基于灰色理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)研究

叢蘇莉

摘 要： 為了克服單一灰色模型或者BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的局限性，提出灰色理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)模型。該模型采用灰色模型對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的規(guī)律性進(jìn)行分析，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的隨機(jī)性進(jìn)行刻畫(huà)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最后進(jìn)行房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)具體應(yīng)用實(shí)例分析。結(jié)果表明，該模型可以準(zhǔn)確描述房地產(chǎn)前期價(jià)格的變化趨勢(shì)，提高房地產(chǎn)前期價(jià)格的預(yù)測(cè)精度，為房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)提供了一種有效的建模工具。

關(guān)鍵詞： 房地產(chǎn)； 前期價(jià)格； 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)； 周期性； 非線性特點(diǎn)

中圖分類號(hào)： TN711?34； TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）11?0107?04

Research on real estate early?stage price prediction

based on grey theory and neural network

CONG Suli

（Department of Architectural Engineering， Wenjing College of Yantai University， Yantai 264000， China）

Abstract： In order to overcome the limitation of single grey model or BP neural network， a real estate early?stage price forecasting model based on grey theory and neural network is put forward. The gray model is adopted in the model to analyze the regularity of real estate early?stage price， and BP neural network is adopted to describe the randomness of real estate early?stage price to realize the complementary advantages. The specific application instance is applied to the analysis of real estate early?stage price prediction. The experimental results show that the model can describe the change trend of real estate early?stage price accurately， improved the forecasting accuracy of real estate early?stage price， and provides an effective modeling tool for real estate early?stage price forecasting.

Keywords： real estate； early?stage price； neural network； periodicity； nonlinear characteristic

0 引 言

近年來(lái)，我國(guó)的房地產(chǎn)市場(chǎng)非?；钴S，房地產(chǎn)價(jià)格成為人們經(jīng)常討論的話題[1]。為了防止房地產(chǎn)價(jià)格過(guò)度增長(zhǎng)，國(guó)家和地方均出臺(tái)了一系列的政策進(jìn)行調(diào)控，然而由于其他投資市場(chǎng)的隨機(jī)性太大，一些人沒(méi)有好的投資渠道，將大量資金投入到房地產(chǎn)市場(chǎng)中，導(dǎo)致房地產(chǎn)價(jià)格的隨機(jī)變化大。在各種政策和人們心理作用的影響下，房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)可以幫助人們了解房地產(chǎn)價(jià)格的變化態(tài)勢(shì)[2?3]，預(yù)測(cè)結(jié)果有利于政策制定者和房地產(chǎn)投資者做出準(zhǔn)確判斷，因此房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)具有重要的實(shí)際價(jià)值[4]。

當(dāng)前人們對(duì)房地產(chǎn)價(jià)格預(yù)測(cè)主要通過(guò)對(duì)政策、經(jīng)濟(jì)、房貸等因素進(jìn)行分析，然后對(duì)未來(lái)房地產(chǎn)價(jià)格變化趨勢(shì)進(jìn)行估計(jì)[5]。有學(xué)者認(rèn)為房地產(chǎn)價(jià)格主要與土地價(jià)格密切相關(guān)，結(jié)果表明，土地價(jià)格要去行政化，減少政府部門干預(yù)，讓土地價(jià)格由市場(chǎng)決定，降低房地產(chǎn)的成本，有效降低房地產(chǎn)價(jià)格[6]。有學(xué)者采用時(shí)間序列分析法對(duì)房地產(chǎn)價(jià)格進(jìn)行建模，通過(guò)擬合房貸和房地產(chǎn)價(jià)格之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)房地產(chǎn)價(jià)格預(yù)測(cè)[7?8]；文獻(xiàn)[9]以及文獻(xiàn)[10]采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)房地產(chǎn)價(jià)格變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，分析了房地產(chǎn)價(jià)格變化的隨機(jī)性，預(yù)測(cè)結(jié)果要優(yōu)于時(shí)間序列法，但房地產(chǎn)價(jià)格同時(shí)具有季節(jié)性變化特點(diǎn)，導(dǎo)致有時(shí)預(yù)測(cè)精度低?；疑Ｐ涂梢詫?duì)房地產(chǎn)價(jià)格的季節(jié)性、周期性變化特點(diǎn)進(jìn)行建模，挖掘數(shù)據(jù)中隱藏的變化特點(diǎn)，但不能對(duì)房地產(chǎn)價(jià)格隨機(jī)性進(jìn)行擬合[11]。

雖然當(dāng)前房地產(chǎn)價(jià)格研究很多，但是對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格研究相當(dāng)少，而且房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值更高[12]，為了解決當(dāng)前房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)模型存在的局限性，提出灰色理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)模型，分別采用灰色模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的規(guī)律性和隨機(jī)性分別進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)它們之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型能夠有效地描述房地產(chǎn)前期價(jià)格的變化趨勢(shì)，提高房地產(chǎn)前期價(jià)格的預(yù)測(cè)精度。

1 灰色模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1.1 灰色模型

灰色模型有多種形式，其中GM（1，1）是最常用的一種，而且性能更優(yōu)，GM（1，1）的一階微分形式定義如下：

（1）

白化微分形式定義如下：

（2）

式中和為參數(shù)。

參數(shù)和對(duì)灰色模型的性能影響十分重要，選擇最小二乘算法對(duì)它們進(jìn)行求解，具體為：

（3）

對(duì)于一個(gè)序列，其預(yù)測(cè)結(jié)果為：

（4）

要得到不同時(shí)刻的預(yù)測(cè)結(jié)果，需要對(duì)式（4）進(jìn)行累減操作，即：

（5）

在第個(gè)時(shí)刻，灰色模型預(yù)測(cè)值與期望值之間的殘差計(jì)算公式為：

（6）

對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的回歸問(wèn)題，如房地產(chǎn)前期價(jià)格數(shù)據(jù)，灰色模型可以對(duì)其規(guī)律性進(jìn)行建模預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)值與期望值之間的殘差包含了房地產(chǎn)前期價(jià)格的隨機(jī)變化特點(diǎn)，而灰色模型無(wú)法對(duì)隨機(jī)性變化特點(diǎn)進(jìn)行建模，使得房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)精度有待進(jìn)一步改善。

1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種有導(dǎo)師學(xué)習(xí)的人工智能算法，通過(guò)各層之間誤差反向傳播不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，從而逼近問(wèn)題的最優(yōu)解，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 正向傳播過(guò)程

BP網(wǎng)絡(luò)的輸入層有個(gè)節(jié)點(diǎn)，隱層有個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸出層有個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸入層到隱層之間的權(quán)值為，隱層到輸出層之間的權(quán)值為，隱層的傳遞函數(shù)為，輸出層的傳遞函數(shù)為。隱含層第個(gè)神經(jīng)元的輸入為：

（7）

隱含層的輸出為：

（8）

輸出層的輸入為：

（9）

輸出層的輸出為：

（10）

圖1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

1.4 反向傳播過(guò)程

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，輸入個(gè)學(xué)習(xí)樣本，第個(gè)樣本得到的實(shí)際輸出與期望輸出的誤差為：

（11）

對(duì)于個(gè)樣本，總誤差函數(shù)為：

（12）

輸出層權(quán)值調(diào)整公式為：

（13）

隱含層權(quán)值調(diào)整公式為：

（14）

2 灰色模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)

模型

2.1 建模原理

灰色模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)模型的工作原理為：采用灰色模型對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的規(guī)律性進(jìn)行建模，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的隨機(jī)性進(jìn)行有效擬合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最后對(duì)兩者的結(jié)果進(jìn)行組合，輸出房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果，具體如圖2所示。

圖2 房地產(chǎn)前期價(jià)格模型的構(gòu)架

2.2 房地產(chǎn)前期價(jià)格的建模步驟

Step1：收集某個(gè)房地產(chǎn)前期價(jià)格的數(shù)據(jù)，并做如下處理：

（15）

Step2：將房地產(chǎn)前期價(jià)格的數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本。

Step3：將房地產(chǎn)前期價(jià)格的訓(xùn)練樣本輸入到灰色模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，建立相應(yīng)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)模型，并得到預(yù)測(cè)結(jié)果。

Step4：對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果與期望值的殘差進(jìn)行計(jì)算，得到殘差序列。

Step5：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)殘差序列進(jìn)行學(xué)習(xí)，并對(duì)連接權(quán)值和閾值進(jìn)行更新，得到殘差序列的預(yù)測(cè)結(jié)果。

Step6：將灰色模型的預(yù)測(cè)結(jié)果和相加，得到房地產(chǎn)前期價(jià)格最后的預(yù)測(cè)結(jié)果為：

（16）

3 房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)的實(shí)例驗(yàn)證

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

為了分析本文房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)模型的可靠性，選擇某市的房地產(chǎn)前期價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真測(cè)試，數(shù)據(jù)具體如圖3所示，其中最后100個(gè)數(shù)據(jù)作為測(cè)試樣本。

3.2 結(jié)果與分析

3.2.1 灰色模型的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果

采用灰色模型對(duì)圖3的房地產(chǎn)前期價(jià)格進(jìn)行建模預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果如圖4所示。從圖4可知，灰色模型可以對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格規(guī)律性變化特點(diǎn)進(jìn)行擬合，但無(wú)法反映房地產(chǎn)前期價(jià)格的隨機(jī)性，預(yù)測(cè)精度有待提高。

3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果

采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖3的房地產(chǎn)前期價(jià)格進(jìn)行建模預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格隨機(jī)性變化特點(diǎn)進(jìn)行刻畫(huà)，但不能描述房地產(chǎn)前期價(jià)格的周期性和季節(jié)性變化規(guī)律，預(yù)測(cè)效果有待改善。

3.2.3 房地產(chǎn)前期價(jià)格的最終預(yù)測(cè)結(jié)果

采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)灰色模型的殘差進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將兩者結(jié)果進(jìn)行相加，得到房地產(chǎn)前期價(jià)格的最終預(yù)測(cè)結(jié)果，具體如圖6所示。

從圖6可知，本文模型的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)精度更高，這是因?yàn)楸疚哪Ｐ腿诤狭嘶疑Ｐ秃虰P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，采用灰色模型對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的規(guī)律性進(jìn)行分析，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的隨機(jī)性進(jìn)行刻畫(huà)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以更加準(zhǔn)確地描述房地產(chǎn)前期價(jià)格的變化趨勢(shì)，提高了房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)精度。

4 結(jié) 語(yǔ)

房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)對(duì)房地產(chǎn)管理具有重要的實(shí)際意義，而房地產(chǎn)前期價(jià)格受到客觀因素和主觀因素的綜合作用，不僅具有規(guī)律性，而且具有隨機(jī)性，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，使得灰色模型或者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法全面擬合房地產(chǎn)前期價(jià)格復(fù)雜的變化特點(diǎn)。為了解決該問(wèn)題，提出了灰色理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)前期價(jià)格預(yù)測(cè)模型，采用灰色模型對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的規(guī)律性進(jìn)行分析，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)房地產(chǎn)前期價(jià)格的隨機(jī)性進(jìn)行刻畫(huà)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文模型可以描述房地產(chǎn)前期價(jià)格的變化趨勢(shì)，提高了房地產(chǎn)前期價(jià)格的預(yù)測(cè)精度，在房地產(chǎn)管理中具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉劍平.我國(guó)房地產(chǎn)估價(jià)的發(fā)展趨勢(shì)與對(duì)策[J].中國(guó)房地產(chǎn)，2001（8）：76?78.

[2] 葉艷兵，丁烈云.房地產(chǎn)預(yù)警指標(biāo)體系設(shè)計(jì)研究[J].基建優(yōu)化，2001，22（3）：1?3.

[3] 李永江，辛益軍，李海寧.房地產(chǎn)業(yè)預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)影響因素的聚類分析[J].經(jīng)濟(jì)師，2003（6）：256.

[4] 丁烈云.房地產(chǎn)周期波動(dòng)成因分析[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2003，17（2）：19?25.

[5] WERNECKE M， ROTTKE N， HOLZMANN C. Incorporating the real estate cycle into management decisions?evidence from Germany [J]. Journal of real estate portfolio management， 2004， 10（3）： 171?186.

[6] 翟洪濤.我國(guó)房地產(chǎn)價(jià)格影響因素分析[J].科技與管理，2011，13（4）：81?83.

[7] 閆金秋.基于多變量協(xié)整的房地產(chǎn)價(jià)格影響因素分析[J].企業(yè)經(jīng)濟(jì)，2012（11）：99?103.

[8] 施建剛，王萬(wàn)力.基于時(shí)間序列的房地產(chǎn)價(jià)格走勢(shì)辨識(shí)[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2007（16）：130?131.

[9] 花景新，薄煜明，陳志敏.基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的房地產(chǎn)市場(chǎng)預(yù)測(cè)[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2014，44（4）：22?30.

[10] 章偉.粗糙集BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在房地產(chǎn)價(jià)格預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)仿真，2011，28（7）：365?368.

[11] 李大營(yíng)，許偉，陳榮秋.基于粗糙集和小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的房地產(chǎn)價(jià)格走勢(shì)預(yù)測(cè)研究[J].管理評(píng)論，2009，21（11）：18?22.

[12] 何芳，王小川，肖森予，等.基于MIV?BP型網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的房地產(chǎn)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別研究[J].運(yùn)籌與管理，2013（2）：229?234.