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研究报告生数学建模_房地产行业的数学模型.doc
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研究报告生数学建模_房地产行业的数学模型.doc
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题 目 房地产行业的数学模型
摘 要:
本文以商品房为例,建立了房地产行业住房需求的 BP 神经网络模型、住房
供给的 GM(1,1)模型、房地产行业与国民经济其他行业关系的灰色关联度模
型和房价预测的 Markov 模型.
对于住房需求问题,选取商品房年度销售面积作为反映住房需求的指标,把
年底城镇总人口数等七个变量作为影响需求的因素,建立了 BP 神经网络模型,
对住房需求进展了很好的预测.
对于住房供给问题,选取商品房年竣工面积作为商品房当年的供给量,建立
了 GM(1,1)模型,并用残差、关联度和后验差对所得的模型进展了检验,最后对
全国房地产市场 2011-2015 年的商品房年竣工面积进展了合理预测.
对于房地产行业与国民经济其他行业关系问题,运用灰色关联度分析和信
息熵对全国房地产市场与其他行业的关联度进展了定量分析,并按其关联性的
强弱进展了排序.
对于房价预测问题,首先用三次插值多项式对 1991-2009 年商品房年销售
价格进展模拟,运用 Markov 过程得到状态转移概率矩阵,建立了 Markov 模型,
并对 2010 年的商品房年销售价格进展了预测.
然后通过房地产开发综合景气指数的变化对我国近几年房地产市场的开展
态势进展了分析,再用房屋销售价格环比指数对房地产政策的成效进展了评价,
提出了房地产政策严厉度对政策的严厉性进展量化.
最后,对模型的优缺点进展了分析,并对模型进展了评价.
关键词:BP 神经网络 GM(1,1) 灰色关联度 Markov 预测
一、问题重述
房地产行业既是国民经济的支柱产业之一,又是与人民生活密切相关的行
业之一,同时自身也是一个庞大的系统,该系统的状态和开展对国民经济的整个
态势和全国人民的生活水平影响很大.近年来,我国房地产业开展迅速,不仅为整
个国民经济的开展做出了奉献,而且为改善我国百姓居住条件发挥了决定性作
用.但同时房地产业也面临较为严峻的问题和挑战,引起诸多争议,各方都坚持自
己的观点,然而多是从政策层面、心理层面和资金层面等因素来考虑,定性分析
多于定量分析.显然从系统的高度认清当前房地产行业的态势、从定量角度把
握各指标之间的数量关系、依据较为准确的预见对房地产行业进展有效地调控、
深刻认识房地产行业的经济规律进而实现可持续开展是解决问题的 有效途径.
因此通过建立数学模型研究我国房地产问题是一个值得探索的方向.
利用附录中提供的及可以查找到的资料建立房地产行业的数学模型,建议
包括
1. 住房需求模型;
2. 住房供给模型;
3. 房地产行业与国民经济其他行业关系模型;
4. 对我国房地产行业态势分析模型;
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5. 房地产行业可持续开展模型;
6. 房价模型等.
并利用模型进展分析,量化研究该行业当前的态势、未来的趋势,模拟房地
产行业经济调控策略的成效.希望在深化认识上取得进步,产生假设干结论和观
点.如果仅就其中几个问题建立模型也是适宜的,对利用附件给的 XX 市的数据
建模并进展分析同样鼓励.
研究房地产问题并不需要很多、很深的专业知识,问题也不难理解.作者也
完全可以独立自主地提出自己希望解决的房地产中的新问题,建立相应的数学
模型予以解决,所建的每个模型要系统、深入,至少应该自成兼容系统,数据可靠,
结论和观点有较多的数据支撑、有较强的说服力、有实际应用价值.
二、模型假设
1. 城镇房地产市场是中国房地产行业的主要局部;
2. 商品房本年竣工面积作为商品房当年的供给量;
3. 近期没有经济危机影响房地产行业.
三、符号说明
符号 符号说明
影响住房需求的因素
商品房年销售面积的原始序列值
商品房年销售面积的估计序列值
商品房年竣工面积的原始序列值
商品房年竣工面积的估计序列值
商品房年竣工面积原始值的累加生成序列
原始序列 与估计序列 的绝对误差
原始序列 与估计序列 的相对误差
关联度系数
分辨率
关联度
原始序列 的均值
绝对误差 的均值
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方差
方差比
小误差概率
参考序列与比拟序列的绝对差值
信息熵
评价指标的熵权
商品房年销售价格
商品房年销售价格预测值
状态区域
状态转移矩阵
房地产政策的严厉度
四、模型的建立与求解
房地产行业是一个庞大的系统,可以从微观和宏观两个角度进展分析,其中住
房是房地产行业的核心局部.从微观角度看,房地产市场上存在住房需求与住房供
给的经济运动.从宏观角度看,房地产行业作为国民经济的支柱产业,与整个国家的
经济开展密切相关,政府的调控政策对房地产市场的开展也会产生一定影响.以下
用住房需求、住房供给、房地产行业与国民经济其他行业关系和房价预测四个模
型对房地产业进展分析.
1. 住房需求模型
本节以商品房的住房需求为例,构建BP神经网络模型,并利用Matlab神经网络
工具箱中的相关函数对住房需求进展预测.
选取商品房本年销售面积 作为反映住房需求的指标,把年底城镇总人
口数 、城镇家庭平均每人可支配收入 、人均国生产总值(现价) 、城镇
新建住宅面积 、城镇固定资产投资 、城镇储蓄存款 和城镇家庭平均每
人全年实际收入 七个变量作为影响住房需求的因素 (具体数据见附录) .其中
人是住房的最终消费者,人口数量的增长必然会对住房的需求提出更高的要求,
所以人口数量是决定住房需求的根本因素.城镇人均可支配收入指城镇居民家
庭人均可用于最终消费支出和其它非义务性支出以及储蓄的总和,即居民家庭
可以用来自由支配的收入,它从购置力方面影响住房需求.人均国生产总值是一
个国家核算期实现的国生产总值与这个国家的常住人口的比值,是衡量人民生
活水平的一个标准,它从宏观层面影响住房需求.城镇新建住宅面积和城镇固定
资产投资反映了国家的城镇化水平,是城镇吸引力的表达,具有较强吸引力的城
镇会吸引周边地区乃至全国围的住房购置需求. 城镇储蓄存款和城镇家庭平均
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每人全年实际收入反映了城镇家庭拥有财富的能力.购置住房就需要支出,所以
住房需求受制于家庭的收入.
神经网络是一种模仿人脑构造及其功能的信息处理方法,它通过对样本数据的
反复训练实现对未知信息的推理.由于神经网络对数据没有特殊的要求,输出结果
能够到达很高的精度,且非常适合用于预测.其预测原理为神经网络的训练是根据
样本数据反复进展的,训练过程中,处理单元对数据进展汇总和转换,它们之间的连
接被赋予不同的权值.当输出的结果在指定的精度级别上与结果相吻合时,对网络
的训练就不再进展.通过对神经网络的训练和学习,使网络可以总结出在的规律,
从而对输出变量进展预测.
本节所创立的 BP 神经网络的指标分别取:学习速率选取为 0.01,网络输入
变量为 7,隐藏层神经元的个数选为 13,网络输出误差精度设为 0.001.
[1]
该神
经网络图 1 所示.
图 1 神经网络图
假定输入层的第 个节点得到的输入为 ,输入到隐藏层的第 个节点的那
么 为 这 些 值 的 加 权 平 均 , 最 终 通 过 传 输 函 数 从 输 出 层 输 出
, 为隐藏层神经元的阈值.
由于原始数据的单位不同,造成了指标量纲不统一的情况.为了加快网络的
收敛速度,在训练前对数据做了标准化变换.标准化准那么为
其中 , .
采用Levenberg-Marquardt算法对数据进展训练,由下面的训练结果图可以
看 出 , 网 络 训 练 6 次 后 即 可 到 达 误 差 要 求 , 预 测 值 的 均 方 误 差 到 达 了
0.000054175,预测效果较好.
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输入层
隐藏层
输出层
商品房本年销售面积
年底城镇总人口数
城镇人均可支配收入
人均国内生产总值
城镇新建住宅面积
城镇固定资产投资
城镇居民储蓄存款
城镇人均实际收入
- -
图 2 训练结果图
下面对给定的商品房年销售面积的原始序列
进展估计,得出的估计值 如表 1:
表1 销售面积的原始序列及估计序列(单位:万平方米)
年度
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
原始序列
3025.5 4288.9 6688 7230 7906 7900 9010
估计序列
3703.3 5189.4 7660 8268 8731 8762 9684
年度
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
原始序列
12185 14557 18637 22412 26808 33718 38232
估计序列
12767 14875 18729 22209 26337 33241 37544
年度
2005 2006 2007 2008 2009 2010
原始序列
55486 61857 77355 65970 94755 104349
估计序列
54018 60408 75839 65290 92490 100744
图 3 展示了商品房年销售面积的原始序列及估计序列的曲线,从图中可以看
出两个序列的拟合程度较高.
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资源评论
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gjmm89
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