基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤炭價(jià)格預(yù)測研究

楊海祥

摘要：本文主要針對煤炭價(jià)格的內(nèi)部因素和外部因素兩部分進(jìn)行研究，利用內(nèi)部因素、外部因素，做了量化分析確定了影響因素的權(quán)重排序依次是煤炭鐵路運(yùn)輸能力、國家政策、煤炭供需煤炭開采外部性成本缺失、美國煤炭價(jià)格、煤炭替代能源、通貨膨脹。首先我們通過查閱煤炭相關(guān)信息和研究文獻(xiàn)，通過主要因素加權(quán)平均，構(gòu)造出三項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，即“煤炭消費(fèi)綜合因素”、“綜合政策因素”和“綜合市場因素”，其次我們根據(jù)已知數(shù)據(jù)，利用三次樣條插值得到未來指標(biāo)的預(yù)測數(shù)據(jù)。接著，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，我們首先對671項(xiàng)已知數(shù)據(jù)進(jìn)行分為訓(xùn)練組和實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行預(yù)處理，避免過擬合問題的產(chǎn)生，最后我們將三項(xiàng)指標(biāo)下的預(yù)測數(shù)據(jù)代入，利用工具箱和循環(huán)代碼，便可以擬合出按周為單位的預(yù)測數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：量化分析;BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);循環(huán)代碼

中圖分類號(hào)：F426.21;F764.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）13-0066-01

引言：煤炭的價(jià)格與國家的政策，國內(nèi)外市場的供需息息相關(guān)。同時(shí)，它的價(jià)格也會(huì)受到我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活方式的影響，受到成本和能源使用的控制，通過分析，找出十種以內(nèi)影響煤炭價(jià)格的主要指標(biāo)并通過建立數(shù)學(xué)模型將其量化。以我國秦皇島港動(dòng)力煤價(jià)格作為分析對象，對2019.5.1-2020.1.30這段時(shí)間內(nèi)，對秦皇島港動(dòng)力煤價(jià)格產(chǎn)生主要影響的因素按從大到小的順序進(jìn)行排列。使用秦皇島港動(dòng)力煤炭價(jià)格的歷史信息，建立煤炭價(jià)格的預(yù)測模型，分別以每天、每周和每月作為單位，預(yù)測未來秦皇島的煤炭具體價(jià)格。

1問題分析

影響煤炭價(jià)格波動(dòng)的十條以內(nèi)的主要因素，其次通過數(shù)學(xué)模型的方式量化分析權(quán)重，并進(jìn)行排序。之后通過回歸分析的方法通過分析秦皇島煤礦數(shù)據(jù)確定影響其價(jià)格波動(dòng)的最重要因素，并進(jìn)行排名。建立預(yù)測量化指標(biāo)，再通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或插值法對所建立的指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，得到未來的量化指標(biāo)。接著使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用已知數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，確定最佳參數(shù)及算法，通過該系統(tǒng)完成預(yù)測，再對預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行插值等處理即可得到題目要求結(jié)果。

2模型的建立與求解

煤炭價(jià)格的影響因素可以劃分為兩大部分，內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)部因素是指構(gòu)成煤炭價(jià)格的各個(gè)因素，包括煤炭的生產(chǎn)成本、運(yùn)輸成本、銷售成本等等外部影響因素是指除煤炭價(jià)格構(gòu)成因素之外的其他影響因素。生產(chǎn)階段價(jià)格包括生產(chǎn)企業(yè)的采煤成本，生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的稅費(fèi)，生產(chǎn)企業(yè)利潤，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的健康、安全與環(huán)境成本等等。流通環(huán)節(jié)的價(jià)格分二部分，煤炭經(jīng)銷商與煤炭經(jīng)銷商之間的價(jià)格增值，煤炭經(jīng)銷商與最終消費(fèi)者之間產(chǎn)生的價(jià)格增值。這樣，流通環(huán)節(jié)的價(jià)格包括煤炭經(jīng)銷商與生產(chǎn)企業(yè)之間的交易成本，運(yùn)輸成本，流通環(huán)節(jié)的各種稅費(fèi)，貿(mào)易企業(yè)的利潤;煤炭經(jīng)銷商與煤炭經(jīng)銷商之間的交易成本，運(yùn)輸成本，流通環(huán)節(jié)的各種稅費(fèi)，貿(mào)易企業(yè)的利潤：煤炭經(jīng)銷商與消費(fèi)企業(yè)之間的交易成本，交易過程中產(chǎn)生的稅費(fèi)等幾部分。

我們將煤炭價(jià)格的外部影響因素歸納為煤炭供需因素、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、煤炭替代能源發(fā)展?fàn)顩r、國家相關(guān)政策、煤炭定價(jià)機(jī)制、煤炭開采外部性成本缺失、貨幣發(fā)行量與通貨膨脹、國際煤炭市場煤炭價(jià)格等幾類。煤炭的價(jià)格和煤炭貨運(yùn)綜合指數(shù)變化趨勢呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，我們可以認(rèn)為在不存在其他影響煤價(jià)的因素情況下，運(yùn)費(fèi)平均每上漲1.12%，煤價(jià)平均上漲1.8%，通過歸一化處理我們確定運(yùn)費(fèi)每上漲一個(gè)百分點(diǎn)，煤價(jià)會(huì)受運(yùn)費(fèi)影響上漲1.6個(gè)百分點(diǎn)，我們將單因素影響指標(biāo)定為xa，對于多因素影響混合指標(biāo)我們用加權(quán)平均的方式進(jìn)行計(jì)算，設(shè)多因素影響指標(biāo)為a，fk為每個(gè)因素對煤價(jià)的影響程度，具體計(jì)算方法可以參照問題一的重要性程度來計(jì)算，則的計(jì)算公式為：

α=x1f1+x2f2+...+xkfkn

為了更為精確的預(yù)測未來受多種偶然因素影響的煤炭價(jià)格，我們在傳統(tǒng)ARIMA模型基礎(chǔ)上提出了ARIMA綜合預(yù)測模型，形成了一個(gè)更為全面的煤炭價(jià)格綜合預(yù)測模型。

結(jié)論：我們首先進(jìn)行了突發(fā)情況煤炭運(yùn)費(fèi)單因素指標(biāo)對煤炭價(jià)格影響程度的分析，通過煤炭價(jià)格和煤炭運(yùn)費(fèi)綜合指數(shù)的對比我們確定了運(yùn)費(fèi)的影響程度為1.6個(gè)百分點(diǎn)，為了預(yù)測突發(fā)情況的煤炭價(jià)格變化，我們結(jié)合指標(biāo)提出了可修訂ARIMA模型，利用SPSS進(jìn)行了模型的求解，通過進(jìn)行秦皇島港動(dòng)力煤歷史價(jià)格和模型預(yù)測值作對比驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性，最終我們對秦皇島港動(dòng)力煤未來40年的平均價(jià)格進(jìn)行了可修訂ARIMA預(yù)測，可以根據(jù)修訂模型對不同突發(fā)情況進(jìn)行修訂。

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