[摘 要] 本文闡明GM(1,1)模型的基本理論,收集2001年~2007年我國(guó)人口時(shí)間序列資料,建立人口數(shù)量GM(1,1)模型,分析原因,并對(duì)未來(lái)若干年人口發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),提出適宜的政策建議。
[關(guān)鍵詞] GM(1,1)模型 模型檢驗(yàn) 人口數(shù)量預(yù)測(cè)
一、引言
可持續(xù)發(fā)展是指既滿(mǎn)足當(dāng)代人的需要,又要不損害后代人滿(mǎn)足其自身需要的能力。人口過(guò)剩、資源危機(jī)和環(huán)境污染是當(dāng)代世界的三大社會(huì)問(wèn)題,也是制約我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的三大障礙。其中,人口是決定人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的首要因素,是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。人作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的主體,既是可持續(xù)發(fā)展的目的,又是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。適度的人口規(guī)模,可以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展,而人口規(guī)模過(guò)大,人口素質(zhì)不高,則成為可持續(xù)發(fā)展的障礙??沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略能否得以實(shí)施,在很大程度上取決于人口的數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的狀況。所以,預(yù)測(cè)人口數(shù)量、研究人口與人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的相互及其發(fā)展對(duì)策,是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究的重要課題。本文以灰色系統(tǒng)理論方法對(duì)我國(guó)人口總量進(jìn)行定量建模分析與預(yù)測(cè)。
由中國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授于1982年創(chuàng)立的灰色系統(tǒng)理論是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息的不確定性問(wèn)題的新方法,通過(guò)對(duì)部分已知信息的生成、開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行行為和演化規(guī)律的正確把握和描述。而GM(1,1)模型是灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)理論的基礎(chǔ)與核心,它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域。它將系統(tǒng)看成一個(gè)隨時(shí)間變化而變化的指數(shù)函數(shù),不需要大量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)就能夠建立預(yù)測(cè)模型,并能取得較好的預(yù)測(cè)效果。
二、GM(1,1)模型的建立
1.對(duì)原始數(shù)據(jù)序列進(jìn)行檢驗(yàn)
因?yàn)榛疑獹M(1,1)預(yù)測(cè)模型本質(zhì)為指數(shù)方程,要求用于預(yù)測(cè)的樣本也要符合指數(shù)規(guī)律才能建立GM(1,1)模型,因此,首先要對(duì)原始數(shù)據(jù)序列進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)。
設(shè)原始數(shù)列為x(0)={x(0)(1),x(0)(2),…,x(0)(n)},對(duì)原始數(shù)列做一次累加生成,則生成數(shù)列為x(1)={x(1)(1),x(1)(2),…,x(1)(n)}。其中,,k=1,2,…,n。
(1)準(zhǔn)光滑性檢驗(yàn)。設(shè),k=3,4,…,n,ρ(k)∈[0,ε]。當(dāng)ε<0.5時(shí),則稱(chēng)x(0)為準(zhǔn)光滑序列。
(2)準(zhǔn)指數(shù)檢驗(yàn)。設(shè),,k=3,4,…,n,σ(k)∈[1,1+δ]。當(dāng)δ=0.5時(shí),則稱(chēng)x(1)具有準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律,可建立GM(1,1)預(yù)測(cè)模型。
2.GM(1,1)模型的建立
對(duì)生成數(shù)列x(1)(k)有如下微分方程,t∈[0,∞]。若將上式在區(qū)間[k,k+1]上積分,則,k=1,2,…,n-1。因?yàn)閤(1)(k-1)-x(1)(k)=x(0)(k+1),所以x(0)(k+1)=-aZ(1)(k+1)+u。其中,Z(1)(k+1)是x(1)(k)與x(1)(k+1)兩點(diǎn)的平均值,。則以上用矩陣表示為:
令,,記,則用最小二乘法求得其估計(jì)值為:。
將上式代入微分方程,對(duì)于一次累加生成數(shù)列x(1)(k),則有如下時(shí)間響應(yīng)函數(shù):
是x(1)的預(yù)測(cè)函數(shù),則原始序列的預(yù)測(cè)函數(shù)為:
3.模型的精度檢驗(yàn)
本文采用殘差大小檢驗(yàn)法對(duì)模型精度進(jìn)行檢驗(yàn)。殘差大小檢驗(yàn)中,原始數(shù)據(jù)記為x(0)(k),模擬值記為,則殘差為e(k)=x(0)(k)-,相對(duì)誤差為,稱(chēng)為模型平均相對(duì)誤差。若模型平均相對(duì)誤差小于1%,則精度等級(jí)為一級(jí),說(shuō)明模型擬合效果非常好,適合進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)。
三、我國(guó)人口數(shù)量預(yù)測(cè)模型的建立與檢驗(yàn)
收集我國(guó)2001年~2007年時(shí)間序列數(shù)據(jù),見(jiàn)表1。對(duì)原始數(shù)據(jù)序列進(jìn)行準(zhǔn)光滑性檢驗(yàn)與準(zhǔn)指數(shù)檢驗(yàn),經(jīng)計(jì)算,當(dāng)k>3時(shí),原始數(shù)列為準(zhǔn)光滑序列,一次累加生成數(shù)列具有準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律,滿(mǎn)足建模條件。
數(shù)據(jù)來(lái)源:中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒
則用最小二乘法求得GM(1,1)模型估計(jì)值為
得到時(shí)間響應(yīng)函數(shù)對(duì)此模型精度進(jìn)行殘差檢驗(yàn),見(jiàn)表1??梢?jiàn),模型預(yù)測(cè)的相對(duì)誤差均較小,最大的相對(duì)誤差也只有0.0457%,計(jì)算平均相對(duì)誤差為0.0217%,均小于1%,則模型擬合精度非常高,因此該模型可以應(yīng)用到對(duì)我國(guó)人口數(shù)量的預(yù)測(cè)。則預(yù)測(cè)我國(guó)2008年至2020年人口發(fā)展趨勢(shì),預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
四、結(jié)論
從預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看出,我國(guó)2008年人口總量將達(dá)到132933萬(wàn)人,到“十一五”末2010年我國(guó)總?cè)丝陬A(yù)計(jì)達(dá)到134446萬(wàn)人,到2020年人口數(shù)預(yù)計(jì)為142270萬(wàn)人,其中,2018年我國(guó)人口數(shù)預(yù)計(jì)會(huì)突破14億??梢?jiàn),未來(lái)若干年我國(guó)人口總量仍將保持著增長(zhǎng)的趨勢(shì)。從增長(zhǎng)量來(lái)看,對(duì)比“十五”期間,平均每年增加人口802.6萬(wàn)人,而“十一五”頭兩年平均每年增加人口686.5萬(wàn)人,人口總數(shù)增長(zhǎng)速度趨緩,人口增量調(diào)控的難度有所控制。但由于人口發(fā)展具有慣性作用,任重道遠(yuǎn),所以人口問(wèn)題仍應(yīng)引起我們足夠的重視。
人口必須走可持續(xù)發(fā)展之路,這是全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的必然要求,也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)的協(xié)調(diào)發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù),龐大的人口基數(shù)和持續(xù)的人口增長(zhǎng),不僅對(duì)我國(guó)控制人口增長(zhǎng)、提高人口素質(zhì)、促進(jìn)人的全面發(fā)展提出更高的要求,也對(duì)我國(guó)人口、資源、環(huán)境可持續(xù)的協(xié)調(diào)發(fā)展提出新的挑戰(zhàn)。未來(lái),為調(diào)控增量,保持適度的人口總量,創(chuàng)造良好的人口環(huán)境,應(yīng)在以下幾個(gè)方面重點(diǎn)落實(shí)工作。第一,繼續(xù)推行計(jì)劃生育工作。雖然我國(guó)成功實(shí)現(xiàn)了人口再生產(chǎn)類(lèi)型由高出生率、低死亡率、高自然增長(zhǎng)率向低出生率、低死亡率、低自然增長(zhǎng)率的歷史性轉(zhuǎn)變,但由于基數(shù)大,人口問(wèn)題給資源、環(huán)境、就業(yè)等社會(huì)問(wèn)題帶來(lái)巨大壓力。因此,應(yīng)當(dāng)繼續(xù)實(shí)施計(jì)劃生育政策,加強(qiáng)計(jì)劃生育督察和責(zé)任追究制,以求達(dá)到適量的人口規(guī)模,至少要和生態(tài)環(huán)境負(fù)載能力所制約的人口容量相適應(yīng)。第二,應(yīng)該大力提高人口素質(zhì),調(diào)整優(yōu)化人口結(jié)構(gòu),以求達(dá)到人口素質(zhì)和結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步相適應(yīng)。針對(duì)我國(guó)性別比例失衡的問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)大力提倡男女平等和少生優(yōu)生的社會(huì)風(fēng)尚。在全面普及義務(wù)教育的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加大基礎(chǔ)教育投入,大力加強(qiáng)中等職業(yè)教育,努力推進(jìn)高等教育大眾化,加大教育投入,全面提高人口素質(zhì)。第三,改革戶(hù)籍制度,促進(jìn)人口合理流動(dòng)。要解開(kāi)戶(hù)口對(duì)農(nóng)民的束縛,允許在城市擁有固定工作和固定住所的務(wù)工農(nóng)民入戶(hù)城鎮(zhèn)。實(shí)行鼓勵(lì)從東中部到西部地區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)的戶(hù)口遷移政策,鼓勵(lì)人們從發(fā)達(dá)地區(qū)到欠發(fā)達(dá)和落后地區(qū)、從人口密度高的地區(qū)向人口稀少地區(qū)的戶(hù)籍流動(dòng),適度調(diào)控流動(dòng)人口增長(zhǎng)的量和速度,合理調(diào)整人口空間分布,以求實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的人口流動(dòng),并與資源、環(huán)境的可持續(xù)利用相適應(yīng)。
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