基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)銀行客戶信用評(píng)級(jí)

毛義華，劉 悅

（浙江大學(xué) 土木工程管理研究所，杭州 310027）

0 引言

隨著金融業(yè)的發(fā)展，我國(guó)各商業(yè)銀行已逐步建立起了企業(yè)信用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)系統(tǒng)。但因信用評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不一、結(jié)果不同，導(dǎo)致評(píng)級(jí)效率低下，存在評(píng)級(jí)對(duì)象和范圍較窄的現(xiàn)象。由于其主要使用法人客戶授信制度進(jìn)行信用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)，對(duì)單一法人客戶或集團(tuán)性客戶核定綜合授信額度，并在額度內(nèi)辦理授信業(yè)務(wù)，集中控制客戶信用風(fēng)險(xiǎn)的信貸管理制度，并且其授信額度理論值的測(cè)算采取“打分卡測(cè)評(píng)法”，即線性加權(quán)計(jì)算，指標(biāo)和權(quán)重的確定帶有很大的主觀性，無(wú)法模擬企業(yè)實(shí)際信用與評(píng)測(cè)指標(biāo)之間的復(fù)雜非線性關(guān)系。

規(guī)范企業(yè)信用評(píng)級(jí)管理，建立一個(gè)權(quán)威的信用等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估體系，已經(jīng)成為政府和社會(huì)的一種共識(shí)。因此，本文提出基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)銀行客戶信用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)方法。試用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)“特征提取器”，從大量過(guò)去的商業(yè)銀行客戶信用等級(jí)評(píng)定資料中自動(dòng)提取各信用評(píng)價(jià)指標(biāo)與企業(yè)實(shí)際信用等級(jí)之間的規(guī)律，用其超強(qiáng)的非線性映射能力進(jìn)行仿真模擬，解決傳統(tǒng)客戶信用評(píng)價(jià)方法的不足之處。

1 客戶信用評(píng)級(jí)模型構(gòu)建

1.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本思想

RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)只有一個(gè)隱含層的三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與其他類型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不同，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱層轉(zhuǎn)換函數(shù)是局部響應(yīng)的高斯函數(shù)，而非全局相應(yīng)函數(shù)。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

輸入層為N個(gè)單元，隱層P個(gè)單元，輸出層為P個(gè)單元的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)表達(dá)為：

RBF網(wǎng)絡(luò)是一種性能良好的前向網(wǎng)絡(luò)。它不僅具有高速的運(yùn)算能力，超強(qiáng)的適應(yīng)能力，自組織、自學(xué)習(xí)和優(yōu)秀的容錯(cuò)能力，而且具有全局逼近性質(zhì),等達(dá)到最佳逼近性能。與在經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域常用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，RBF網(wǎng)絡(luò)解決了其局部最優(yōu)、訓(xùn)練速度慢、效率低等問(wèn)題。這些優(yōu)勢(shì)使得RBF與傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)、決策、規(guī)劃、調(diào)度等方法相比，顯示了其在處理高度非線性問(wèn)題中的獨(dú)特魅力。

指標(biāo)的選取是極為關(guān)鍵的一步，指標(biāo)選擇的好壞直接影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。網(wǎng)絡(luò)的輸入神經(jīng)元選取與客戶企業(yè)信用相關(guān)的指標(biāo)，直接用企業(yè)信用等級(jí)作為網(wǎng)絡(luò)的輸出神經(jīng)元。

客戶企業(yè)的盈利能力、經(jīng)營(yíng)能力、償債能力均與企業(yè)信用息息相關(guān)。因此，本文選取銷售收入現(xiàn)金實(shí)現(xiàn)率、銷售凈利潤(rùn)、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、利潤(rùn)凈額這幾個(gè)指標(biāo)全面的反應(yīng)客戶企業(yè)的盈利能力；選取總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)率這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)反映客戶企業(yè)的經(jīng)營(yíng)能力；用流動(dòng)比率、資產(chǎn)負(fù)債率來(lái)評(píng)價(jià)其償債能力。此外，本文亦將現(xiàn)金流量利息保障倍數(shù)、營(yíng)運(yùn)資本資產(chǎn)比率、總資產(chǎn)報(bào)酬率、資產(chǎn)總計(jì)、負(fù)債總計(jì)這幾個(gè)指標(biāo)作為輸入變量，以全面地反映貸款企業(yè)的財(cái)務(wù)綜合實(shí)力。

表1 輸入向量表

表2 輸出向量取值表

根據(jù)上述分析，本文選取流動(dòng)比率、應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)率、資產(chǎn)負(fù)債率、總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、現(xiàn)金流量利息保障倍數(shù)、營(yíng)運(yùn)資本資產(chǎn)比率、銷售收入現(xiàn)金實(shí)現(xiàn)率、銷售凈利潤(rùn)率、總資產(chǎn)報(bào)酬率、資產(chǎn)總計(jì)、負(fù)債總計(jì)、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、利潤(rùn)凈額這13個(gè)指標(biāo)作為輸入向量。選取信用等級(jí)這一個(gè)指標(biāo)作為輸出向量。信用等級(jí)的5個(gè)類別分別對(duì)應(yīng)與輸出變量Y的5種取值，即 AAA級(jí)，AA級(jí)，A級(jí)，B級(jí)，D級(jí)。

1.3 數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理

本文從A銀行取得了339家匿名客戶企業(yè)的財(cái)務(wù)及信用信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測(cè)試樣本，并對(duì)收集的有效樣本按以下方式進(jìn)行無(wú)量綱化處理：

(1)效益型指標(biāo)，如應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)率、總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、現(xiàn)金流量利息保障倍數(shù)、營(yíng)運(yùn)資本資產(chǎn)比率、銷售收入現(xiàn)金實(shí)現(xiàn)率、銷售凈利潤(rùn)、總資產(chǎn)報(bào)酬率、資產(chǎn)總計(jì)、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、利潤(rùn)凈額，其指標(biāo)值越大越好，故按公式（1）進(jìn)行無(wú)量綱化，：

(2)成本型指標(biāo)，如資產(chǎn)負(fù)債率、負(fù)債總計(jì)，其指標(biāo)值越小越好，故按公式（2）進(jìn)行無(wú)量綱化：

(3)區(qū)間型指標(biāo)，如流動(dòng)比率，其指標(biāo)值落入某區(qū)間最好，故按公式（3）進(jìn)行無(wú)量綱化：

其中，ai為第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值；bj為第j項(xiàng)指標(biāo)的最小值。參考相關(guān)文獻(xiàn)，本文認(rèn)為流動(dòng)比率在區(qū)間[2,4]之間最佳，故 q1=2，q2=4。

把無(wú)量綱化處理好的樣本數(shù)據(jù)分為兩部分：隨機(jī)選取其中294家作為訓(xùn)練樣本，45家作為測(cè)試樣本。其中訓(xùn)練樣本中AAA 級(jí)企業(yè)63家，AA級(jí)企業(yè)66家，A級(jí)企業(yè)81家，B級(jí)企業(yè)43家，D級(jí)企業(yè)41家。測(cè)試樣本中AAA級(jí)企業(yè)5家，AA級(jí)企業(yè)10家，A級(jí)企業(yè)20家，B級(jí)企業(yè)7家，D級(jí)企業(yè)3家。

無(wú)量綱化后訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)如表3。

1.4 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選取

隱含層神經(jīng)元數(shù)量的確定是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問(wèn)題。在RBF網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練中，傳統(tǒng)的做法是隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)與輸入神經(jīng)元個(gè)數(shù)相等。本文采用試算法選取隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，即：從零個(gè)神經(jīng)元開(kāi)始訓(xùn)練，通過(guò)檢查輸出誤差使網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)增加神經(jīng)元。每次循環(huán)使用，使網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的最大誤差所對(duì)應(yīng)的輸入向量作為權(quán)值向量w1i，產(chǎn)生一個(gè)新的隱含層神經(jīng)元，然后檢查新網(wǎng)絡(luò)的誤差。不斷重復(fù)此過(guò)程直到達(dá)到誤差要求或最大隱含層神經(jīng)元數(shù)為止。

表3 訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)（無(wú)量綱化后）

表4 測(cè)試樣本數(shù)據(jù)（無(wú)量綱化后）

在RBF網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，徑向基函數(shù)的分布密度（spread）的確定亦十分重要。徑向基函數(shù)分布密度越大，函數(shù)越平滑。一般情況，spread取1.0。本文徑向基函數(shù)分布密度的取值亦采取試算法（詳見(jiàn)表4）。當(dāng)spread增大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)輸出越接近真實(shí)值。然而，當(dāng)spread取值超過(guò)某些值時(shí)，網(wǎng)絡(luò)輸出的誤差反而變大。誤差越小，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)越精確，然而誤差過(guò)小會(huì)使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)熟，使得網(wǎng)絡(luò)的外推效果不好。

本文使用matlab編程，建立RBF網(wǎng)絡(luò)。其輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為13，輸出神經(jīng)元個(gè)數(shù)為1。為使網(wǎng)絡(luò)收斂效果好，本文采用試算法選取隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)：從零個(gè)神經(jīng)元開(kāi)始訓(xùn)練，逐個(gè)增加隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，最終確定隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)并綜合考慮隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)及誤差，最終確定徑向基函數(shù)分布密度Spread取值1.8，隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為293的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1.5 RBF網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練

RBF網(wǎng)絡(luò)的建立過(guò)程即訓(xùn)練過(guò)程，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SSE誤差為3.60486e-007，完全能達(dá)到誤差要求。

1.6 RBF網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

表5 測(cè)試結(jié)果對(duì)比表

訓(xùn)練好網(wǎng)絡(luò)，將用45組測(cè)試樣本的數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行效果測(cè)試。（測(cè)試樣本數(shù)據(jù)如表4），把測(cè)試樣本的輸入向量輸入訓(xùn)練好的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，用訓(xùn)練樣本之外的45組測(cè)試樣本數(shù)據(jù)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，所得相對(duì)誤差都較小，根據(jù)RBF網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)的信用等級(jí)與實(shí)際企業(yè)信用等級(jí)一致，說(shuō)明本信用評(píng)級(jí)模型的推廣應(yīng)用能力強(qiáng)。

2 實(shí)例分析

本文選取了企業(yè)A做實(shí)例分析。

從企業(yè)A的財(cái)務(wù)報(bào)表中，可直接得到資產(chǎn)總計(jì)、負(fù)債總計(jì)、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、利潤(rùn)凈額值分別為22078225元、15448488元、125591276.4元、146970.7元；通過(guò)財(cái)務(wù)報(bào)表其他值計(jì)算出企業(yè)A的流動(dòng)比率為0.342659，應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)率為138.5369，資產(chǎn)負(fù)債率為0.699716，總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率為5.688468，現(xiàn)金流量利息保障倍數(shù)1.658709，營(yíng)運(yùn)資本資產(chǎn)比率-0.43409，銷售收入現(xiàn)金實(shí)現(xiàn)率1.007341，銷售凈利潤(rùn)率0.00117023，總資產(chǎn)報(bào)酬率為0.013132。

對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，對(duì)應(yīng)于輸入向量（0.86632，0.347775，0.41244，0.246224，0.545231，0.200759，0.05312，0.030124，0.057492，0.18765，0.84849，0.360132，0.094923）。

經(jīng)訓(xùn)練好的RBF網(wǎng)絡(luò)仿真，其輸出值為0.5757。因此，該公司的應(yīng)屬于信用等級(jí)為A級(jí)的企業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

由于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能不斷接受新樣本、新經(jīng)驗(yàn)并不斷調(diào)整模型,自適應(yīng)能力強(qiáng),有超強(qiáng)的非線性映射功能。與常用的BP網(wǎng)絡(luò)相比，RBF網(wǎng)絡(luò)還解決了其局部最優(yōu)值、收斂速度慢等缺點(diǎn)。

因此，本文用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從大量過(guò)去的商業(yè)銀行客戶信用等級(jí)評(píng)定資料中自動(dòng)提取各信用評(píng)價(jià)指標(biāo)與企業(yè)實(shí)際信用等級(jí)的規(guī)律，建立基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)銀行客戶信用評(píng)級(jí)體系。結(jié)果表明,RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以精確的模擬出信用評(píng)價(jià)指標(biāo)與企業(yè)實(shí)際信用之間的復(fù)雜非線性關(guān)系，解決傳統(tǒng)評(píng)級(jí)方法中權(quán)重確定不客觀、定量分析不足、評(píng)級(jí)效率低下等缺陷，形成了一套更為科學(xué)、有效和實(shí)用的信用評(píng)級(jí)方法，開(kāi)拓了商業(yè)銀行貸款客戶信用管理工作的新視野。

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