基于Bayesian-Ridge模型的煤炭企业净资产收益率影响因素.pdf

第 卷 第 期 年 月 黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 .基于 模型的煤炭企业净资产收益率影响因素谭旭红 王朕卿(.黑龙江科技大学 哈尔滨 .黑龙江科技大学 管理学院 哈尔滨)摘 要:为评估各因素对净资产收益的影响程度以 年我国上市煤炭企业的相关数据为研究样本基于机器学习中的 模型进行训练分析各自变量对因变量的影响程度并与传统 模型进行对比 实验结果表明:在影响因素权重大小方面 模型与 模型均显示经营负债比率对净资产收益率影响最大其次是国有持股比例和营业利润率在方法层面随样本点数据增加 模型可降低先验分布的影响 模型决定系数 为.高于 模型的.在该问题研究中 模型优于 模型关键词:煤炭企业 净资产收益率 模型 模型 因子权重:./.中图分类号:.文章编号:()文献标志码:(.):.:收稿日期:第一作者简介:谭旭红()女黑龙江省勃利人教授博士后研究方向:企业管理:.引 言煤炭行业的发展一直受到社会各界的关注其中煤炭企业的净资产收益率等指标备受社会各界重视 为促进我国煤炭行业的高质量发展需要对煤炭行业进行多维度分析以及开展大量的实证研究从而提升煤炭企业的创新力这里需要重点关注国有资本在煤炭企业中的地位同时需要不断降低经营负债比率提升净资产收益率自 世纪以来国内外学者对煤炭企业中影响净资产收益率的因素做过大量研究 等主要通过考察煤炭市场实际需求从而推导与煤炭企业的资产收益率之间的关系 等则认为在欧美国家中要提升煤炭企业的资产收益率需要对当地的环境法规及该国的政策做深入调查 国内学者主要从我国煤炭企业发展现状和影响煤炭企业收益率的各因素之间的关系权重等方向进行实证研究 陈梦等采用 和状态空间模型对中国煤炭价格影响因素进行实证分析表明中国煤炭的价格受产能、市场等因素影响并且煤炭的价格直接关乎着该企业的经济效益 王晓磊运用 模型分析煤炭企业的投资效率具有良好的效果并总结出煤炭企业的投资效率受企业的营业收入、负债率等因素影响较大 袁显平等认为煤炭企业最关注的净资产收益率问题受很多因素影响其中国有资本占比是一个重要因素 章激扬等通过对新能源车企的实证分析得出企业的经营负债率、营业利润率对企业的收益率有很大影响随着机器学习理论与技术的不断发展不少学者将机器学习与检验融入到煤炭企业的研究中 谭云等通过建立机器学习模型计算自变量的权重从而分析自变量对因变量的影响取得显著效果 张倩倩等通过建立多种机器学习模型分析煤炭行业产能过剩影响因子其中包含 模型并且预测的结果与实际的结果相差不大取得良好的效果 陈翔等基于物联网流量数据采用了贝叶斯岭回归模型预测该模型可以优化输出权重的估计方式同时也减小了算法受到异常值的影响有效地提升了算法的鲁棒性 王蓉华等认为在影响因素权重分析过后需要计算主要影响因素的置信区间从而判断变量的显著性这样更加符合实际应用 法子薇等在对煤炭行业风险预控管理体系干预效应实证研究中表明需要对数据之间的共线性识别从而来减少计算资源的消耗 马源莉等在研究多维度回归过程中认为计算变量的置信区间非常重要可以对该变量的显著性得以判断从而加以利用综上所述学者们从多角度分析影响因素并评估其对企业净资产收益率的重要性实证论证时相比较机器学习方法通常选择效果更好的 模型 而笔者选择运用机器学习中的 模型进行探索研究并与 模型进行对比实验以煤炭企业的净资产收益率作为因变量以国有股持股比例、经营负债比率、营业利润率、长期负债比率、资产总计等指标作为自变量 通过对模型的训练应用从而更准确地评估各自变量因素对净资产收益率的影响 预测模型的构建.模型 模型是拟合一个带有回归系数的 ()使得数据的实际观测值和线性近似预测的预测值之间的残差平方和最小的一个线性模型 模型优化目标函数为()()式中、变量指标式()与 模型和 模型类似只是目标函数有些许变化 模型(图)和 模型可以直接手解出来但是加入 之后 的目标函数是无法有一个明确的公式表述图 模型回归.模型中最为重要的一个假设是残差需要服从零均值同方差的分布假设否则 模型并不能保证较好的拟合效果.模型为解决 模型中存在的一些问题 模第 期谭旭红等:基于 模型的煤炭企业净资产收益率影响因素型对系数的大小施加惩罚 岭系数最小化一个带惩罚项的残差平方和公式为()()式中 控制收缩量的复杂性参数由式()可知 值越大收缩量越大这样系数对共线性的鲁棒性就更强 回归使用具有 范数的正则化 而 回归是一种以概率术语定义的回归模型需要确切的先验概率分布来进行回归 先验概率的选择可以具有正则化效果例如对系数使用拉普拉斯先验等效于 正则化 但是先验概率的选择并不完全等同于正则化因为 回归是一种回归模型而 方法是定义和估计可应用于不同模型的统计模型的通用方法 回归模型表达式为()()在加入 设定之后可以利用 理论来估计后验分布分布表达式为()()()()回归意味着假设参数为正态似然和正态先验 去掉归一化常数后正态分布的对数密度函数为()()()式中:、正态分布的参数 常数然后最大化正常对数似然使用正常先验相当于最小化平方损失公式为()()相比于 模型 模型的优势在于可以将模型的不确定性进行量化且随数据点增加似然会降低先验的影响模型会变得更少犯错.边缘似然函数检验给出一组独立同分布的数据点 ()()其中 是一个通过分布描述的随机变量即 ()那么概率为(/)(/)(/)()若联合参数 ()为目标参数 为其他参数如果 服从概率分布那么通常可以通过边缘化 来考虑 的似然函数表达式为()(/)(/)(/)()影响因素分析.构建主要变量在分析上市公司经营情况时选取的指标常包括净资产收益率、经营负债比率、营业利润率、长期负债比率、主营收入增长率、资产负债率等 分析国有企业资产收益率时需充分考虑企业股权结构其中国有股持股比例是重要影响因素 在针对能源型企业的收益率影响分析的同时还需对该行业的营业利润率、资产总计、总资产周转率、所有者权益合计等因素进行综合考虑分析文中选取国泰安数据库 年我国上市煤炭企业数据作为初始研究样本剔除、企业与部分极端数据企业后最终获得 个样本值 将净资产收益率 作为被解释变量反映了企业自有资本获得净收益的能力其数值越高说明企业投资带来的收益越高价值也越高 在现有研究中该指标通常作为衡量企业绩效、判断企业经营成果的重要指标已有研究证明对净资产收益率的影响是多方面的、多角度的 文中将国有股持股比例、经营负债比率、营业利润率、长期负债比率、主营收入增长率、资产负债率、资产总计、总资产周转率、所有者权益 作为核心解释变量目的在于多方面反映企业的股权结构和经营活动的能力涵盖更多方面得出较为准确的影响因子由描述性统计分析可知所选取的样本较不稳定 为不影响回归参数的估计对所选取的净资产收益率数据进行了异常值剔除 样本数据结构如表 所示表 主要变量描述性统计 数值最大值.最小值.均值.数值最大值.最小值.均值.变量标准化及热力图为避免某些变量数值过大或存在极端分布影响系数估计的准确性对所有变量进行标准化并绘制热力图如图 所示黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 第 卷图 与、关系热力图.图 与、关系热力图.图 与、关系热力图.相比之下标准化后的数据呈现出较为规律的分布 可以看出对于某些变量例如图、图 和图 值在某个 值下的分布会更为广泛其中一些变量例如图 值在任何 值下都展现出大致相同的分布并且呈现正态分布因此用于建模的数据质量较好符合建模要求.变量之间共线性验证共线性检验就是根据各自变量与因变量之间是否存在共线性关系来进行检验 在分析某一变量与其自变量之间的关系时自变量过多会导致因变量系数不显著甚至出现自相关性 当自变量与因变量之间不存在共线性即每个自变量都可以由一个因变量来解释就必须要对这些变量进行剔除为减少共线性变量带来的运算资源的浪费接下来通过变量之间的相关性分析来筛选变量根据斯皮曼尔相关系数等级理论可得知当两变量之间的相关系数绝对值大于.时可以认为两变量相关性非常强烈取其中一个变量即可 如表 所示在需要建模的变量中 和 之间的关联性呈现正相关且关联系数为.是关联系数最高的但关联度为弱相关 因此数据之间不存在共线性较为合理可以直接用于建模第 期谭旭红等:基于 模型的煤炭企业净资产收益率影响因素表 变量相关性 变量相关性.变量相关性.基于模型的误差与权重分析.模型训练文中主要使用 库来构建 模型在 条样本中把训练集和测试集的比例划分为 从而对 模型进行训练得到模型的均方误差 和决定系数 同时文中为更进一步的比较也对 模型进行训练并得出 和 指数对两个模型进行对比如图 所示 从图 中可以发现 模型的 指数高于 模型 同时两个模型的值进行比较 模型的 值为.模型的 值为.最终得出采用 和 模型对该数据进行建模是合理的且 模型优于 模型图 模型评价对比.权重分析在已有模型基础上对影响收益率因素的权重做进一步分析 模型和 模型的变量权重对比如图 所示 模型和 模型对于变量权重的估计差别不大但是 由于对变量进行一定的正则化要求总体呈现将变量权重归零化 因此变量权重分析方面更倾向于采用 模型图 变量权重对比.由图 可知经营负债比率、国有持股比例和营业利润率 是最能影响企业净资产收益率 值估计的变量权重系数分别为.和.同时有三个变量呈现出和企业净资产收益率的显著的反相关关系分别是长期负债比率、资产负债率 和所有者权益合计 其不会导致企业的收益率增长反而会降低企业的收益率.置信区间计算通过上文分析得知对经营负债比率、国有持股比例 和营业利润率 对企业净资产收益率影黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 第 卷响最大 通过计算三个变量的置信区间从而判断对企业净资产收益率是否显著 三个变量的权重系数分别为.、.和.同时通过 模型计算出对应的标准误差分别为.、.、.使用 的置信水平计算出三个变量的置信区间如图 所示 从图 中发现三个变量的置信区间都大于 说明对净资产收益率的影响均显著证明经营负债比率、国有持股比例和营业利润率变量对净资产收益率的影响是真实的且具有统计意义图 变量置信区间对比.经营负债比率回归校验为更加直观得到经营负债比率与净资产收益率之间的趋势文中使用 模型只针对经营负债率和净资产收益率两个变量进行拟合从而进一步的分析拟合结果如表 所示 从表 中发现经营负债比率 对净资产收益率的影响是显著的同时还可以得出经营负债比率的变化对净资产收益率的变化有影响 经营负债比率上升净资产收益率预计下降 也说明经营负债比率的增加预计会导致净资产收益率的下降表 经营负债比率拟合 变量系数标准差 值 值常量.模型检验任何机器学习模型校验都是一个重要的步骤 模型也同样如此 通过校验模型可以更好的评估其性能和适用性 由图 边缘似然函数图像可知数据在多次迭代的过程中不断上升最终达到完全的收敛 因此基于上述数据采用 模型分析是合理且行之有效的图 边缘似然函数图像.数据变量分析通过训练 模型获取各个自变量对净资产收益率的权重 通过权重的观察带入 模型的 个自变量中经营负债比率 系数最大为.说明经营负债率占比对企业经营效益影响最大 另外国有持股比例和营业利润率对收益率的权重占比也是很高 长期负债比率、资产负债率和所有者权益合计这三个变量呈现出和企业净资产收益率显著的负相关关系 其中其中长期负债比率对企业的净资产收益率影响程度最大也表明了企业长期负债率如果一直居高不下很容易造成企业净资产率的下滑 主营收入增长率、资产负债率、资产总计、总资产周转率等影响因素也对净资产收益率产生一定的影响相对权重占比较小 结论与建议()经营负债比率对净资产收益率具有直接显著负向影响企业负债水平的提高对净资产收益率会产生抑制作用即企业负债比例的提升会降低企业所持资产的比例进而降低企业的净资产收益率数值分析来说即每增加 单位的经营负债比率净资产收益率预计会下降.个单位()国有股份占比对企业的净资产收益率具有直接显著正向影响即国有持股比例上升对净资产收益率产生积极影响 但其数值应存在理论上限该上限受企业自身发展状况和政策环境等因素影响可以适度引入民营资本提升企业活力与创新能第 期谭旭红等:基于 模型的煤炭企业净资产收益率影响因素力控制国有股份和民营股份占比比例 由于二者之间存在此消彼长的态势背后反映着利益层面的博弈会在一定程度上争夺企业主体控制权 混改企业中国有与民营会存在不适应不协调的情况导致博弈的产生博弈的剧烈程度取决于二者占比程度这一比例应当在股权结构比例点附近震荡因此侧面验证 变量的最优解是各企业不相同的区间()营业利润率对净资产收益率的影响较大关注企业的营业利润率有助于提高净资产收益率由于对净资产收益率的影响也是显著的 提高营业利润率可以对净资产收益率产生积极影响 另外长期负债比率、资产负债率和所有者权益合计与净资产收益率呈现负相关 特别是长期负债比率对净资产收益率的影响最为重要 在长期的企业改革过程中降低长期负债比率有助于提高企业效益通过综合考虑经营负债比率、国有持股比例、营业利润率以及长期负债比率和资产负债率等因素采取相应的改进措施煤炭企业可以提升净资产收益率增强企业的竞争力 煤炭企业在决策过程中需重点关注这些权重占比较大的因素并制定相应的战略来实现企业的持续业绩改善最终不断提升企业的净资产收益率通过结论分析提出以下几点建议:()在合理范围内减少煤炭企业负债管控长期负债比率和资产负债率降低财务风险 一是要适度举债保持合理现金流 合理预估偿债能力时刻关注流动比率与速动比率的指标 二是要积极改善负债结构采取多种手段减少负债 主动剥离不良资产拓展融资渠道、改变融资方式、债转股、债务重组等推进实现减少负债的目标 三是要把开拓新产品、新市场、新领域作为利润增长点构建多元化生产投资体系 以产业扶贫为依托进入现代农业领域、建立煤炭产业技术研发中心实现产学研结合、加强创新投入发展煤炭清洁高效利用技术等提升核心竞争力和营收水平降低负债所带来的经营风险()构建合理股权结构优化资源配置合理引入民营股份增加企业活力 一是加强国有资产的监管工作减少国有资产流失 做好国有产权登记、评估以及国有股权转移的监控工作 二是适当引入民营股份统一共同的经营目标减少资源错配提升企业活力 政府引导企业提高资本配置决策的科学性与严谨性有效缓解国有企业资本错配问题进而实现提升净资产收益率的目标()提高煤炭企业营业利润率 一是加强成本控制 煤炭企业可以依靠煤电一体化产业链整合上下游的业务通过多样化的业务分配实现成本控制从而提高营业利润率 二是提高周转率与销售速率 制定合理的销售计划加大市场开拓力度扩大销售市场外延式扩张、兼并或注入资金等提高整体盈利能力 三是提升管理素质 企业管理者可从提高安全生产、增加资源利用率、提高成本管理效率等部署企业的生产战略根据市场行情调整生产计划力争把公司打造成为有国际竞争力的企业参考文献:龙如银 张钦 吴梅芬.中国煤炭产业社会许可研究基于新闻文本的实证分析.中国矿业大学学报(社会科学版)():.杨跃翔 王锟桠 任蕾.中国煤炭工业高质量发展测度及耦合协调分析基于 年数据的实证研究.矿业科学学报():.():.:.():.陈 梦 刘满芝.火力发电与煤炭价格动态关系研究 基于 和状态空间模型的实证分析.价格理论与实践():.王晓磊 傅哲宜 贾纯瑶 等.基于 的内蒙古煤炭企业投资效率实证研究.中国矿业():.袁显平 马 玲.煤炭企业公司特征与财务绩效相关性的实证研究.中国煤炭():.章激扬 段继红 李珊珊.新能源补贴、研发支出与企业资产收益率基于新能源车企的实证分析.科技管理研究():.谭 云 彭海阔 秦姣华 等.基于权重计算的中文因果关系分析.华中科技大学学报(自然科技版)():.张倩倩.财政压力、税收负担与煤炭产能过剩的关系 基于煤炭上市公司数据的实证分析.税务研究():.陈 翔 唐俊勇.基于贝叶斯与因果岭回归的物联网流量预测模型.四川大学学报(自然科学版)():.王蓉华 顾蓓青 刘金梅 等.两个正态分布变异系数差与商的近似置信区间.统计与决策():.法子薇 李新春.煤炭行业风险预控管理体系干预效应实证研究.煤矿安全():.马源莉 李 阳 徐建军.高维多任务回归问题的置信区间.中国科学技术大学学报():.仲旦彦 余兴无 王一舒 等.实体企业金融化、货币政策有效性与股票收益率.财会通讯():.安 标 张晓霞 苏木亚.企业股权集中度对股票收益率的影响.金融与经济():.马红旗.产能利用率、企业性质与经营效益 基于钢铁企业的实证分析.上海财经大学学报 ():.(编辑 张永彬)黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 第 卷