基于灰色預(yù)測(cè)模型的濰坊地區(qū)大學(xué)生BMI分析研究

齊雷濤

青少年的身體健康關(guān)系著國(guó)家的未來(lái)，早在80年代，國(guó)家教委、國(guó)家體委、衛(wèi)生部、國(guó)家民委、國(guó)家科委和財(cái)政部就聯(lián)合下達(dá)文件，把開(kāi)展體質(zhì)、健康狀況的調(diào)查研究確定為事關(guān)提高中華民族素質(zhì)和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)大業(yè)的一項(xiàng)具有深遠(yuǎn)意義的基礎(chǔ)工作[1]。目前，學(xué)校體育工作的一個(gè)核心主題就是提高青少年的體質(zhì)，了解其體質(zhì)的變化特點(diǎn)以及發(fā)展規(guī)律[2]。體質(zhì)指數(shù)(BMI)作為一項(xiàng)監(jiān)測(cè)青少年肥胖、身體健康程度的重要指標(biāo)，在體質(zhì)健康評(píng)價(jià)中具有重要作用。因此，了解BMI現(xiàn)狀，熟悉其發(fā)展規(guī)律，對(duì)于全面掌握青少年的體質(zhì)情況，改進(jìn)體育教學(xué)，增強(qiáng)體質(zhì)均是十分有意義的，并可為相關(guān)部門(mén)的決策參考提供相應(yīng)的理論支持。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以濰坊地區(qū)某醫(yī)學(xué)院為樣本學(xué)校，以2003級(jí)至2012級(jí)在校學(xué)生為研究對(duì)象，涉及臨床醫(yī)學(xué)、麻醉學(xué)、護(hù)理學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、影像學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)等專業(yè)。各年級(jí)分別隨機(jī)抽取2 600名學(xué)生，其中男生1 400名，女生1 200名，測(cè)試其身高、體重?cái)?shù)據(jù)，并據(jù)此計(jì)算體質(zhì)指數(shù)(BMI)。

1.2 研究方法

利用灰色理論預(yù)測(cè)模型GM(1,1)進(jìn)行分析?；疑碚撨M(jìn)行預(yù)測(cè)，主要是根據(jù)研究系統(tǒng)行為特征的發(fā)展變化規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)估計(jì)。GM(1,1)是目前應(yīng)用最廣泛的預(yù)測(cè)模型，以時(shí)間序列進(jìn)行分析研究，將無(wú)規(guī)律的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有規(guī)律的數(shù)列來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。它與一般統(tǒng)計(jì)模型相比,最大的優(yōu)點(diǎn)是:對(duì)樣本容量和概率分布沒(méi)有嚴(yán)格的要求,且其預(yù)測(cè)效果亦較好[3]?；疑碚擃A(yù)測(cè)模型GM(1,1)分析的基本步驟是：①構(gòu)建原始時(shí)間序列；②檢驗(yàn)原始時(shí)間序列；③對(duì)原始時(shí)間序列做累加生成序列；④計(jì)算均值序列；⑤建立白化微分方程；⑥利用最小二乘法確定參數(shù)；⑦預(yù)測(cè)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 資料來(lái)源

資料來(lái)源于2003-2012年度濰坊某醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生體質(zhì)檢查資料，數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)確可靠(表1)。

表1 2003-2011年某醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生BMI數(shù)值

2.2 方法及計(jì)算

采用灰色理論進(jìn)行預(yù)測(cè)，構(gòu)建GM(1,1)預(yù)測(cè)模型。具體如下：1)給定原始時(shí)間序列，記為：

X0(k)={x0(1),…x0(9)}={20.6,20.1,21.5,20.8,20.2,20.7,20.5,21.5,21.2}

表2 原始時(shí)間序列級(jí)比檢驗(yàn)

由表2知，所有級(jí)比全部落入可容覆蓋X中，因此可以直接應(yīng)用GM(1,1)模型對(duì)原始時(shí)間序列進(jìn)行灰色預(yù)測(cè)。

3)對(duì)原始時(shí)間序列作1次累加生成數(shù)列，記為

X(1)(k)={x(1)(1),…x(1)(9)}={20.6,40.7,62.2,83.0,103.2,123.9,144.4,165.9,187.1}

4)求均值序列Z(1)(k)，記為

Z(1)(k)={z(1)(2),…z(1)(9)}={30.65,51.45,72.6,93.1,113.55,134.15,155.15,176.50}

2.3 結(jié)果

求解白化微分方程，解得預(yù)測(cè)值模型為

2.4 討論

1)對(duì)2003-2011年度某醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生BMI數(shù)據(jù)進(jìn)行指數(shù)分布的K-S擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，得K-SZ統(tǒng)計(jì)量為0.687，P=0.733>0.05，即數(shù)據(jù)隱含指數(shù)變化趨勢(shì)，因此適合使用GM(1,1)預(yù)測(cè)模型，與本文吻合。

2)根據(jù)預(yù)測(cè)值模型計(jì)算預(yù)測(cè)值、殘差qk以及相對(duì)誤差見(jiàn)表3。

表3 預(yù)測(cè)值、殘差以及相對(duì)誤差

由表3知相對(duì)誤差均小于20%。根據(jù)預(yù)測(cè)的精度要求[4]:長(zhǎng)期預(yù)測(cè)(5～10年)相對(duì)誤差為30%～40%,中期預(yù)測(cè)(1～5年)相對(duì)誤差為10%～20%,屬于正常的誤差范圍,所以該模型可用于預(yù)測(cè)。

3)根據(jù)體檢實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：2012年大學(xué)生BMI數(shù)據(jù)為21.4，同預(yù)測(cè)值21.34比較，相對(duì)誤差0.27%<20%，遠(yuǎn)小于正常誤差范圍，說(shuō)明模型理想，預(yù)測(cè)效果很好。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

GM(1,1)模型適用范圍廣、計(jì)算簡(jiǎn)捷并且預(yù)測(cè)效果較好，因此適合推廣使用作為青少年體質(zhì)指標(biāo)預(yù)測(cè)的有效工具。如何檢測(cè)青少年超標(biāo)的體重、肥胖等情況是許多專家、學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)，體質(zhì)指數(shù)(BMI)法在這里給我提供了一個(gè)很好地方法。

3.2 建議

1)隨著我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平特別是飲食營(yíng)養(yǎng)檔次亦在不斷的提高改善著?，F(xiàn)在青少年的身體素質(zhì)在不斷增強(qiáng)的同時(shí)，一個(gè)突出的問(wèn)題就是體重超標(biāo)、肥胖等疾病在迅速蔓延開(kāi)來(lái)，這給當(dāng)前的青少年帶來(lái)了巨大的身心壓力并對(duì)其健康造成了終生不良的影響，這甚至已經(jīng)成為了全球關(guān)注的公共衛(wèi)生問(wèn)題[5,6]。青少年的體質(zhì)情況受到各種各樣不同因素的影響，因此，在進(jìn)行體質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)該綜合考慮各種條件的優(yōu)劣，從而使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加全面。2)為了提高青少年的身體素質(zhì)，我們應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)生的實(shí)際情況，切實(shí)制定方案，真正有效地提高青少年的身體素質(zhì)：如在認(rèn)知方面，我們可以利用學(xué)校的課外講座、衛(wèi)生知識(shí)課、宣傳欄、網(wǎng)絡(luò)和廣播等途徑的對(duì)青少年開(kāi)展?fàn)I養(yǎng)與飲食、生活方式、體育鍛

煉和健康等知識(shí)的了解，使青少年真正樹(shù)立“健康第一”的意識(shí)。在體育課程方面，我們要加強(qiáng)身體素質(zhì)的考核：如800 m、1 000 m、立定跳遠(yuǎn)等項(xiàng)目應(yīng)列為體育課程的必考內(nèi)容。在課外體育鍛煉方面，要組織校各種形式的運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽和陽(yáng)光體育活動(dòng)，讓絕大部分青少年都參與到體育競(jìng)賽和體育鍛煉中來(lái)，從而提高學(xué)生整體的體質(zhì)健康水平，為實(shí)現(xiàn)“健康中國(guó)2020”的目標(biāo)努力。

[1] 錢秀月．從體質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)看大學(xué)生體質(zhì)狀況[J]．鐵道師范學(xué)院學(xué)報(bào)，1988(12).

[2] 李國(guó)民，汪盛塢．大學(xué)生體質(zhì)健康特征趨勢(shì)研究[J]．安徽體育科技，2012，33(4).

[3] 黃春萍,倪宗瓚. 灰色模型在預(yù)測(cè)肺結(jié)核發(fā)病率中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué), 2002, 29(6).

[4] 曹偉燕,王培承，蔡偉芹，等. GM(1,1)模型在我國(guó)肺結(jié)核發(fā)病率預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)院統(tǒng)計(jì), 2008, 15(3).

[5] 王 鵬，郭 梁，周衛(wèi)海，等. 運(yùn)動(dòng)健康教育干預(yù)對(duì)廣州市小學(xué)生肥胖率的影響[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 32(5).

[6] 王 哲，梁紅霞，孟 平，等. 大學(xué)生體質(zhì)健康狀況跟蹤監(jiān)測(cè)與分析[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2012，28(3).