[發(fā)明專利]一種基于PPDE模型的人口預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111522122.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN114386669A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙園;王樹良;黨迎旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06F17/18;G06Q50/26
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;付雷杰

本公開的基于PPDE模型的人口預(yù)測(cè)方法，按照種群數(shù)量增長(zhǎng)理論，選取影響我國(guó)人口的生育率、死亡人口、凈遷入人口、生育政策因素作為因子構(gòu)建數(shù)學(xué)模型PPDE，通過采用現(xiàn)有模型組合的方式，充分發(fā)揮現(xiàn)有模型的優(yōu)點(diǎn)，分別對(duì)因子進(jìn)行預(yù)測(cè)估計(jì)，將得到的參數(shù)序列值作為相應(yīng)參數(shù)值帶入模型構(gòu)建可計(jì)量的PPDE模型，該模型解決政策因素、人口遷移對(duì)人口結(jié)構(gòu)的影響，符合我國(guó)人口實(shí)際情況的預(yù)測(cè)，旨在考慮多種因素下提高人口結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的正確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人口統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于PPDE模型的人口預(yù)測(cè)方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前可供人口預(yù)測(cè)的模型包括線性回歸模型、聯(lián)合國(guó)模型、指數(shù)平滑法、平均增長(zhǎng)率法、灰色系統(tǒng)G-M法以及人口-發(fā)展-環(huán)境分析模型(PDE)。PDE模型把人口按照年齡和性別、出生率和死亡率等組合成不同“狀態(tài)”，多狀態(tài)方法被廣泛運(yùn)用于研究17個(gè)IIASA國(guó)家的人口預(yù)測(cè)項(xiàng)目。在中國(guó)成為IIASA的成員國(guó)后，PDE模型被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于中國(guó)人口預(yù)測(cè)研究。本方案選取PDE的人口預(yù)測(cè)模型進(jìn)行改進(jìn)，在三胎政策下，來預(yù)測(cè)我國(guó)人口數(shù)量和結(jié)構(gòu)的變化。

現(xiàn)有的PDE模型研究，沒有考慮遷入人口遷出及生育政策的因素，它們大部分只能單一反映人口規(guī)模和年齡結(jié)構(gòu)，不符合我國(guó)人口實(shí)際情況。

人口預(yù)測(cè)模型常用的方法有：線性回歸模型、聯(lián)合國(guó)模型、平均增長(zhǎng)量法、指數(shù)平滑法、平均增長(zhǎng)率法、灰色系統(tǒng)G-M法、人口-發(fā)展-環(huán)境分析模型(PDE)。(1)線性回歸模型認(rèn)為人口數(shù)量是一系列自變量的變量，對(duì)歷年人口數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸檢驗(yàn)得到各變量的系數(shù)，并構(gòu)造出線性回歸方程，以該方程預(yù)測(cè)未來人口變化，線性回歸模型假定人口數(shù)量的歷史趨勢(shì)不變，這不符合實(shí)際。(2)聯(lián)合國(guó)模型，該模型采用某一時(shí)期全國(guó)的城市/農(nóng)村人口增長(zhǎng)差異的平均權(quán)重，并假設(shè)城市/農(nóng)村人口增長(zhǎng)未來的差異，預(yù)測(cè)城市人口比例變化，在計(jì)算出城市人口比例權(quán)重后，再用該權(quán)重與該國(guó)總?cè)丝跀?shù)量相乘即得到該國(guó)城市人口數(shù)量，相對(duì)于用于全國(guó)性人口的研究，更適合用于城鎮(zhèn)/鄉(xiāng)村人口比例的研究。(3)平均增長(zhǎng)量法，該方法假定歷年人口增加的絕對(duì)數(shù)量是相同的，某年的人口總量等于上一年的人口總量加上本年人口增加的人口數(shù)量。(4)指數(shù)平滑法。該方法認(rèn)為人口增長(zhǎng)趨勢(shì)是過去人口增長(zhǎng)本身發(fā)展趨勢(shì)的結(jié)果；同時(shí)考慮到各期歷史數(shù)據(jù)對(duì)人口增長(zhǎng)的影響不同，給予近期歷史數(shù)據(jù)較大權(quán)重、遠(yuǎn)期歷史數(shù)據(jù)較小權(quán)重，并以此為依據(jù)預(yù)測(cè)人口總量的變化。(5)平均增長(zhǎng)率法，該方法假定每年人口增長(zhǎng)率是相同的，某年新增人口總量等于基期人口數(shù)量與增長(zhǎng)率相乘的乘積，該方法的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:Y_t＝A*(1+k)^t，其中Y_t指第t年的人口總量，A指基年人口數(shù)量，k指人口增長(zhǎng)率，t指時(shí)間年。指數(shù)平滑法和平均增長(zhǎng)率法的脫離實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，精準(zhǔn)度度較低。(6)灰色系統(tǒng)G-M法，該方法是根據(jù)過去已知的或非確知的人口信息，建立一個(gè)從過去引申到將來的GM人口模型，進(jìn)而預(yù)測(cè)人口在未來發(fā)展變化的趨勢(shì)，包括一個(gè)變量的單階微分方程，以矩陣為計(jì)算對(duì)象，以時(shí)間序列為順序，建立被求變量數(shù)列預(yù)測(cè)模型，計(jì)算簡(jiǎn)單，對(duì)樣本含量和概率分布無嚴(yán)格要求，對(duì)于短期預(yù)測(cè)效果好，適應(yīng)性強(qiáng)，但是該模型缺乏統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，不適合做中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足之一，提供了一種基于PPDE模型的人口預(yù)測(cè)方法，結(jié)合我國(guó)人口實(shí)際情況，按照種群數(shù)量增長(zhǎng)理論，考慮影響我國(guó)人口的生育率、死亡人口、凈遷入人口、生育政策等多種因素下提高人口結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的正確率。

根據(jù)本公開的一方面，提出了基于PPDE模型的人口預(yù)測(cè)方法，所述方法包括：

基于歷史人口死亡數(shù)據(jù)和最大似然估計(jì)方法估計(jì)EAPC人口死亡預(yù)測(cè)模型的參數(shù)，將估計(jì)的參數(shù)輸入到所述EAPC人口死亡預(yù)測(cè)模型得到人口死亡率預(yù)測(cè)值；

基于生育政策模型，利用GM(1，1)模型對(duì)歷史生育率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)得到生育率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，優(yōu)化所述生育率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)得到優(yōu)化生育率預(yù)測(cè)值；