数学建模论文-人口预测模型

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中国人口增长预测数学建模 (2)

中国人口增长预测数学建模 (2)

中国人口增长预测数学建模引言中国作为世界上人口最多的国家之一,人口增长一直是一个备受关注的问题。

人口数量的增长对于国家的经济、社会、环境等方面都有着重要的影响。

因此,预测中国人口的增长趋势对于未来的发展规划具有重要意义。

本文将介绍一种基于数学建模的方法,用于预测中国人口的增长情况。

方法数据收集为了进行人口增长预测的数学建模,我们需要收集一系列历史人口数据。

这些数据可以从各种统计年鉴、人口普查、政府发布的数据等渠道获取。

通常,我们需要收集的数据包括中国的总人口数量、出生率、死亡率、迁入率和迁出率等。

建立数学模型基于收集到的数据,我们可以建立一个数学模型来描述中国人口的增长情况。

常用的数学模型包括指数增长模型、Logistic增长模型等。

在本文中,我们以Logistic增长模型为例。

Logistic增长模型基于以下假设: 1. 人口增长率与当前人口数量成正比; 2. 当人口数量接近一定的上限时,人口增长率会逐渐减小。

Logistic增长模型的公式可以表示为:dP/dt = r*P*(1-P/K)其中,P表示人口数量,t表示时间,r表示人口增长率,K表示人口的上限。

参数估计为了应用Logistic增长模型进行人口预测,我们需要估计模型中的参数。

参数估计可以通过拟合历史数据来完成。

常用的参数估计方法包括最小二乘法、最大似然估计等。

模型验证一旦完成参数估计,我们可以使用模型预测未来的人口变化情况。

为了验证模型的准确性,我们可以将预测结果与实际观测数据进行比较。

如果预测结果与实际观测数据较为接近,说明模型具有较好的预测能力。

预测未来人口增长利用建立的数学模型和参数估计,我们可以进行未来人口增长的预测。

通过不同的假设和参数值,我们可以探讨不同因素对人口增长的影响。

例如,我们可以考虑不同的出生率和死亡率情况下的人口增长,或者研究不同人口政策下的人口增长趋势。

结论本文介绍了一种基于数学建模的方法,用于预测中国人口的增长情况。

数学建模人口模型人口预测

数学建模人口模型人口预测

关于计划生育政策调整对人口数量、结构及其影响的研究【摘要】本文着重于讨论两个问题:1、从目前中国人口现状出发,对于中国未来人口数量进行预测。

2、针对深圳市讨论单独二胎政策对未来人口数量、结构及其对教育、劳动力供给与就业、养老等方面的影响。

对于问题1从中国的实际情况和人口增长的特点出发,针对中国未来人口的老龄化、出生人口性别比以及乡村人口城镇化等,提出了Logistic、灰色预测、等方法进行建模预测。

首先,本文建立了Logistic阻滞增长模型,在最简单的假设下,依照中国人口的历史数据,运用线形最小二乘法对其进行拟合,对2014至2040年的人口数目进行了预测,得出在2040年时,中国人口有14.32亿。

在此模型中,由于并没有考虑人口的年龄、出生人数男女比例等因素,只是粗略的进行了预测,所以只对中短期人口做了预测,理论上很好,实用性不强,有一定的局限性。

然后,为了减少人口的出生和死亡这些随机事件对预测的影响,本文建立了GM(1,1)灰色预测模型,对2014至2040年的人口数目进行了预测,同时还用2002 至2013年的人口数据对模型进行了误差检验,结果表明,此模型的精度较高,适合中长期的预测,得出2040年时,中国人口有14.22亿。

与阻滞增长模型相同,本模型也没有考虑年龄一类的因素,只是做出了人口总数的预测,没有进一步深入。

对于问题2针对深圳市人口结构中非户籍人口比重大,流动人口多这一特点,我们采用了灰色GM(1,1)模型,通过matlab对深圳市自2001至2010年的数据进行拟合,发现其人口变化近似呈线性增长,线性相关系数高达0.99,我们就此认定其为线性相关并给出线性方程。

同理,针对其非户籍人口,我们进行matlab 拟合发现,其为非线性相关,并得出相关函数。

并做出了拟合函数X(t+1)= 17255.&041 977 - 1 653 1.2对于新政策的实施,我们做出了两个假设。

数学建模 之 人口模型

数学建模 之 人口模型

数学建模———关于人口增长的模型摘要:本文讨论了人口的增长问题,并预测出了2010、2020年的美国人口。

首先,我们给出了两种预测方法:第一,在假定人口增长率不变的情况下,建立指数增长模型;第二,假定人口增长率呈线性下降的情况下,建立阻滞增长模型。

对两种模型的求解,我们引入了微分方程。

其次,为了选择一种较好的预测方法,我们分别对两种模型进行了检验和讨论。

先列图表对预测值与真实值进行比较,然后定性的对模型进行讨论,最后一个阶段选择绝对误差、均方差和相关系数对两个模型的优劣进行定量的评价,选出最好的预测方法。

一、 问题的提出:人口问题是当前世界上人们最关心的问题之一,认识人口数量的变化规律,做出较为准确的预报,是有效控制人口增长前提,现根据下表给出的近两百模型一(指数增长模型)1、模型的提出背景:我们对所给的数据进行了认真仔细的分析之后,对其进行处理:将年份进行编号(i X ),人口数量计为(i Y ),以i X 为横坐标,以i Y 为纵坐标,建立直角坐标系。

然后将表格中所给的数据绘在直角坐标系中附表A ,我们发现这些点大体呈指数增长趋势固提出此模型。

附图A2、基本假设:人口的增长率是常数增长率——单位时间内人口增长率与当时人口之比。

故假设等价于:单位时间人口增长量与当时人口成正比。

设人口增长率为常数r 。

时刻t 的人口为X(t),并设X(t)可微,X(0)=X O由假设,对任意△t>0 ,有)()()(t rx tt x t t x =∆-∆+即:单位时间人口增长量=r ×当时人口数当△t 趋向于0时,上式两边取极限,即:o t →∆lim)()()(t rx tt x t t x =∆-∆+ 引入微分方程:)1( )0()(0⎪⎩⎪⎨⎧==x x t rx dtdx3、模型求解: 从(1)得rdt xdx= 两边求不定积分:c rt x +=ln∵t=0时0x x =,∴C x =0lnrt e x rt x x 00ln ln ln =+=∴rte x t x 0)(= (2) 当r>0时.表明人口按指数变化规律增长.备注; r 的确定方法:要用(4.2)式来预测人口,必须对其中的参数r 进行估计: 十年的增长率307.0ln 9.33.5==r,359.1307.0=e,则(2)式现为: t t x )359.1(9.3)(⨯=4、结论:由上函数可预测得:2010的人口为x(22):x(22)=3325.772020的人口为x(23):x(23)=4519.735、检验:根据所建立的指数模型预测1790以后近两百年的美国人口数量,在此6、模型讨论:由表可见,当人口数较少时,模型的预测结果与实际情况相差不大(不超过5%)。

毕业设计_数学建模论文中国人口增长预测

毕业设计_数学建模论文中国人口增长预测

中国人口增长预测摘要本文从中国人口的实际情况和人口增长的特点出发,根据题目和中国统计年鉴中的相关数据,建立了两个关于中国人口增长的数学模型,并对中国人口做出了分析和预测。

模型一:利用中国统计年鉴中 2000—2005 年人口的数据,运用灰色理论的基本原理建立 GM(1,1) 模型。

该模型利用离散数据列进行生态处理,建立动态的微分方程,对我国近5年、10年、20年的总人口分别进行了预测。

又根据中国人口城乡分布不同且总趋势也不同的特点,把全国人口分为城市人口、城镇人口、乡村人口三部分分别进行灰色预测。

结果表明,该模型较好的反映并预测中国人口短中期和长期的变化情况。

模型二:按人口年龄结构特征,将人口分为幼年(0—14岁)男女、中年(15—49岁)男女、老年(50岁以上)男女。

各年龄段的人口变化是由出生率、死亡率和转化为其他年龄段的转化人数决定的。

根据各年龄段人口数量变化特点,对各年龄段转化人数引入转化因子,改进马尔萨斯模型,附带出生率、死亡率、生育率、出生性别比率等约束条件,建立了新的具有年龄结构的人口增长模型。

结合我国人口的特点,运用已知数据和利用微分方程的数值解,预测出男性和女性幼年、中年、老年的人口数量。

可反映中国不同年龄结构的人口分布情况。

关键词:灰色预测;小误差频率;微分方程组;人口模型;转移因子一.问题重述中国是一个人口大国,人口问题始终是制约我国发展的关键因素之一。

因此人口预测的科学性、准确性是至关重要的。

英国人口学家马尔萨斯的人口指数增长模型和荷兰生物学家的Logistic模型都是经典的人口预测模型。

但是,影响中国人口的因素较多,人口结构较复杂,这些模型对人口预测很粗略,甚至是不准确的。

因此,我们要根据我国具体的人口结构现状(如老龄化进程加速)、人口的分布现状(如乡村人口城镇化)、人口比率现状(如出生人口性别比持续升高)等特点,来较准确、较具体地对中国人口进行预测,建立人口增长的数学模型,由此对中国人口中短期和长期增长趋势做出预测。

人口增长的预测(数学建模论文

人口增长的预测(数学建模论文

关键字:人口数平衡点方程模型运动预测曲线稳定增长人口一题目:请在人口增长的简单模型的基础上。

" (1)找到现有的描述人口增长,与控制人口增长的模型;" (2)深入分析现有的数学模型,并通过计算机进行仿真验证;" (3)选择一个你们认为较好的数学模型,并应用该模型对未来20年的某一地区或国家的人口作出有关预测;" (4)就人口增长模型给报刊写一篇文章,对控制人口的策略进行论述。

二摘要:本次建模是依照已知普查数据,利用Logistic模型,对中国人口的增长进行预测。

首先假设人口增长符合Logistic模型,即引入常数,用来表示自然环境条件所能容许的最大人口数。

并假设净增长率为,即净增长率随着人口数N(t)增长而减小,当N(t) 时,净增长率趋于零。

按照这个假设,。

用参数=3.0,r=0.0386, =1908, =14.5。

画出N=N(t)的图像,作为人口增长模型的一种近似。

做微分方程解的定性分析,求出N=N(t)的驻点和拐点,按照函数作图方法列出定性分析表,作出相轨迹的运动图。

当初始人口<时,方程的解单调递增到地趋向,这意味着如果使用Logistic模型描述人口增长,则人口发展地总趋势是渐增到最大人口数,因此可作为人口的预测值,也称谓平衡点。

用导数做稳定分析,为判断平衡点是否为稳定,可在平面上绘制f(x)的图象,然后像函数绘图那样,用导数进行定性分析,通过图看出人口数N(t)按时间是递增的,当人口数未达到饱和状态的时候,将逐渐地趋向,这意味着是稳定的平衡点。

按该模型,未来人口的数量将随着时间的演化,从初始状态出发达到极限状态,这样就给出了人口的未来预测。

三问题的提出1. Malthus模型英国统计学家Malthus(1766-1834)发现人口增长率是一个常数。

设t时刻人口为N(t),因为人口总数很大,可近似把N(t)当作连续变量处理。

Malthus的假设是:在人口的自然增长过程中,净相对增长率(出生率减去死亡率)是常数,即单位时间内人口的增长量与人口总数成正比。

人口预测建模论文

人口预测建模论文

中国人口增长预测模型摘要本文讨论中国人口增长预测的模型。

采用了确定性离散模型中的差分方程建模。

通过对影响人口增长的因素进行分析,我们建立了一个与时间有关的递推的差分方程模型。

与人口增长有关的因素我们分别给出了说明与预测。

对于生育率我们采用线性回归分析,拟合出生育率的线性函数。

对于死亡率及婴儿死亡率我们给出了一个递减的线性函数。

并对死亡率进行了分段。

考虑城镇迁移率对人口增长的影响是本文的亮点,通过收集迁移率资料的过程中我们发现,大多数迁移统计和人口普查所获得的迁移数据与中国人口迁移的实际水平有较明显的差距。

我们在建立漏报率估算的计量经济与线性拟合模型的基础上对城镇迁移率做出了很好的预测。

在考虑人口增长的时候分为城镇和乡村来计算,并且将每年迁移的人数很好的结合到了差分方程的模型中。

对于长期的人口预测,我们是在短期模型的基础上,加上一些确定的值为约束条件。

根据人数增长的历史以及更替水平周期上的曲线所确定的。

关键词:差分方程,城镇迁移率,线性回归一问题的重述中国是一个人口大国,人口问题始终是制约我国发展的关键因素之一。

根据已有数据,运用数学建模的方法,对中国人口做出分析和预测是一个重要问题。

近年来中国的人口发展出现了一些新的特点,例如,老龄化进程加速、出生人口性别比持续升高,以及乡村人口城镇化等因素,这些都影响着中国人口的增长。

2007年初发布的《国家人口发展战略研究报告》(附录1)还做出了进一步的分析。

关于中国人口问题已有多方面的研究,并积累了大量数据资料。

附录2就是从《中国人口统计年鉴》上收集到的部分数据。

试从中国的实际情况和人口增长的上述特点出发,参考附录2中的相关数据(也可以搜索相关文献和补充新的数据),建立中国人口增长的数学模型,并由此对中国人口增长的中短期和长期趋势做出预测;特别要指出你们模型中的优点与不足之处。

二模型假设1. 正式迁移和非正式迁移的漏报率是一样的。

2. 从五岁到六十岁的人群的死亡率保持不变。

数学建模论文-人口预测模型

数学建模论文-人口预测模型

中国人口预测模型摘要本文对人口预测的数学模型进行了研究。

首先,建立一次线性回归模型,灰色序列预测模型和逻辑斯蒂模型。

考虑到三种模型均具有各自的局限性,又用加权法建立了熵权组合模型,并给出了使预测误差最小的三个预测模型的加权系数,用该模型对人口数量进行预测,得到的结果如下:其次,建立Leslie人口模型,充分反映了生育率、死亡率、年龄结构、男女比例等影响人口增长的因素,并利用以1年为分组长度方式和以5年为负指数函数,并给出了反映城乡人口迁移的人口转移向量。

最后我们BP神经网络模型检验以上模型的正确性关键字:一次线性回归灰色序列预测逻辑斯蒂模型Leslie人口模型BP神经网络一、问题重述1. 背景人口增长预测是随着社会经济发展而提出来的。

在过去的几千年里,由于人类社会生产力水平低,生产发展缓慢,人口变动和增长也不明显,生产自给自足或进行简单的以货易货,因而对未来人口发展变化的研究并不重要,根本不用进行人口增长预测。

而当今社会,经济发展迅速,生产力达到空前水平,这时的生产不仅为了满足个人需求,还要面向社会的需求,所以必须了解供求关系的未来趋势。

而人口增长预测是对未来进行预测的各环节中的一个重要方面。

准确地预测未来人口的发展趋势,制定合理的人口规划和人口布局方案具有重大的理论意义和实用意义。

2. 问题人口增长预测有短期、中期、长期预测之分,而各个国家和地区要根据实际情况进行短期、中期、长期的人口预测。

例如,中国人口预期寿命约为70岁左右,因此,长期人口预测最好预测到70年以后,中期40—50年,短期可以是5年、10年或20年。

根据2007年初发布的《国家人口发展战略研究报告》(附录一)及《中国人口年鉴》收集的数据(附录二),再结合中国的国情特点,如老龄化进程加速,人口性别比升高,乡村人口城镇化等因素,建立合理的关于中国人口增长的数学模型,并利用此模型对中国人口增长的中短期和长期趋势做出预测,同时指出此模型的合理性和局限性。

数学建模论文(人口预报问题)

数学建模论文(人口预报问题)

数学建模论文人口预报问题实验组员:肖育鑫, 蒋忠炳,陈昶实验组长:陈昶实验指导:许志军老师2010年4月5日一、摘要 (3)二、问题重述 (3)三、模型假设 (4)四、分析与建立模型 (5)五、模型求解 (5)六、模型检验 (7)七、模型分析讨论及推广 (10)八、参考文献 (10)九、附录 (10)人口预报问题一、摘要人口是人类最为关心的问题之一,认识人口数量的变化规律,做出较为准确的预测,在现实社会有很大的作用,是帮住有效地控制人口增长的前提。

对于人口问题,我们可通过建立指数增长模型(马尔萨斯人口模型)和阻滞增长模型(logistic模型)分别对人口进行预算,据经验,建立logistic模型求解预测更加精确。

建立中国人口增长的数学模型,并由此对中国人口增长的中短期和长期趋势做出预测对未来的一段时期的人口结构作出总结性的结论,同时对两个模型作出一个总体的评价。

关键字指数增长阻滞增长模型人口模型二、问题重述表1-1 江苏省人口统计数据上表给出了江苏省1981年到2001年共21的人口数据,以1981 作为起始年,建立:(1)建立江苏省人口的指数增长模型(马尔萨斯人口模型),并 利用该模型进行人口预测,与上表的实际人口数据进行比较,并 计算其误差大小。

(2)建立江苏省人口的阻增长模型(logistic 模型),并利用 该模型进行人口预测,与上表的实际人口数据进行比较,并计算 其误差大小。

三、模型假设(1)对于问题一:①假设人口增长率r 是常数(或单位时间内人口增长量与当时人口呈正比);②假设人口平稳增长,无大型自然灾害、战争等因素影响; ③假设时刻t 的人口函数是连续可导的;④其中我们假设t 表示年份,r 表示人口增长率,x 表示人口数量。

(2)对于问题二:①假设人口增长率r 为人口x(t)的函数r(x)(减函数),最简单地可假设(),,0r x r sx r s =->(线性函数),r 叫做固有增长率; ②自然资源和环境条件年容纳的最大人口容量为m x ; ③假设在时刻t ,人口增长的速率与当时人口数成正比;④其中我们假设t 表示年份,r 表示人口增产率,x 表示人口数量。

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中国人口预测模型摘要本文对人口预测的数学模型进行了研究。

首先,建立一次线性回归模型,灰色序列预测模型和逻辑斯蒂模型。

考虑到三种模型均具有各自的局限性,又用加权法建立了熵权组合模型,并给出了使预测误差最小的三个预测模型的加权系数,用该模型对人口数量进行预测,得到的结果如下:其次,建立Leslie人口模型,充分反映了生育率、死亡率、年龄结构、男女比例等影响人口增长的因素,并利用以1年为分组长度方式和以5年为负指数函数,并给出了反映城乡人口迁移的人口转移向量。

最后我们BP神经网络模型检验以上模型的正确性关键字:一次线性回归灰色序列预测逻辑斯蒂模型Leslie人口模型BP神经网络一、问题重述1. 背景人口增长预测是随着社会经济发展而提出来的。

在过去的几千年里,由于人类社会生产力水平低,生产发展缓慢,人口变动和增长也不明显,生产自给自足或进行简单的以货易货,因而对未来人口发展变化的研究并不重要,根本不用进行人口增长预测。

而当今社会,经济发展迅速,生产力达到空前水平,这时的生产不仅为了满足个人需求,还要面向社会的需求,所以必须了解供求关系的未来趋势。

而人口增长预测是对未来进行预测的各环节中的一个重要方面。

准确地预测未来人口的发展趋势,制定合理的人口规划和人口布局方案具有重大的理论意义和实用意义。

2. 问题人口增长预测有短期、中期、长期预测之分,而各个国家和地区要根据实际情况进行短期、中期、长期的人口预测。

例如,中国人口预期寿命约为70岁左右,因此,长期人口预测最好预测到70年以后,中期40—50年,短期可以是5年、10年或20年。

根据2007年初发布的《国家人口发展战略研究报告》(附录一)及《中国人口年鉴》收集的数据(附录二),再结合中国的国情特点,如老龄化进程加速,人口性别比升高,乡村人口城镇化等因素,建立合理的关于中国人口增长的数学模型,并利用此模型对中国人口增长的中短期和长期趋势做出预测,同时指出此模型的合理性和局限性。

二、问题的基本假设及符号说明问题假设1.假设本问题所使用的数据均真实有效,具有统计分析价值。

2.假设本问题所研究的是一个封闭系统,也就是说不考虑我国与其它国家的人口迁移问题。

3.不考虑战争 瘟疫等突发事件的影响4.在对人口进行分段处理时,假设同一年龄段的人死亡率相同,同一年龄段的育龄妇女生育率相同。

5.假设各年龄段的育龄妇女生育率呈正态分布6.人类的生育观念不发生太大改变,如没有集体不愿生小孩的想法。

7.中国各地各民族的人口政策相同。

符号说明()i a t --------------------第t 时间区间内第i 个年龄段人口总数()i c t --------------------第t 时间区间内第i 个年龄段人口总数占总人口的比例 ()k i c t --------------------第t 时间区间内第i 个年龄段中第k 年龄值人口总数占总人口的比例()A t --------------------第t 时间区间内各年龄段人口总数的向量()P t --------------------第t 时间区间各年龄段人口总数向量转移矩阵 ()i b t -------------------第t 时间区间内第i 个年龄段人的生育率 ()i d t -------------------第t 时间区间内第i 个年龄段人的死亡率()k i d t -----------------第t 时间区间内第i 个年龄段中第k 年龄值的死亡率()i s t -------------------第t 时间区间内第i 个年龄段人的存活率()h t --------------------- 第t 时间区间男性人数与女性人数的比值 ()i e t ---------------------第t 时间区间内第i 个年龄段育龄妇女的生育率m---------------------------每个年龄段上年龄值的数目三 问题分析本问题是一个关于人口预测的问题,与以往不同,本问题需要根据中国特殊的国情去研究,我们根据对问题的分析并结合实际情况认为对人口产生主要影响的因素有以下四个:生育率、死亡率、年龄结构、男女比例。

在这里需要说明的是对于人口产生影响的一些因素,如经济发展状况,生态环境情况、已婚夫妇对生育所持的态度、医疗技术的发展等,我们认为它们对人口的增长是通过作用于以上四个指标而间接发挥作用的。

而对于诸如战争爆发、疾病流行等突发因素,由于其不可预测性,我们不考虑1.生育率生育率代表育龄妇女生育人口的能力,从一定意义上讲生育率的高低控制着人口增长率高低,通常来说生育率越高人口增长率越高,所以说生育率是人口增长的源头。

生育率的影响因素很多,首先是年龄因素,不同年龄段的育龄妇女的生育率不同,通常20岁至30岁的育龄妇女的生育率最强;此外是地域因素,受政策因素、观念认识、周边环境等影响乡村育龄妇女的生育率高于城市育龄妇女的生育率;还有其它因素的影响,比如大规模疾病会降低育龄妇女的生育率。

2.死亡率死亡率表示一定时期内一个人口群体中死亡的人数占该人口群体的比值,和生育率一样死亡率的高低同样控制着人口增长率高低,如果说生育率是人口增长的源头,则死亡率是人口增长的汇点。

同样影响死亡率的因素很多,首先不同年龄段的死亡率不同,通常老年人和刚出生的婴儿的死亡率较高;从长远来看,随着医疗水平的提高,整个人口群体的死亡率将会成下降趋势;此外一些突发事件,如战争、疾病等,将会使使那一段的人口死亡率大幅度提高。

3.年龄结构年龄结构反映了总体人口在各年龄段分布情况,年龄结构蕴涵的信息量很大,从其中我们可以实现对很多问题的分析,比如从年龄结构我们可以分析出社会的老年化程度,此外从年龄结构我们可以判断出不同时间段人口出生的情况,比如年龄结构不仅反映了总体人口在各年龄段分布情况,而且考虑到不同年龄段人口生育率、死亡率不同等情况,我们可以在年龄结构中有效反映这些差异4.男女比例男女比例反映了总体人口中男性与女性人数的比较关系,男女比例值能反映出体人口中男性与女性人数是否协调,男女比例主要受男女出生比和男女死亡率的影响,男女出生比正常范围在103-107,也就是说出生100个女儿的同时会有103 —107个男儿出生,但是在现实社会中,女性死亡率低于男性,所以男性与女性人数大致相等,社会维持在一个稳定状态。

但目前我国男女出生比超过110,这不仅将导致男女比例失调,还会对人口的预测产生影响,所以在人口预测时必须将男女比例问题考虑进去。

考虑到人口预测分为中短期预测和长期预测,两类预测因为涉及的时间长短不同,所以考虑的因素不同,采用的方法不同。

对于中短期预测,我们假设生育率、死亡率、年龄结构、男女比例均维持在同一稳定水平,这样我们采用方法有很多,。

对于长期预测,我们需要考虑生育率、死亡率、年龄结构、男女比例等因素随时间变化,此外城乡人口迁移对城乡人口结构产生影响,尽管以上因素短期内积累效应较小,但在长期中必须考虑。

在预测方法上我们选用了基于以往人口数据的一次线性回归,灰色、时间序列预测,逻辑斯蒂模型和基于年龄结构并生育率、死亡率随时间Leslie人口模型四数学模型4.1.熵权组合模型有关于人口增长预测的模型很多,比如灰色GM (1,1),移动平均数法,指数平滑法,一元线型回归,马尔萨斯人口模型,宋健人口模型等等,但是每种预测方法的精度往往也不同。

组合模型和单个模型比起来,具有较高的预测精度,组合预测的关键就在于确定各个预测方法的权重。

本文将从一个新的角度进行研究,即从信息论的观点出发,根据各个体预测方法误差指标的信息熵,确定组合预测模型的权重,进行人口组合预测模型。

本文选用了一元线性回归法,逻辑斯蒂模型法,灰色GM (1,1)模型法对中国人口增长进行预测。

而1978至2005年的数据见本文表一。

.4..1.1灰色预测模型 1.模型建立灰色系统是指部分信息已知,部分信息未知的系统。

灰色系统的理论实质是将无规律的原始数据进行累加生成数列,再重新建模。

由于生成的模型得到的数据通过累加生成的逆运算――累减生成得到还原模型,再有还原模型作为预测模型。

预测模型,是拟合参数模型,通过原始数据累加生成,得到规律性较强的序列,用函数曲线去拟合得到预测值。

灰色预测模型建立过程如下:1) 设原始数据序列()0X 有n 个观察值,()()()()()()(){}n X X X X 0000,...,2,1=,通过累加生成新序列 ()()()()()()(){}n X X X X 1111,...,2,1=,利用新生成的序列()1X 去拟和函数曲线。

2) 利用拟合出来的函数,求出新生序列()1X 的预测值序列(1)X 3) 利用(0)(1)(1)()()(1)X k X k X k =--累减还原:得到灰色预测值序列: ()()(){}00001,2,...,X X X X n m =+ (共n +m 个,m 个为未来的预测值)。

将序列()0X 分为0Y 和0Z ,其中0Y 反映()0X 的确定性增长趋势,0Z 反映()0X 的平稳周期变化趋势。

利用灰色GM (1,1)模型对()0X 序列的确定增长趋势进行预测 2 模型求解根据2006全国统计年鉴数据整理得到全国历年年度人口统计表如表1.根据上述数据,建立含有20个观察值原始数据序列()0X :()[]09625998705105851112704127627128453129988130756X =利用Matlab 软件对原是数列()0X 进行一次累加,得到新数列为()1X ,如表2:表2:新数列()1X 误差和误差率1、利用表2,拟合函数,如下:0.011624(1)92800439183784t x t e +=-2、精度检验值c =0.3067 (很好) P =0.9474 (好)3、得到未来20年的预测值:4.1.2一元线性回归法根据表一中的数据,本文建立一元线性回归模型Y a bX =+进行预测;Y 为人口数 单位:万人 X 为年份。

利用Matlab 软件,用麦夸特法进行回归拟合,得到拟核值及回归方程,如下:102974.50531572.3805Y X =+ 相关系数:R =0.93594.1.3 逻辑斯蒂模型(Logistic growth model )考虑自然资源和环境对人口的影响,并以m N 记自然资源和环境条件所能允许的最大人口数。

把人口增长的速率除以当时的人口数称为人口的净增长率。

如果人口的净增长率随着)(t N 的增加而减小,且当m N t N →)(时,净增长率趋于零。

因此人口方程可写成)())(1()(t N N t N r dt t dN m-= 其中r 为常数,此模型就叫逻辑斯蒂模型。

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