何 涌,翁建興
(1.湖南工業(yè)大學(xué) 財(cái)經(jīng)學(xué)院,湖南 株洲 412007; 2.中南大學(xué) 商學(xué)院,湖南 長沙 410083)
大力發(fā)展信用擔(dān)保是解決中小企業(yè)信貸融資難的有效途徑,而信用擔(dān)保產(chǎn)品是擔(dān)保機(jī)構(gòu)的“生命線”。信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品收入以保費(fèi)為主,而承擔(dān)的是代償或賠付風(fēng)險(xiǎn),風(fēng)險(xiǎn)與收益的不對稱性,使得信用擔(dān)保產(chǎn)品具有高風(fēng)險(xiǎn)性。因此,對于自身提供的產(chǎn)品,信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)除了要不斷尋求新的利潤增長點(diǎn)之外,還要先考慮風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)和風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移等問題,對信用擔(dān)保產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與控制也就成了信用擔(dān)保業(yè)務(wù)的核心環(huán)節(jié)。因此,采用數(shù)理模型,對擔(dān)保業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量化評價(jià),是有效控制信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的重要途徑。
對商業(yè)銀行的信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究成果較豐富,其中經(jīng)典的有:Robert C. Merton等人[1]討論了通過金融擔(dān)保的資產(chǎn)組合管理,分散擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn);JP Morgan銀行在Merton模型基礎(chǔ)上開發(fā)的Credit Metrics模型,用于計(jì)算個(gè)別貸款或貸款組合的VAR(value-at-risk)值,從而得到信用風(fēng)險(xiǎn)的度量[2];此后,A. Nyfeler(2000)、David Jones(2001)等,對該模型作了進(jìn)一步的拓展;M. D. Odom等人[3]則是首次將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入企業(yè)破產(chǎn)預(yù)測,開拓了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信用風(fēng)險(xiǎn)度量領(lǐng)域的應(yīng)用。對于信用擔(dān)保風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的理論研究相對缺乏問題,M. Gendron等人[4]分析了私人貸款擔(dān)保組合,從資產(chǎn)組合的角度對擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析;國內(nèi)學(xué)者研究信用擔(dān)保風(fēng)險(xiǎn),主要是應(yīng)用模糊綜合評價(jià)法(fuzzy comprehensive evaluation method)和層次分析法(analytic hierarchy process,AHP),如敖慧[5]、張淑煥[6]等人通過構(gòu)建信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法進(jìn)行產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。由于信用擔(dān)保起步較晚,難以獲得信用擔(dān)保產(chǎn)品的大量歷史數(shù)據(jù),運(yùn)用上述信用風(fēng)險(xiǎn)度量模型進(jìn)行產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)度量存在困難,而運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法或AHP法對產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià),受到人為確定各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重和隸屬函數(shù)的影響,存在客觀性和可靠性較差的問題。因此,本文采用BP(back-propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過建立具有較好泛化能力的網(wǎng)絡(luò)模型,結(jié)合從某信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)專家風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分級和16個(gè)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù),構(gòu)建基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型,該模型在一定程度上可以克服風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集難和評價(jià)客觀性差的缺陷。
信用擔(dān)保屬于高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè),為使信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)科學(xué)合理,要選擇具有較強(qiáng)分辨性和實(shí)際意義的指標(biāo),在構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)也要對指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。從受保企業(yè)的基本經(jīng)營狀況、擔(dān)保產(chǎn)品能力以及反擔(dān)保措施3個(gè)方面構(gòu)建信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系,可降低指標(biāo)間的相關(guān)性。結(jié)合擔(dān)保機(jī)構(gòu)實(shí)際調(diào)研,本文選取12個(gè)主要指標(biāo)構(gòu)建信用風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)指標(biāo)體系(評價(jià)指標(biāo)用Xi表示,i=1, 2,…, 12)。
1)企業(yè)基本經(jīng)營狀況指標(biāo):X1表示貸款逾期率;X2表示企業(yè)應(yīng)付賬款清付率;X3表示速動比率;X4表示資產(chǎn)負(fù)債率;X5表示銷售利潤率;X6表示銷售現(xiàn)金比率。
2)擔(dān)保產(chǎn)品能力指標(biāo):X7表示產(chǎn)品銷售率;X8表示銷售增長率;X9表示應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)率;X10表示流動資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率。
3)反擔(dān)保措施指標(biāo):X11表示反擔(dān)保物品變現(xiàn)率;X12表示反擔(dān)保物品充足率(反擔(dān)保物清算對擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)敞口的覆蓋率)。
在評價(jià)指標(biāo)體系中,既有正向指標(biāo),也有逆向指標(biāo),要讓各指標(biāo)在整個(gè)體系里有可比性,就要對所有指標(biāo)做標(biāo)準(zhǔn)化處理[7-8]。在這個(gè)體系中,定量指標(biāo)趨向不一定一致,主要原因是指標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同,級差較大,所以必須做同趨化和規(guī)范化處理。為了計(jì)算方便,本文設(shè)定評價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化分值區(qū)間為[0,100],將正向指標(biāo)和逆向指標(biāo)規(guī)范化算式如下:
正向指標(biāo)計(jì)算式為
逆向指標(biāo)計(jì)算式為
式中:Xi′表示評價(jià)得分;
Xi表示實(shí)際值;
Pi表示標(biāo)準(zhǔn)值;
ai表示評價(jià)系數(shù)。
Pi和ai是由擔(dān)保機(jī)構(gòu)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)專家商定獲得,如表1所示。
表1 指標(biāo)評價(jià)方法及Pi, ai取值表Table1 Evaluation methods and the value of Pi and ai
本文從中國中科智擔(dān)保股份有限公司的16個(gè)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品,每個(gè)產(chǎn)品選取3~4個(gè)樣本,然后對評分值進(jìn)行歸一化處理[9],
式中:Xij′為第i個(gè)樣本的第j項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的評分值;
Xij″為Xij′標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。
對擔(dān)保機(jī)構(gòu)進(jìn)行訪談?wù){(diào)研,由風(fēng)險(xiǎn)專家對各項(xiàng)指標(biāo)的評分等級進(jìn)行確定,優(yōu)(Ⅰ)、良(Ⅱ)、中(Ⅲ)、差(Ⅳ)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 擔(dān)保產(chǎn)品信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)Table2 Classification standard of credit product risk evaluation index
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是具有誤差反向傳播學(xué)習(xí)功能的多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其基本運(yùn)行機(jī)制由信息正向傳播和誤差反向傳播2個(gè)過程組成。根據(jù)所確立的信用擔(dān)保企業(yè)核心能力評價(jià)指標(biāo)體系和BP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的原則與步驟,本文采用具有多輸入節(jié)點(diǎn)和單輸出節(jié)點(diǎn)的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[10],如圖1所示。該結(jié)構(gòu)適用于擔(dān)保機(jī)構(gòu)信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的非線性與復(fù)雜性。
圖1 單隱層單輸出BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig.1 Single hidden layer and single output BP neural network structure
1)輸入層。輸入層神經(jīng)元采用將評價(jià)指標(biāo)歸一化處理后的樣本數(shù)值。
2)隱含層。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精度和學(xué)習(xí)效率取決于隱含層數(shù)量和神經(jīng)元數(shù)量的選擇。
3)輸出層。對信用風(fēng)險(xiǎn)的衡量是一個(gè)從定性到定量,再從定量到定性的過程。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型先將定性轉(zhuǎn)化為定量輸出,信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)再根據(jù)事先確定的標(biāo)準(zhǔn)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)果,對信用擔(dān)保企業(yè)核心能力做出定性評價(jià)。因此,將輸出層神經(jīng)元數(shù)設(shè)為1。
當(dāng)信息向網(wǎng)絡(luò)輸入時(shí),信息先由輸入層傳至隱含層節(jié)點(diǎn),再傳至輸出層,其間每經(jīng)過一層都要由相應(yīng)的特性函數(shù)進(jìn)行變換,節(jié)點(diǎn)的特性函數(shù)選用Sigmoid轉(zhuǎn)換函數(shù),即
由于BP模型存在易出現(xiàn)“過訓(xùn)練”、“過擬合”、收斂于局部極小點(diǎn)等不足[11],因此,為確保建立合理的、具有較好泛化能力的模型,可參照下列原則建模:
1)數(shù)據(jù)分組。將數(shù)據(jù)隨機(jī)分成訓(xùn)練樣本、檢驗(yàn)樣本和測試樣本,其中,檢驗(yàn)樣本和測試樣本都要占總數(shù)據(jù)的10%以上。
2)選取隱含層。選取神經(jīng)元盡可能少的隱含層,在確定精度的范圍內(nèi),構(gòu)造盡可能緊湊的結(jié)構(gòu),以免出現(xiàn)“過擬合”現(xiàn)象。
3)檢驗(yàn)樣本監(jiān)控訓(xùn)練過程。這樣可在出現(xiàn)“過訓(xùn)練”的情況前結(jié)束訓(xùn)練,或者取出“過訓(xùn)練”前的網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值,以消除“過訓(xùn)練”的影響。
4)根據(jù)測試樣本(非訓(xùn)練樣本)和檢驗(yàn)樣本誤差的大小來評價(jià)模型的泛化能力。如果非訓(xùn)練樣本誤差與訓(xùn)練樣本誤差一樣小或稍大一些,說明模型已有效逼近樣本蘊(yùn)含的規(guī)律,具備了較好的泛化能力;否則,就算訓(xùn)練樣本的誤差很小,模型還是不具備泛化能力,只是在這些選取訓(xùn)練樣本點(diǎn)上逼近而已。
5)求可行解。對于某一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可經(jīng)過多次改變網(wǎng)絡(luò)初始連接的權(quán)值,求得在沒有發(fā)生“過訓(xùn)練”、誤差較小的全局極小點(diǎn)鄰域內(nèi)的可行解。
第1步 將樣本向量歸一化處理,即標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)在(0, 1)之間,賦予權(quán)值和閾值為(-1, 1)之間的隨機(jī)初值,為網(wǎng)絡(luò)選取一組輸入樣本和目標(biāo)樣本。
第2步 計(jì)算出隱含層和輸出層各單元的輸入與相應(yīng)的輸出,即
式中:Wij為輸入層到隱含層的權(quán)值;
θj為輸入層到隱含層的誤差;
uj為隱含層第j個(gè)神經(jīng)元的輸入;
hj為隱含層第j個(gè)神經(jīng)元相應(yīng)的輸出;
ds為輸出層第s個(gè)神經(jīng)元的輸入;
Vsj為隱含層到輸出層的連接權(quán)值;
γs為隱含層到輸出層的誤差;
Os為第S個(gè)隱含層輸入在輸出層的輸出。
第3步 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果,計(jì)算輸出層誤差δs,隱層誤差ηj,即
式中:ts為期望輸出值;
δs為輸出層誤差。
第4步 根據(jù)誤差調(diào)整值,對各層權(quán)值和閾值做相應(yīng)調(diào)整,計(jì)算式如下:
式中:vsj為隱含層到輸出層的連接權(quán)值;
wji為輸入層到隱含層的連接權(quán)值;
第5步 向網(wǎng)絡(luò)提供下一個(gè)學(xué)習(xí)樣本,返回第2步進(jìn)行訓(xùn)練,直至全局整體誤差E小于預(yù)先設(shè)定值,則學(xué)習(xí)結(jié)束。
由表1可知,12個(gè)評價(jià)指標(biāo)均為正向指標(biāo),不同等級的信用風(fēng)險(xiǎn)由各評價(jià)指標(biāo)的上下限值所確定。例如,當(dāng)0.80≤X1≤0.90, 0.80≤X2≤0.90, 0.75≤X3≤0.90, 0.75≤X4≤0.90, 0.80≤X5≤0.90, 0.70≤X6≤0.85, 0.75≤X7≤0.85, 0.80≤X8≤0.90, 0.80≤X9≤0.90, 0.75≤X10≤0.85, 0.70≤X11≤0.90, 0.75≤X12≤0.90時(shí),該產(chǎn)品的信用風(fēng)險(xiǎn)肯定為良(Ⅱ),同理,可生成任意多其它信用風(fēng)險(xiǎn)等級的樣本。為了精確地評價(jià)和預(yù)測信用風(fēng)險(xiǎn)狀況,BP模型輸出用連續(xù)函數(shù)f(x)表示,對應(yīng)于信用風(fēng)險(xiǎn)等級優(yōu)、良、中、和差的模型理論輸出值分別為4, 3, 2, 1。
采用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱,用擬牛頓法訓(xùn)練模型,訓(xùn)練結(jié)束條件為:不發(fā)生“過訓(xùn)練”現(xiàn)象,檢驗(yàn)樣本、訓(xùn)練樣本的誤差基本趨于穩(wěn)定,或者訓(xùn)練樣本均方根誤差(root-mean-square error,RMSE)小于0.05或者迭代次數(shù)達(dá)到500次。輸出層和隱含層采用Sigmoid轉(zhuǎn)換函數(shù),通過這個(gè)函數(shù)將輸入輸出變量取值轉(zhuǎn)化到[0.2, 0.8]范圍內(nèi)。當(dāng)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1,2,3,4時(shí),訓(xùn)練樣本的RMSE分別為0.760,0.067,0.068和0.067。而通過計(jì)算可知,隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)為5~20時(shí),訓(xùn)練樣本RMSE均在0.067附近。因此,考慮模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度與誤差的大小,該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)取12-4-1型比較合適。
經(jīng)500次迭代訓(xùn)練后,如果不發(fā)生“過訓(xùn)練”的情況,就可求得極小點(diǎn)鄰域內(nèi)某一組可行解,訓(xùn)練樣本、檢驗(yàn)樣本和測試樣本的RMSE、平均絕對誤差(mean absolute error,MAE)和相關(guān)系數(shù)r見表3。
表3 500次迭代訓(xùn)練參數(shù)指標(biāo)值Table3 The parameter index for 500 iterations of training
以上指標(biāo)數(shù)據(jù)說明:經(jīng)過上述訓(xùn)練過程, BP網(wǎng)絡(luò)信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型對檢驗(yàn)樣本、訓(xùn)練樣本和測試樣本具有相似的擬合能力,即該網(wǎng)絡(luò)模型的泛化能力較強(qiáng),對未知樣本能有較好的評價(jià)。
BP網(wǎng)絡(luò)信用風(fēng)險(xiǎn)模型訓(xùn)練好之后,可將表1中各評價(jià)指標(biāo)的分界值輸入到該風(fēng)險(xiǎn)模型,得到的輸入神經(jīng)元的輸出值分別為1.648,2.467,3.549,與此對應(yīng)的產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)等級模型Ⅰ~Ⅳ等級的輸出值范圍分別為:
Ⅰ<1.648, 1.648≤Ⅱ<2.467, 2.467≤Ⅲ<3.549,3.549≤Ⅳ。
本文從中國中科智擔(dān)保股份有限公司承接的中小企業(yè)信用擔(dān)保產(chǎn)品中,選取16個(gè)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)資料作為實(shí)例分析樣本,其中12個(gè)訓(xùn)練樣本(1~12號產(chǎn)品)和4個(gè)測試樣本(13~16號產(chǎn)品),并將樣本的數(shù)據(jù)輸入到上述建立好的BP網(wǎng)絡(luò)模型,其模型輸出值見表4。對照上文擔(dān)保產(chǎn)品信用風(fēng)險(xiǎn)Ⅰ~Ⅳ等級的模型輸出值范圍可知:4, 8, 12, 16號產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)等級為差,3,7, 11, 15號的風(fēng)險(xiǎn)等級為中,2, 6, 10, 14號的風(fēng)險(xiǎn)等級為良,1, 5, 9, 13號風(fēng)險(xiǎn)等級為優(yōu);而在等級為優(yōu)的產(chǎn)品中,產(chǎn)品13號的評價(jià)等級最高,其它依次是9,5, 1號。由此可見,運(yùn)用BP信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型,能較精確地評價(jià)產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)等級,還可評價(jià)同一等級內(nèi)的不同產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)程度。
表4 16個(gè)信用擔(dān)保產(chǎn)品的各風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)值、BP模型輸出值及評價(jià)結(jié)果Table4 The risk evaluation index value, the output value of the BP model and the evaluation results for 16 credit guarantee products
由于訓(xùn)練樣本較少,本文所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型不太穩(wěn)定,造成每次的訓(xùn)練結(jié)果會有不同程度的改變,但根據(jù)模型計(jì)算出的評價(jià)結(jié)果,已能夠比較準(zhǔn)確地評價(jià)信用擔(dān)保產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)程度。要解決BP網(wǎng)絡(luò)信用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型的穩(wěn)定性問題,需要信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)在長期實(shí)踐過程中,積累大量數(shù)據(jù),再依據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的樣本訓(xùn)練。
最后,通過線性隸屬函數(shù),可計(jì)算出12個(gè)信用風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)指標(biāo)的綜合權(quán)重為(0.042,0.140,0.138,0.036,0.138,0.031,0.075,0.097,0.068,0.112,0.099,0.020),再采用多級模糊綜合評判法,對16個(gè)擔(dān)保產(chǎn)品進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),綜合評價(jià)結(jié)果如表5所示(其中等級優(yōu)、良、中、差標(biāo)準(zhǔn)為擔(dān)保機(jī)構(gòu)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù),由專家打分事先設(shè)定)。
表5 信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)模糊綜合評價(jià)的歸一化向量及評價(jià)結(jié)果Table5 The normalized vector and the evaluation result for credit guarantee risk fuzzy comprehensive evaluation
信用擔(dān)保產(chǎn)品的高風(fēng)險(xiǎn)性決定了其產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的重要性和復(fù)雜性,信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)對信用擔(dān)保產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與控制也是信用擔(dān)保業(yè)務(wù)的核心環(huán)節(jié)。信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)對信用擔(dān)保產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),應(yīng)根據(jù)歷史數(shù)據(jù),采用數(shù)理模型,對擔(dān)保業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量化評價(jià),這是有效控制信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的重要途徑。
本文所用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射方法,具有自學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力和較強(qiáng)的容錯(cuò)性等特征,與傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法相比,具有所需樣本量較小,非線性良好的優(yōu)勢;而與模糊綜合評價(jià)法和AHP等傳統(tǒng)方法相比,可較好地克服評判風(fēng)險(xiǎn)的主觀性,減小人為的主觀因素的影響。實(shí)證結(jié)果表明,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型可精確地評價(jià)產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)等級,還可評價(jià)同一等級內(nèi)的產(chǎn)品的不同風(fēng)險(xiǎn)程度,評價(jià)結(jié)果量化程度較高,使得評價(jià)結(jié)果更加精確。因此,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信用擔(dān)保產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)具有良好的特性和評價(jià)效果,不失為信用擔(dān)保機(jī)構(gòu)對信用擔(dān)保風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的實(shí)際使用的一種效果良好的工具。但本文只運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建信用擔(dān)保產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系,在方法上還不能保證該體系的完備性,還可用其它算法(如支持向量機(jī)等)進(jìn)行比較研究,這也將是本文的后續(xù)研究。
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