據(jù)庫(kù)：向系統(tǒng)加載各種經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)的原始數(shù)據(jù)。

(2)圖形包：綜合信息庫(kù)IDB具有基本的圖形表現(xiàn)能力，外部圖形包用以增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜信息的綜合表現(xiàn)，例如綜合地理圖形，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的地域分布和文字說(shuō)明等。

(3)統(tǒng)計(jì)分析包：提供完整的統(tǒng)計(jì)分析工具，如回歸分析、譜分析、參數(shù)辨識(shí)等。

二、總體設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)框圖如圖2。這個(gè)框圖顯示了整個(gè)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系。其中數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)除具有普通數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本功能以外，在本系統(tǒng)的主要作用是為其他的模型子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)分析子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并存放預(yù)測(cè)結(jié)果。

模型庫(kù)子系統(tǒng)由時(shí)間序列分析模型，經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型，灰色系統(tǒng)模型和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型組成。其中灰色系統(tǒng)模型可直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，自動(dòng)建立灰色預(yù)測(cè)模型，按用戶要求進(jìn)行預(yù)測(cè)或?qū)㈩A(yù)測(cè)結(jié)果存入預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型利用基本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)生成的組變量文件建立可用于經(jīng)濟(jì)分析，經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)和政策模擬所用的各類經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型，以及聯(lián)立模型，其運(yùn)行結(jié)果可以任何形式輸出。時(shí)間序列模型（TSP）和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型（PD-Plus）是兩個(gè)在系統(tǒng)之外運(yùn)行的西文軟件，它們可根據(jù)用戶對(duì)模型的了解和需求選用。TSP軟件可以讀取由基本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)生成的單變量數(shù)據(jù)文件，PD-plus可以利用由本系統(tǒng)建立的各類經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)模型，以得到綜合的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型。這樣的模型集中了各種時(shí)序模型的參數(shù)綜合性強(qiáng)，可靠性高，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分明，以動(dòng)態(tài)反饋的方式解釋并預(yù)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展的特點(diǎn)，適于對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行定量的預(yù)測(cè)與對(duì)策仿真研究。

2.各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)由基本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)成。這兩個(gè)子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，但變量是互相聯(lián)系的，即同一變量可用同一代碼和變量名以不同的形式分別存放在兩個(gè)庫(kù)中，并且可以在基本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中直接調(diào)用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)除具有普通數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本功能以外，更重要的是為支持本系統(tǒng)的模型系統(tǒng)和分析系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的特殊功能。如基本庫(kù)系統(tǒng)與預(yù)測(cè)庫(kù)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一代碼和中文名，使這兩個(gè)庫(kù)之間既互相獨(dú)立又互相聯(lián)系；為各類模型提供數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能；方便刷新數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的修改變量功能。

(2)模型庫(kù)子系統(tǒng)。①灰色系統(tǒng)模型。本系統(tǒng)提供了灰色系統(tǒng)理論的基本預(yù)測(cè)模型GM（1，l）模型。建模所用數(shù)據(jù)既可以直接選用基本數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)，也可以從外部輸入。從外部輸入的數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要存入基本數(shù)據(jù)庫(kù)如不需保留，可以選擇直接建模的方式，只顯示或保存預(yù)測(cè)結(jié)果。對(duì)于從基本數(shù)據(jù)庫(kù)選擇的變量，回答相應(yīng)的提示以后，預(yù)測(cè)結(jié)果可以自動(dòng)以與基本庫(kù)中相同的名字和代碼存入預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。②經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型。支持計(jì)量模型運(yùn)行的樣本數(shù)據(jù)可采用鍵盤輸入方式直接從外部輸入，也可以從利用系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換功能寫到磁盤上的數(shù)據(jù)文件輸入。此模型系統(tǒng)可建立各種回歸模型，特定模型和聯(lián)立方程模型，并為各類計(jì)量模型提供各種特定檢驗(yàn)。它適合多種形式多種經(jīng)濟(jì)函數(shù)的計(jì)量研究，以及對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行預(yù)測(cè)和政策模擬。其余模型在此不贅述。

(3)經(jīng)濟(jì)分析子系統(tǒng)。這個(gè)子系統(tǒng)由原始數(shù)據(jù)分析模塊和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)分析模塊構(gòu)成。這兩個(gè)模塊運(yùn)算過(guò)程中所需的基本數(shù)據(jù)來(lái)源于不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，其功能相同用戶可以根據(jù)需要對(duì)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量進(jìn)行運(yùn)算處理。任取一時(shí)間段的變量與變量之間的相加、相減計(jì)算，生成的復(fù)合變量可以根據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)的來(lái)源存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中任何位置；變量求和運(yùn)算功能同時(shí)完成多個(gè)變量在相同時(shí)間段的單變量求和；增長(zhǎng)速度分析功能可以同時(shí)對(duì)一組變量進(jìn)行一段時(shí)間內(nèi)的增長(zhǎng)速度和此時(shí)段的平均增長(zhǎng)速度的計(jì)算；結(jié)構(gòu)分析功能可同時(shí)進(jìn)行一組變量在任一時(shí)間段占某一主變量的比重及平均比重計(jì)算。在使用這些計(jì)算分析功能時(shí)用戶只要按自己的需要回答提示，系統(tǒng)便可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中存放的數(shù)據(jù)。運(yùn)算結(jié)束后，結(jié)果除在屏幕顯示以外，還可以打印輸出或以報(bào)告文件形式存放到軟盤，供形成文字報(bào)告時(shí)調(diào)用。

三、決策支持系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

本數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)采用Microsoft SQL Server2000，以及DELPHI開(kāi)發(fā)。Microsoft SQL Server中提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)DTS（Data Transformation Services）和聯(lián)機(jī)分析處理服務(wù)（OLAP Services）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)的支持。EIDSS通過(guò)DTS可在多個(gè)以O(shè)LE DB為基礎(chǔ)的異構(gòu)數(shù)據(jù)源之間導(dǎo)入、導(dǎo)出和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，合并到一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)位置，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換、裝載，變換聯(lián)機(jī)事務(wù)處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建立。經(jīng)過(guò)DTS的操作，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中包括了各種決策所需的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)OLAP和數(shù)據(jù)挖掘后形成知識(shí)和決策信息，然后與模型庫(kù)中的各種評(píng)價(jià)分析模型結(jié)合，通過(guò)人機(jī)交互系統(tǒng)以圖形、表格、類自然語(yǔ)言等形式提供給決策者。系統(tǒng)可以提供的功能和模塊如下：

1.預(yù)測(cè)分析。用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的各項(xiàng)指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)各種預(yù)測(cè)模型的運(yùn)算，對(duì)此指標(biāo)的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)。

2.重點(diǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)。用戶可對(duì)任意省重點(diǎn)企業(yè)分戶經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)、該省重點(diǎn)企業(yè)時(shí)間序列經(jīng)濟(jì)效益、該省重點(diǎn)企業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)（分行業(yè)）和該省重點(diǎn)企業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)（分地區(qū)）4個(gè)問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.工業(yè)企業(yè)主要財(cái)務(wù)指標(biāo)評(píng)價(jià)。生成任意省級(jí)及以上地區(qū)的某年度主要財(cái)務(wù)指標(biāo)的時(shí)間序列的變化趨勢(shì)折線圖，分月份/地區(qū)比較直方圖（排序前、排序后）。對(duì)選定子地區(qū)和父地區(qū)進(jìn)行比分析，顯示比重分配餅圖、比重變化趨勢(shì)圖和各地區(qū)比重比較圖。對(duì)選定地區(qū)的某月份該項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行橫向比較，對(duì)選定地區(qū)的該年度該項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行縱向比較，生成文字評(píng)價(jià)結(jié)果。

4.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析模塊可以對(duì)某一經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析、比較，并可以根據(jù)用戶指定的增長(zhǎng)率模擬出該經(jīng)濟(jì)指標(biāo)結(jié)構(gòu)的變化。

5.經(jīng)濟(jì)監(jiān)測(cè)就是采用類似于交通管制信號(hào)系統(tǒng)的方法（即燈號(hào)顯示法）來(lái)反映宏觀經(jīng)濟(jì)的綜合變化狀況與變化趨勢(shì)。此方法在國(guó)外又叫“景氣警告指標(biāo)”方法。

四、結(jié)論

建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)信息決策支持系統(tǒng)，為財(cái)政部門宏觀決策提供科學(xué)定量的依據(jù)。本文所介紹的一個(gè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)和經(jīng)濟(jì)分析子系統(tǒng)的決策支持系統(tǒng)僅僅是這項(xiàng)工作的開(kāi)始，在如何適應(yīng)財(cái)政體制變化等方面尚有許多問(wèn)題要進(jìn)一步探討。近年來(lái)，能模仿專家能力，面向宏觀經(jīng)濟(jì)的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是決策支持系統(tǒng)軟件發(fā)展的一個(gè)新方向，也是今后我們不斷將這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行完善而需要進(jìn)一步努力。

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