基于冗余數(shù)據(jù)壓縮算法的經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)研究

季姝，俞靜（河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 211100）

基于冗余數(shù)據(jù)壓縮算法的經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)研究

季姝，俞靜
（河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 211100）

針對(duì)信貸市場(chǎng)中的大數(shù)據(jù)難以有效分析經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，本研究以終端云計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的金融數(shù)據(jù)包為基礎(chǔ)，通過(guò)篩選過(guò)濾和降維處理的操作，在靜態(tài)的分塊模塊中將上傳的數(shù)據(jù)包文件進(jìn)行分割得到不同容量的數(shù)據(jù)包從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冗余數(shù)據(jù)的高緯度的立體空間映射；動(dòng)態(tài)的分塊模塊中時(shí)間序列數(shù)據(jù)副本邊緣特征空間向量的迭代操作步驟數(shù)對(duì)冗余數(shù)據(jù)包進(jìn)行模式的轉(zhuǎn)換。選取國(guó)民經(jīng)濟(jì)中劃分的18個(gè)行業(yè)81個(gè)月實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：時(shí)間滑動(dòng)窗口為5 s，對(duì)象個(gè)數(shù)為40個(gè)時(shí)，經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的誤差在1%左右，數(shù)據(jù)誤差和標(biāo)準(zhǔn)差分別在3%和4%以內(nèi)，數(shù)據(jù)集檢出準(zhǔn)確率超過(guò)95%；冗余數(shù)據(jù)的壓縮率為5.93%以內(nèi)。

壓縮算法；冗余數(shù)據(jù)；云存儲(chǔ)；信用風(fēng)險(xiǎn)

隨著當(dāng)代信息科技的發(fā)展，人們進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，信貸市場(chǎng)的大量數(shù)據(jù)猶是如此[1]。云端為信貸市場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了平臺(tái)[2]，它不僅提供了存儲(chǔ)的空間，還提供了計(jì)算和管理的功能。在云計(jì)算系統(tǒng)背景之下大數(shù)據(jù)的處理問(wèn)題也日益呈現(xiàn)[3]。在電子計(jì)算機(jī)云系統(tǒng)中，云端作為一個(gè)可變的規(guī)模，其能夠任意的伸縮[4]，但是由于在計(jì)算過(guò)程中儲(chǔ)存子節(jié)點(diǎn)同構(gòu)互換，使得在數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇瓮ǖ乐挟a(chǎn)生了大量的冗余數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)冗余數(shù)據(jù)的篩選和壓縮能夠減少云計(jì)算的成本[5]。因此，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理并實(shí)現(xiàn)對(duì)冗余數(shù)據(jù)的壓縮篩選[6]和濾除濾波并刪除[7]，能夠提高云端計(jì)算的速度和效率，降低信貸雙方的計(jì)算開(kāi)銷。目前對(duì)于云端次通道中產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)處理方法主要有分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的處理方法[8]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的處理方法[9]和支持向量機(jī)特征分類的處理方法[10]，然而以上冗余數(shù)據(jù)的處理方法存在信息成本高，計(jì)算開(kāi)銷大以及次通道中冗余數(shù)據(jù)特征維數(shù)較高等問(wèn)題[11]。針對(duì)上述問(wèn)題，文中提出一種基于特征壓縮的云計(jì)算冗余數(shù)據(jù)降維算法對(duì)經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，以期減少經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)成本。

1 冗余數(shù)據(jù)壓縮算法

1.1 冗余數(shù)據(jù)生成機(jī)制與體系構(gòu)架

一般情況下，基于電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之下的外環(huán)境通過(guò)將用戶群使用的終端軟件、網(wǎng)絡(luò)處理器以及經(jīng)過(guò)虛擬處理的核心云計(jì)算電子平臺(tái)相結(jié)合[12]。但是很多情況下，隨著電子計(jì)算機(jī)云端存儲(chǔ)的中樞系統(tǒng)與電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的發(fā)展相適應(yīng)，其中的技術(shù)和結(jié)構(gòu)的變化容易對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生傳輸?shù)拇瓮ǖ繹13]，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇瓮ǖ乐袝?huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)的衍生和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，由此在數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)倪^(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的冗余數(shù)據(jù)，對(duì)于產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)需要進(jìn)行篩選濾除以及降維處理[14]，同時(shí)要兼顧開(kāi)發(fā)處理使用的軟件以及電子計(jì)算機(jī)云端存儲(chǔ)平臺(tái)的特征相適應(yīng)。電子計(jì)算機(jī)的云端存儲(chǔ)平臺(tái)遵循的存儲(chǔ)機(jī)制如下：數(shù)據(jù)輸入輸出端口、存儲(chǔ)設(shè)備層，節(jié)點(diǎn)管理器和組件層調(diào)用管理云存儲(chǔ)外部環(huán)境下的大數(shù)據(jù)。基于電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之下的外環(huán)境進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的具體過(guò)程流程圖如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理流程

為了使數(shù)據(jù)的處理更有針對(duì)性，面向不同的用戶群和受眾，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇瓮ǖ乐蟹植加胁煌馁Y源節(jié)點(diǎn)，利用四元組G來(lái)表示在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中冗余數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，即G=（V，E，W，C），同時(shí)對(duì)移動(dòng)終端的云計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行定義，將傳輸?shù)牡趇個(gè)數(shù)據(jù)包定義為ith，其主要的運(yùn)行機(jī)制是首先在靜態(tài)的分塊模塊中將上傳的數(shù)據(jù)包文件進(jìn)行分割得到不同容量的數(shù)據(jù)包，故存在不同大小的冗余數(shù)據(jù)模塊，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)冗余數(shù)據(jù)的高緯度的立體空間映射。在電子計(jì)算機(jī)云端存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)變化導(dǎo)致的次通道中存在的分隔分片函數(shù)可以如下表示：

其中，g表示在高緯度的立體空間中進(jìn)行迭代操作的步驟數(shù)，t表示在動(dòng)態(tài)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)副本中的一些存在邊緣特征的空間向量的迭代操作步驟數(shù)。在資源節(jié)點(diǎn)的分布管理中，利用設(shè)置的組件進(jìn)行調(diào)用和降維處理和篩選，并對(duì)冗余數(shù)據(jù)包進(jìn)行模式的轉(zhuǎn)換，最終得到電子計(jì)算機(jī)云端存儲(chǔ)系統(tǒng)下次通道中冗余數(shù)據(jù)包的采樣時(shí)間向量，以及得到冗余數(shù)據(jù)包在云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的處理順序序列，其規(guī)模如下：

在進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)壓縮的同時(shí)可能會(huì)存在云端存儲(chǔ)的資源節(jié)點(diǎn)分布對(duì)冗余數(shù)據(jù)堆產(chǎn)生降維干擾的影響，為了盡可能的減少這樣的影響提升數(shù)據(jù)壓縮的效率，需要對(duì)分布節(jié)點(diǎn)進(jìn)行干擾濾波，并通過(guò)空間降維的方法最終實(shí)現(xiàn)對(duì)冗余數(shù)據(jù)的過(guò)濾和篩選達(dá)到冗余數(shù)據(jù)壓縮的目的。

1.2 冗余數(shù)據(jù)的空間降維與特征值提取

在進(jìn)行云存儲(chǔ)系統(tǒng)中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的冗余數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析和空間重組降維處理[15]，同時(shí)需要以互聯(lián)網(wǎng)為媒介進(jìn)行信號(hào)的算法處理并且實(shí)現(xiàn)對(duì)冗余數(shù)據(jù)的提取和讀取處理。在電子計(jì)算機(jī)云端存儲(chǔ)系統(tǒng)中利用資源節(jié)點(diǎn)分布來(lái)調(diào)用中間組件進(jìn)行調(diào)試，一般情況下會(huì)產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)包的漂移情況，設(shè)冗余數(shù)據(jù)包的時(shí)間區(qū)間長(zhǎng)度為N，將收集錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，得到C個(gè)分類，根據(jù)其空間特征獲得電子計(jì)算機(jī)云端存儲(chǔ)系統(tǒng)中次通道冗余數(shù)據(jù)的空間重組表達(dá)公式：

其中，x（t）用以表明時(shí)間序列，j為對(duì)空間進(jìn)行重構(gòu)的分割尺度，m是冗余數(shù)據(jù)包中的維數(shù)。一般在上述構(gòu)建的多維空間內(nèi)對(duì)次通道中的冗余數(shù)據(jù)特征值進(jìn)行提取，設(shè)在向量特征值提取的過(guò)程中的降維矢量集合表示如下：

在電子計(jì)算機(jī)的云端存儲(chǔ)系統(tǒng)中，將次通道中的冗余數(shù)據(jù)集合形成向量進(jìn)行歷遍運(yùn)算流程之后得到了含有n個(gè)樣本特征值的有限元，采集的樣本共有n個(gè)，冗余數(shù)據(jù)包的空間多維向量為：xi=（xi1，xi2，…，xis）T。對(duì)冗余數(shù)據(jù)的不同量化模式進(jìn)行不同步長(zhǎng)的熵編碼[16]，將編碼的矢量設(shè)為c類 ，其范圍為1＜c＜n，利用高階高維的特征向量壓縮處理方法處理冗余數(shù)據(jù)的聚類中心，表達(dá)如下：

其中，Vi表示第i個(gè)對(duì)冗余數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾的向量，通過(guò)SVD分解法得到冗余數(shù)據(jù)分解結(jié)果：

將冗余數(shù)據(jù)的降維目標(biāo)函數(shù)定義如下:

其中歐式距離dik公示表達(dá)如下：

結(jié)合上述所有的約束條件并聯(lián)系中心極限定理的原理得到如下的冗余數(shù)據(jù)特征空間壓縮的目標(biāo)函數(shù)的極值[17]：

通過(guò)設(shè)定能夠干擾向量，并輸入初值結(jié)合模糊度指標(biāo)m，最終實(shí)現(xiàn)高維冗余數(shù)據(jù)的降維處理和特征值提取。

2 經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 信用風(fēng)險(xiǎn)度量

對(duì)于信用風(fēng)險(xiǎn)的度量目前主要是CCA方法[18]，其理論根源為期權(quán)定價(jià)理論，對(duì)于信貸市場(chǎng)的信用風(fēng)險(xiǎn)度量有著非常重要的經(jīng)濟(jì)意義。CCA方法主要特點(diǎn)在于其將企業(yè)的公開(kāi)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)和市場(chǎng)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)于信用風(fēng)險(xiǎn)的度量更為準(zhǔn)確也更為及時(shí)，能夠表現(xiàn)企業(yè)和銀行在信貸市場(chǎng)信用風(fēng)險(xiǎn)變動(dòng)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，從而在業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用。在CCA方法中利用違約距離DD來(lái)衡量信用風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)假設(shè)企業(yè)資產(chǎn)價(jià)值A(chǔ)t服從幾何布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)Black-Scholes公式及伊藤引理得[19]：

其中，B為違約障礙，E為債務(wù)低級(jí)索取權(quán)，σA、σE分別表示企業(yè)資產(chǎn)波動(dòng)率及企業(yè)低級(jí)索取權(quán)波動(dòng)率，r為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率，T-t為期限d2=d1-σ，滿足P{At≤Bt}=N-d2通過(guò)利用牛頓迭代法即可計(jì)算出違約距離DD。

2.2 信用風(fēng)險(xiǎn)冗余數(shù)據(jù)壓縮算法步驟

根據(jù)經(jīng)濟(jì)中信用風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)的特性，將本算法具體劃分為3個(gè)步驟：1）時(shí)間序列的歸類：運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，將經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)數(shù)據(jù)按照特征根據(jù)元組標(biāo)碼，對(duì)于屬于同一個(gè)簇的元組分標(biāo)，此處簇可為不動(dòng)點(diǎn)也可為噪聲點(diǎn)的集合；2）對(duì)簇的類型進(jìn)行判別：對(duì)已標(biāo)號(hào)分類的聚類進(jìn)行判斷，并從中匯聚出不動(dòng)的噪聲點(diǎn)和不動(dòng)點(diǎn)和數(shù)據(jù)波動(dòng)軌跡；3）壓縮數(shù)據(jù)：根據(jù)特征提取和降維處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。從第一個(gè)未被標(biāo)記的子算法開(kāi)始運(yùn)行整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，按時(shí)間先后進(jìn)行處理，整個(gè)子算法的運(yùn)行直到所有的數(shù)據(jù)遍歷為止，最終所有數(shù)據(jù)都會(huì)被標(biāo)注相應(yīng)的記號(hào)，最后再根據(jù)特征提取和降維處理實(shí)現(xiàn)冗余數(shù)據(jù)的壓縮。子算法的具體流程如圖2所示。

圖2 簇類別判斷與冗余壓縮合成算法

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)中的算法運(yùn)行CPU硬件選取雙核AMD FX-8350 4GHz，內(nèi)存DDR3 1866 8GB，并采用CSR-6930Z超高頻固定式讀寫器，在操作系統(tǒng)為Windows 7的PC機(jī)上完成。文中用于實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中劃分的18個(gè)行業(yè)，取其行業(yè)市值在全行業(yè)市值中所占比重為前九的行業(yè)作為樣本，樣本區(qū)間為2008 年1月至2014年9月，共81個(gè)月。為了驗(yàn)證冗余數(shù)據(jù)壓縮算法對(duì)經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)分析的有效性，本研究選取數(shù)據(jù)壓縮率和準(zhǔn)確率作為標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)間滑動(dòng)窗口大小和對(duì)象個(gè)數(shù)作為參數(shù)，獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)30次獲取對(duì)信貸市場(chǎng)所選取的9個(gè)行業(yè)作為樣本的月度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行降維處理和特征值提取進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和冗余數(shù)據(jù)的篩選，如表1所示。

表1 時(shí)間滑動(dòng)窗口大小與對(duì)象個(gè)數(shù)的壓縮率和準(zhǔn)確率

由表1可知，經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的冗余數(shù)據(jù)的時(shí)間滑動(dòng)窗口大小和對(duì)象個(gè)數(shù)對(duì)原始數(shù)據(jù)集有重要的影響。壓縮率愈小說(shuō)明冗余數(shù)據(jù)在降維處理后的數(shù)據(jù)量占比愈小，并且準(zhǔn)確率愈大說(shuō)明算法對(duì)經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的冗余數(shù)據(jù)識(shí)別所占比愈大。其中，隨著時(shí)間滑動(dòng)窗口用時(shí)遞增，壓縮率逐漸降低，而準(zhǔn)確率逐漸提高，且當(dāng)時(shí)間窗口為6 s時(shí)，壓縮率僅為9.54%，準(zhǔn)確率為99.89%；隨著對(duì)象個(gè)數(shù)的增加，壓縮率逐漸降低，準(zhǔn)確率逐提升，且當(dāng)對(duì)象個(gè)數(shù)為60時(shí)，壓縮率為24.54%，準(zhǔn)確率僅為99.91%。為了進(jìn)一步研究經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的波動(dòng)情況，本研究選用時(shí)間滑動(dòng)窗口為5 s，對(duì)象個(gè)數(shù)為40個(gè)，標(biāo)記出經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的違約距離的動(dòng)態(tài)波動(dòng)軌跡，其動(dòng)態(tài)趨勢(shì)如圖3所示。

圖3 經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的冗余數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)趨勢(shì)檢驗(yàn)

由圖3可知，經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)的誤差在1%左右，在本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)誤差和標(biāo)準(zhǔn)差分別在3%和4%以內(nèi)，此時(shí)數(shù)據(jù)集中不動(dòng)點(diǎn)的檢出準(zhǔn)確率最高，超過(guò)95%；冗余數(shù)據(jù)的壓縮率為5.93%以內(nèi)。

4 結(jié) 論

由于信貸市場(chǎng)由于貸款雙方信息不對(duì)稱所導(dǎo)致的信用風(fēng)險(xiǎn)，為了解決在銀行在決定放貸之前對(duì)企業(yè)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)級(jí)所遇到的數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題，本文根據(jù)數(shù)據(jù)特征進(jìn)行按簇分類提出了一種基于冗余數(shù)據(jù)壓縮壓縮算法的經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)研究方法。本文算法首先根據(jù)修正的CCA方法并結(jié)合冗余數(shù)據(jù)的壓縮算法，以經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的九大行業(yè)為樣本采集到企業(yè)的財(cái)務(wù)狀況數(shù)據(jù)，參照基于時(shí)序的聚類算法將每個(gè)行業(yè)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)按照特征歸類并分成若干簇，形成的每個(gè)簇都是按照其屬性進(jìn)行歸類運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡或靜止點(diǎn)形成的噪聲數(shù)據(jù)；根據(jù)之前設(shè)定的參數(shù)對(duì)所劃分歸類的簇進(jìn)行判斷并按照元組為單位對(duì)冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。通過(guò)進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的冗余數(shù)據(jù)壓縮算法能夠?qū)Ω鞣N類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮聚類，實(shí)現(xiàn)對(duì)冗余數(shù)據(jù)的篩選壓縮和處理。對(duì)于經(jīng)濟(jì)信用風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)的壓縮準(zhǔn)確性和算法運(yùn)行效率的提高將是研究的下一個(gè)方向。

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Research on economic credit risk of based on redundant data compression algorithm

JI Shu，YU Jing
（Business School，Hohai University，Nanjing 211100，China）

For the credit markets effectively analyze large data difficult economic problems of credit risk，this study terminal cloud storage network platform of financial data packet basis，by operating the screening and filtration reducing the dimension of the block in the module，in a static Upload file packets obtained by dividing the capacity of different packets of three-dimensional space in order to achieve high latitudes redundant data mapping；Iterative procedure number of copies of the data dynamic partitioning module for the time series feature space vector edge of redundant data packet conversion mode.Select the national economy division 18 industry 81 months results show that:the sliding window of time 5 s，the number of objects is 40，the credit risk in the economy error of about 1%，the data error and standard deviation，respectively，and 3%less than 4%，the detection accuracy of the data set more than 95%；redundant data compression rate of less than 5.93%.

compression algorithm；redundant data；cloud storage；credit risk

TN<919.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A class="emphasis_bold">919.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674－6236（2017）07-0015-04919.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1674－6236（2017）07-0015-04

A 文章編號(hào)：1674－6236（2017）07-0015-04

2016-06-22稿件編號(hào)：201606173

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（71171207）；河海大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（2013B33114）

季 姝（1992—），女，江蘇南通人，碩士研究生。研究方向：信用風(fēng)險(xiǎn)。