[發明專利]基于遺傳學思想優化Leslie模型的人口預測方法

在審

• 申請號: 201910065064.2
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109858691A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 侯俊;張陽;馬秉正;謝瑩;趙嘉成
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明涉及基于遺傳學思想優化Leslie模型的人口預測方法，以時間和年齡作為參數，對時間進行與年齡間隔相同的離散化處理，建立初始模型；引入遺傳學思想并結合初始模型，計算某一時間段育齡女性的非獨生子女比例和育齡男性的非獨生子女比例；并計算某一時間段育齡女性的意愿生育或已生育得到的下一代總人數，進而得到總和生育率；結合Leslie模型構建出動態規劃模型；根據動態規劃模型做出合理的人口數量、人口結構、總和生育率以及撫養比預測；能能夠保證在較少的數據基礎上，依然可以較為準確地預測在一種生育政策下人口數量未來的發展趨勢以及人口結構的變化趨勢。

技術領域

本發明屬于計算機技術領域，具體涉及一種基于遺傳學思想優化Leslie模型的人口預測方法。

背景技術

人口作為影響社會經濟發展的重要因素已經成為世界各國最為關注的問題之一。因此，研究某個國家或者地區人口結構的變化，不僅有助于解釋該國或該地區的各種經濟現象，同時也可以對未來經濟變化做出有效地預測。

然而目前的人口預測模型仍然存在一些技術上的難點函待解決。其中一個就是人口政策對人口發展的影響。由于我國是一個人口大國，為了保證合適的人口數量和適宜的年齡結構，我國前后提出了“計劃生育”、“單獨二孩”、“全面二孩”等政策。不同的人口政策對人口預測的復雜程度不同，其中考慮到在不同的家庭環境下適用于不同的后代生育數量，因此找到一個普適的人口預測方法稱為一個主要難點。

迄今，國內外研究者已經提出了諸多人口預測的解決方案，包括：基于灰色理論的人口預測模型等。但他們都因其固有的缺陷而在現有的人口政策下無法進行合理的預測。比如，他們無法模擬人口在不同政策下的迭代，僅能通過數據進行片面的預測。

發明內容

為了解決了現有技術中存在的問題，本發明公開了一種基于遺傳學思想優化Leslie模型的人口預測方法，引進遺傳學思想，利用種群中顯性基因和隱形基因隨機交叉的思想，計算出子代獨生子女和非獨生子女的概率，進而對年齡別生育率進行動態優化，使模型自身具備模擬目前我國任意一種生育政策的能力。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是，一種基于遺傳學思想優化Leslie模型的人口預測方法，包括以下具體步驟：

步驟1，建立初始模型：時間以年為單位，年齡按周歲進行計算，將年齡等距劃分為m個年齡段，同時對時間進行與年齡間隔相同的離散化處理，時間離散化為t＝0,1,2,3,……。設第t時間段第i年齡段的女性人口總數為n_i(t)，男性人口總數為定義向量

并設bi為育齡女性在第i年齡段的女孩生育率，為育齡女性在第i年齡段的男孩生育率，si為女性在第i年齡段的存活率，為男性在第i年齡段的存活率；于是有以下關系：

步驟2，引入遺傳學思想：設非獨生子女擁有A基因，獨生子女擁有a基因(這里基因為模型所需，并非真正擁有該基因，且視一對夫妻為一個個體)。并設n_Ai(t)為在第t時間段第i年齡段的女性非獨生子女人數，n_ai(t)為在第t時間段第i年齡段的女性獨生子女人數，為在第t時間段第i年齡段的男性非獨生子女人數，為在第t時間段第i年齡段的男性獨生子女人數，并設B為15-49歲(育齡)的年齡段的集合。于是有：

其中α_A(t)表示第t時間段育齡女性的非獨生子女比例，表示第t時間段育齡男性的非獨生子女比例，β為女性結婚率，β^*為男性結婚率，γ₁為一孩生育意愿，γ₂為在有一孩的情況下二孩的生育意愿；