期刊信息
主办:中国动物学会;中国科学院动物研究所
主管:中国科学院
ISSN:0250-3263
CN:11-1830/Q
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.467105
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(1992版);北大核心期刊(1996版);北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);农业与生物科学研究中心文摘;化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:生物学
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研究报告
基于季节分解和长短期记忆的北京市鸡蛋价格预(8)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】输入层和输出层:本次研究用前6个月的数据预测未来1个月的价格数据。输入变量分别依次为鸡蛋价格的趋势成分和剩余成分;输出层输出变量个数为下个
输入层和输出层:本次研究用前6个月的数据预测未来1个月的价格数据。输入变量分别依次为鸡蛋价格的趋势成分和剩余成分;输出层输出变量个数为下个月单个变量。因此,输入层和输出层神经元个数为1。
隐藏层:关于如何选取隐藏层层数及其神经元数,目前还没有普遍被认可的方法。一般认为,通过增加隐藏层神经元数来获得较低的误差,要比增加隐藏层数更易实现。考虑到本次研究数据序列的长度,本次选用2个隐藏层,同时每层设置50个神经元,共计100个神经元。
参数设置:当训练次数为100时,模型的损失基本不在下降。因此,训练次数为100;损失函数选择较为常用的均方误差(mse)函数;优化器选择Adam 算法,该算法实现简单,计算效率高,内存需求小。
2.4 多步预测的迭代策略
分别以1、3和6个月的时间步长进行试验,因此需要建立一个多步预测的LSTM模型。迭代策略是多步预测模型中最为常见的一种策略,并且该策略已经广泛应用到各领域的预测中[53-55]。
以鸡蛋价格趋势分量(t=1、2、3...n)为例进行多步预测,步骤如下:
1)通过最小化样本内均方误差来训练单步(i=1)预测的LSTM模型。使用趋势序列(,,...,,)的历史观察值,预测出t+1时刻的预测值:;
2)将作为历史观察值组成新的预测变量(,...,,,),进而获取两步预测值:;
3)将作为历史观察值组成新的预测变量(,...,,,,),获取三步预测值:;
以此类推,可以进行多步长预测,以获取多步预测值。
3 结果与分析
3.1 鸡蛋价格波动特征
鸡蛋价格的季节性序列显示了“春低秋高”的季节性特征,并呈现出为期12个月左右的循环周期(图4)。具体表现为每年的鸡蛋价格在春季(3、4月)一般为全年的最低值,随后5月份开始回升,并且一般在在秋季(9、10月)达到全年的最高值,11月份再次下降,12月份到次年1月份小幅度回升后下降。如此循环往复,呈现出为期12个月左右的季节波动周期。蛋鸡产蛋的季节性规律是鸡蛋价格季节性波动的重要原因。春季温度和湿度较为适宜蛋鸡的生产,此时蛋鸡生产效率提升,市场上鸡蛋供给逐步上升,使得鸡蛋价格开始下降。6月份左右气温升高鸡蛋产量开始减少,加之下半年节假日对于鸡蛋消费需求的刺激,使得市场上鸡蛋价格开始回升。
鸡蛋价格的趋势序列反映了剔除鸡蛋价格季节性成分和剩余成分后鸡蛋价格长期变动的真实趋势。从趋势序列可以看出,2000年以来鸡蛋价格趋势序列整体呈现出明显的上升趋势,上升幅度约为132.14%。但是2014年之后鸡蛋价格趋势序列上升趋势不明显,而是经历小幅下降之后再次上升。鸡蛋价格的长期趋势呈现为上升曲线主要原因为:中国经济社会的快速发展,人民收入水平不断提高,对鸡蛋的消费需求随之增加;蛋鸡养殖所用的人工、饲料、土地和水电等价格成本提高。
鸡蛋价格剩余成分序列波动表现出随机性,且波动幅度有所增大。鸡蛋价格剩余成分序列与季节序列不同,并未表现出明显的规律性,上下波动起伏不定。2000年以来大幅异常价格波动主要发生在2003、2011以及2014年前后。2003年SARS疫情、2010年甲型H1N1型流感以及2013年H7N9禽流感是造成鸡蛋价格大幅异常波动的主要原因。疫情爆发首先引起消费者对鸡蛋需求的下降和鸡蛋价格的大幅下跌,然后蛋鸡养殖行业整体亏损,养殖户补栏减少甚至退出蛋鸡养殖行业,导致蛋鸡存栏的减少和鸡蛋产能大幅下降,导致鸡蛋的生产供给与市场需求存在偏差,最终使得鸡蛋价格出现异常价格波动。
图4 鸡蛋价格序列分解结果Fig.4 The decomposition results of egg price series
3.2 鸡蛋价格波动来源
总体而言,趋势成分是鸡蛋价格波动的主要贡献因素。通过计算协方差,可以进一步分析趋势成分、季节成分和剩余成分对鸡蛋价格波动的贡献率。
根据式(4)所得结果进行协方差计算,各成分贡献率为
鸡蛋价格各分量波动贡献率如表1所示。各成分横向对比来看,趋势成分一直是鸡蛋价格波动的主要贡献因素,季节成分的贡献率次之,剩余成分对鸡蛋价格波动的长期影响相对较小;时间纵向对比来看,趋势成分对于鸡蛋价格波动的贡献率在逐渐下降,季节和剩余成分对鸡蛋价格波动的贡献率在上升。
表1 各分量对鸡蛋价格波动的贡献率Table 1 Contribution rate of each component to egg price fluctuation %时间Time趋势分量Trend 季节分量Seasonal剩余分量Remainder 2000-01— 2006-01— 2013-01—
文章来源:《动物学杂志》 网址: http://www.dwxzzzz.cn/qikandaodu/2021/0114/457.html