中南大学数学建模论文A题深圳人口与医疗需求预测

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由表7可知其平稳,说明GDP序列为2 阶单整序列, 即?模型的识别与建立

2lnXt~I(2)

由以上对序列?lnXt~I(2), 的A D F 检验, 我们可确定ARIMA(p,d,q), 模型中的d应取为2为了确定模型中的p和q, 作出序列?2lnXt直至滞后16 阶

的自相关(ACP )图和偏自相关(PACP) 图, 分别见图3 和图4.

由图7和图8可看出, 少In Xt 序列的自相关图与偏自相关图都是拖尾的, 因此可建立:

图7 图8

ARIMA 模型。经反复计算比较, 最终取p?1,q?2, 建立如下ARIMA(1,2,2)模型: (括号中的数据为对应估计值的T检验统计量)

?2lnXt?(c??0.031188,AR(1)?0.19417,MA(2)??2.087428)

(?6.899257)(?4.005350)(?4.247829)

S.E?0.050796AIC??3.009846SC??2.863581(9)

即:

?2lnXt??0.031188?0.19417?2lnXt?1??t?2.087428?t?2 R2?0.842DW?2.23(10)

由模型(1 ) , 对其进行回归拟合, 模型中的残差序列(Residual) 以及过?lnXt的实际值(Actual)和拟合值(Fitted )的序列图见图9:

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从图9可以看出, 模型的拟合值和实际值的变动具有较好的一致性。其次, 模型的残差值较小,消除了线性或者指数趋势, 表现得较为平稳, 说明模型通过了适应性检验, 所以该模型还是比较理想的。为了

?t为进一步检验该模型的效果, 记u该模型的残差序列, 对其进行DF检

?t??1.118299u?t?1,验, 得:?uDF

的值为-5.3921而在1%显著水平

下,DF的临界值为-2.6649,因此,残

图9

显著水平下被看作白噪声过程,这说明?2?t, 即误差项序列能在1 %差序列ulnXt的拟合值是实际值的无偏估计, 模

?t前16 阶的自相关(ACP)和偏自相关型具有较好的拟合效果。作出残差序列u(PACP)图, 分别见图10和图11。从两图我们也可看出, 自相关函数和偏自相关函数

均落在置信区间内, 残差序列应为白噪声过程, 这与上面D F 检验的结果一致。

图10:自相关(ACP)图图11:偏自相关(PACP)图 (5)模型的预测: 由ARIMA(1,2,2)模型得:

?2lnXt??0.031188?0.19417?2lnXt?1??t?2.087428?t?2(11)

又因为:?

2lnXt?lnXt?2lnXt?1?lnXt?2(12)

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可得lnXt的预测公式为:

lnXt?2lnXt?1?lnXt?2?0.031188?0.19417?2lnXt?1??t?2.087428?t?2(13)

因此得序列Xt的预测公式为:

Xt?e2lnXt?1?lnXt?2?0.031188?0.19417?2lnXt?1??t?2.087428?t?2(14)

用ARIMA(1,2,2)模型对深圳国内生产总值作预测, 结果见表4

表4 实际值与ARIMA模型预测值比较衰(亿元)

为此,我们可以求出p和b1的值: 由Q1?p(XtGDP?X)?b1可得:

Q?p(XtGDP?X出)?b(15)

通过1979年初始可知b?31.41,X出几乎可以忽略不计,则: 通过上面数据求出p的平均值为:

p=14.871%(16)

由此可得:

Q?XtGDP14.871%?31.41(17)

则:Q1?Q?Q常(18)

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可得下表:

表8Q与时间关系表

3)求解为探亲访友、旅游、求学、治病等而外出的人员:

对于Q2,探亲访友与深圳市现有人口总数成正比,旅游人数可以通过深圳市旅游人口数情况可直接求的;求学人数同样可以通过深圳市教育机构统计数求解,但考虑到未来深圳市不断在发展,所以求学人数也不断在上升,然而整个国家已经入老龄化社会,而且据国家统计局统计年签表明,我国学生数量在不断下降,这两因素一综合,我们假设外来求学人数为恒定不变的;对于外来治病人数,显然与深圳市公有医院服务水平有很大关系,我们假设成正比关系,因此我们可得:

Q2=p2Q?Q旅+Q学?Q医+b2(19)

其中:

p2——探亲访友人数的概率; Q旅——旅行人数; Q学——外来学习人数; Q医——外来求医人数;

b2——其他人数。

求解p2,对于探亲访友人数应该和在该地区中人口成正比,在1979年,深圳刚开放,以此那时没有几乎没有其它外来人员,为此我们可得:

0.15p2??0.004236(20)

31.41可得:

表9:访友人数表

求解

Q旅,根据现有的资料,我们查的深圳市南山区2008年统计年签旅行情况可

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