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国际经济与贸易专业综合课程设计

灰色系统建模软件应用报告

湖南科技大学商学院
2014年12月

灰色系统建模软件应用报告
本报告论述了灰色系统理论产生的科学背景, 简要介绍了灰色系统的有关概念和灰色系统理论的主要研究内容，对灰色系统理论与概率统计、模糊数学等不确定性理论的异同作了比较, 介绍了灰色系统理论这门迅速发展,日臻完善的新兴横断学科在国际贸易中的影响和地位, 以我国对外贸易依存度影响因素的灰色关联度分析为例。
1982 年, 中国学者邓聚龙教授创立的灰色系统理论, 是一种研究少数据、贫信息不确定性问题的新方法。灰色系统理论以“部分信息已知, 部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象, 主要通过对“部分”已知信息的生成、开发,提取有价值的信息, 实现对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控。社会、经济、农业、工业、生态、生物等许多系统, 是按照研究对象所属的领域和范围命名的, 而灰色系统却是按颜色命名的。在控制论中, 人们常用颜色的深浅形容信息的明确程度, 如艾什比( Ashby) 将内部信息未知的对象称为黑箱( Black Box ) , 这种称谓已为人们普遍接受。我们用“黑”表示信息未知, 用“白”表示信息完全明确, 用“灰”表示部分信息明确、部分信息不明确。相应地, 信息完全明确的系统称为白色系统, 信息未知的系统称为黑色系统, 部分信息明确、部分信息不明确的系统称为灰色系统。
系统信息不完全的情况可以归纳为以下4种：
( 1) 元素( 参数) 信息不完全;
( 2) 结构信息不完全;
( 3) 边界信息不完全;
( 4) 运行行为信息不完全。
“信息不完全”是“灰”的基本含义。从不同场合、不同角度看, 还可以将“灰”的含义加以引申( 见表1) 。

灰色系统理论的基本原理
公理 1 (差异信息原理)“差异“是信息，凡信息必有差异。
公理 2（解的非唯一性原理）信息不完全，不确定的解是非唯一的。
公理 3（最少信息原理）灰色系统理论的特点是充分开发利用已占有的“最少信息。
公理4 (认知根据原理)信息是认知的根据。
公理5（新信息优先原理）新信息对认知的作用大于老信息。
公理6（灰性不灭原理）：信息不完全是绝对的
灰色关联分析的基本思想是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近，相应序列之间关联度就越大，反之就越小。例如某地区农业总产值0 X ,种植业总产值1 X ，畜牧业总产值2 X 和林业总产值3 X ，1997-2002 年共6 年的统计数据如下：
X0 =（18，20，22，35，41，46）
X1=（8，11，12，17，24，29）
X2 =（3，2，7，4，11，6）
X0 =（5，7，7，11，5，10）

从直观上看，与农业总产值曲线最相似的是种植业总产值曲线，而畜牧业总产值曲线和林果业总产值去与农业总产值曲线在几何形状上差别较大。因此我们可以说该地区的农业仍然是以种植业为主的农业，畜牧业和林果业还不够发达。
软件使用数据如下（关联分析）：

我国外贸依存度影响因素的灰色关联度分析如下：
一、 定性分析
1.外贸依存度
外贸依存度

其中GTEX 、GTM分别代表一般贸易出口额与进口额
PTEX、PTM分别代表加工贸易出口额与进口额
一般贸易：是指中国境内有进出口经营权的企业单边进口或单边出口的贸易，按一般贸易交易方式进出口的货物即为一般贸易货物。一般贸易货物在进口时可以按一般进出口监管制度办理海关手续，这时它就是一般进出口货物。
加工贸易：《中华人民共和国海关对加工贸易货物监管办法》（海关总署令第113号)规定，加工贸易，是指经营企业进口全部或者部分原辅材料、零部件、元器件、包装物料（以下简称料件），经加工或装配后，将制成品复出口的经营活动，包括进料加工、来料加工、装配和协作生产。
2．外贸依存度影响的主要因素：
（1）加工贸易特点：大进大出，增殖率低若加工贸易比重非常大，容易夸大外贸依存度
我国高新技术产品（计算机与通信技术；生命科学技术、电子技术；计算机集成制造技术；航天航空技术；光电技术；生物技术；材料技术、其他技术等）的加工贸易集中在加工制造、装配环节，国内采购配套率较低，且海关在出口统计时没有扣除进口零部件价格，导致高估出口贸易额。
外商投资企业成为加工贸易的主体，高估外贸依存度。
（2）汇率
对外贸易总额以美元计算，而GDP以人民币计算。
外贸依存度=
TUSD、 ERCNY/USD分别表示以美元计价的进出口总额、人民币兑换美元的汇率。
90年代以后人民币大幅度贬值，促进出口并使美元折算人民币时出现大幅度上升，夸大外贸依存度。
（3）GDP水平与构成
我国GDP核算以生产法为准，遗漏较多；农村农民自产自销的商品价格被低估，甚至没有被计算在GDP内。
外贸依存度=
从GDP构成看，对外贸易总额可分为商品贸易和服务贸易，而服务贸易无需经过海关手续，一般不反映在海关统计上，但其显示在一国国际收支表上。因此一国第三产业（服务业）比重越高，外贸依存度越低。以第三产业占GDP比重衡量GDP构成。
二、 样本选取及模型建立
1． 原始数据
数据可获得性，选择1981年～2006年。在定性分析基础上，将外贸依存度的主要影响因素进行量化，用数值表示为：
加工贸易占对外贸易总额、美元兑换人民币汇率、GDP和第三产业占GDP比重。
1981年～2006年GDP数据（亿元）
国家统计局年度数据——中人民共和国国家统计局＞＞年度数据——中国统计年鉴——2007——国民经济核算——国内生产总值 转换EXCEL
1981年～2006年第三产业占GDP比重
国家统计局年度数据——中人民共和国国家统计局＞＞年度数据——中国统计年鉴——2007——国民经济核算——国内生产总值构成 ：第三产业产值数据 转换EXCEL
1981年～2006年加工贸易与进出口贸易总额
国家统计局年度数据——中人民共和国国家统计局＞＞年度数据——中国统计年鉴——2007——对外经济贸易——按贸易方式分 转换EXCEL
1981年～2006年汇率USD/RMB
国家统计局年度数据——中人民共和国国家统计局＞＞年度数据——中国统计年鉴——2001——对外经济贸易——人民币汇率（中间价） 转换EXCEL 1981～1985
国家统计局年度数据——中人民共和国国家统计局＞＞年度数据——中国统计年鉴——2007——对外经济贸易——人民币汇率（中间价） 转换EXCEL 1985～2006
人民币对美元汇率中间价的形成方式是：中国外汇交易中心于每日银行间外汇市场开盘前向所有银行间外汇市场做市商询价，并将全部做市商报价作为人民币对美元汇率中间价的计算样本，去掉最高和最低报价后，将剩余做市商报价加权平均，得到当日人民币对美元汇率中间价，权重由中国外汇交易中心根据报价方在银行间外汇市场的交易量及报价情况等指标综合确定。各年的年平均汇价是根据当年国家外汇管理局公布的每日汇价进行加权平均计算而得出的。
2． 模型构建
参考序列
外贸依存度数据
X0=（X0（1）， X0（2） ，X0（3） ，……X0 （26））
比较序列
X1=（X1（1）， X1（2） ，X1（3） ，……X1（26））
X2=（X2（1）， X2（2） ，X2（3） ，……X2 （26））
X3=（X3（1）， X3（2） ，X3（3） ，……X3 （26））
X4=（X4（1）， X4（2） ，X4（3） ，……X4 （26））
考虑到数据的客观性与可获得性, 我选取了1978~2006 年共29 年的时间序列数据进行实证分析。在上述对我国外贸依存度的影响因素定性判断的基础上, 将外贸依存度的主要影响因素进行量化, 用数值表示为: 加工贸易额占对外贸易总额比重, 美元兑人民币汇率, GDP水平, 第三产业占GDP 比重。如表1 所示。

资料来源: 1981~2006 数据来源于2007 年《中国统计年鉴》, 1978~1980 年数据根据1981 年《中国统计年鉴》资料整理得到, 加工贸易额占贸易总额比重、第三产业占GDP比重根据二者比值得到。
由于在2004 年外贸依存度出现了一个最大值, 故选择2004 年的数据为标准数列对表1 做无量纲化处理, 进而求出对应差数列表, 如表2所示：

灰色关联原始数据表3：

由表1、表2和表3可得：
根据上述灰色关联度计算结果显然r2>r3>r1>r4,说明在1978~2006 年期间, 影响外贸依存度的主要因素是汇率, 其与外贸依存度的关联度位居4 个因素之首, 紧随其后的依次是GDP 水平、加工贸易, 这三者成为影响外贸依存度的重要因素, 而GDP 构成的差异则排到了第四位。外贸依存度要体现出其实际水平, 首先必须充分考虑汇率对其产生的巨大影响。在1978~1994 年期间我国经济发展不稳定, 人民币汇率处于不断贬值趋势, 1978 年1 美元兑换1.5771 元人民币, 到1994 年1 美元兑换人民币上升到8.6187 元, 汇率不能得到真实的反映。其次, 自1994 年以来人民币汇率总体上处于稳定趋势, 1994 年1 美元兑换8.6187元人民币到2003 年1 美元兑换人民币下降为8.2774 元, 人民币的贬值导致我国出口的大幅度上涨, 同时使出口额从美元折算为人民币计算出口依存度时, 出现大幅度的上升。伴随着人民币每次大幅度下调, 出口贸易依存度均有显著的上升。同时在外贸总额以美元计量的情况下, 以人民币计量的国内生产总值再以人民币贬值后的美元汇率折算, 这样外贸依存度会被大大高估。总体上看, 人民币贬值是我国外贸依存度提高的一个重要原因。
相对于其它影响因素, GDP 构成差异与外贸依存度的关联度是最小的。中国现今GDP 构成中第二产业占到50%以上, 第三产业仅占35%左右, 而从增幅看, 第三产业低于GDP 的整体增幅。虽然2005年经济普查后, 修正的第三产业比重有了提高, 但第二产业的发展推动了我国经济更为快速的增长。因此, 虽然GDP 构成上的差异对外贸依存度产生了一定的影响, 但相对于其他因素, 其关联度并不是很大。但第三产业在GDP 所占比重偏低以及加快发展第三产业等问题仍然值得关注。
由于汇率是影响外贸依存度的主要因素, 因此在未来我国对外贸易发展过程中, 必须采取有效措施保证汇率保持较小的弹性, 如改善人民币汇率形成机制, 实行有利于宏观经济平衡、以市场供求为基础的、有一定弹性的汇率制度等。
在对加工贸易、汇率、GDP 等由于汇率是影响外贸依存度的主要因素定性分析的基础上, 通过灰色关联模型对外贸依存度与其影响因素的关联程度进行量化分析, 对外贸依存度影响因素对其影响大小比较予以佐证, 为加快对外贸易的发展提供科学的依据。结果表明, 我国外贸依存度的迅速提高主要受到汇率的影响, 紧随其后的依次是GDP 水平、加工贸易和GDP 构成差异。而国家根据经济发展情况以及开放程度制定的不同外贸政策, 使得外贸依存度也呈现出阶段性变化, 是各个因素的主次地位不同所综合体现的结果。
同时我们也必须看到, 过高的外贸依存度和过度依赖国际市场, 势必增加国内经济发展的诸多不确定性, 在一定程度上影响国内的经济安全和金融安全。当前过高的外贸依存度已经演变成为引发我国和其他国家贸易争端的主要因素之一。因此, 降低外贸依存度既是必要的, 同时也是可行的。但我们也应该认识到, 降低外贸依存度的主要手段并不是单纯依赖减少进出口, 而是要靠实现发展战略的转型与经济结构的调整, 更大程度上降低汇率等变动带来的各种贸易风险。

心得体会：
使用灰色系统理论之后，当我们发现信息不完全的时候，可以使用灰色系统理论在相对高层次上处理问题，其视野较为宽广。灰色系统是从事物的内部，从系统内部结构和参数去研究事物。而社会、经济等系统，一般会存在随机因素的干扰，这给系统分析带来了很大困难，但灰色系统理论把随机量看作是在一定范围内变化的灰色量，尽管存在着无规则的干扰成分．经过一定的技术处理总能发现它的规律性。灰色系统是用灰色数、灰色方程、灰色矩阵、灰色群等来描述，突破了原有方法的局限．更深刻地反映了事物的本质。用灰色系统理论研究社会经济系统的意义，在于一反过去那种纯粹定性描述的方法，把问题具体化、量化，从变化规律不明显的情况中找出规律，并通过规律去分析事物的变化和发展。例如人体本身就是一个灰色系统，身高、体重、体型等是已知的可测量的指属于白色系统，而特异功能、穴位机理、意识流等又是未知的难以测量的，属黑色系统，介于此间便属灰色系统。而对于我们国贸专业而言，，可以用灰色系统来进行研究对外贸易等专业问题。