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1、- 410 -宏观经济监测预测预警系统预警模块的分析与设计实验学院：张磊 指导教师：孙文俊摘 要：本论文对国家发改委金宏工程宏观经济监测预测预警系统的宏观经济预警模块进行了详细的分析与设计，并最终加以实现。首先，在充分调研的基础上，对 宏观经济预警模块的各项具体需求做了详细的描述。其次，对模块的总体结构和具体功能进行了设计，完成了业务逻辑设计、数据库设计及用户接口设计。最后，利用.NET和 SQL Server 等工具和技术完成了宏观经济预警模块的系统实施。关键词：宏观经济预警；管理信息系统；系统开发Abstract：This paper presents a thorough analysi
2、s, design and implementation of the module of Macroeconomics Pre-warning of the system of Macroeconomics Monitoring, Forecasting and Pre-warning. Firstly, on the basis of due diligence, this paper gives a detailed description of the requirements of the module. Secondly, this paper presents the desig
3、n of the modules architecture and functionality, including its business logic, database and user interface. - 411 -Thirdly, this paper demonstrates the result of implementation using .Net, SQL Server and other technologies.Key words：macroeconomics pre-warning; management information system; system d
4、evelopment1 引 言“宏观经济监测预测预警系统”项目的建设单位为国家发展改革委国民经济综合司，承建单位为哈尔滨工业大学技术政策管理国家哲学社会科学创新基地实验中心。项目以发改委综合司已有的宏观经济数据为基础，以发改委综合司与中国科学院预测科学研究中心合作的相关理论研究与实证分析成果为指导，旨在建立宏观经济监测预测预警系统软件，为发改委综合司在宏观经济分析与政策制定等方面的日常工作提供辅助支持软件平台。本项目力图设计并开发一个综合的、具有集成监测、预测与预警功能的软件信息系统平台。这个平台能够高效率地支持复杂的宏观经济建模、分析与政策制定任务，实现先进的预测和预警方法和对预测与预警结果
5、的集成分析功能，同时需要具备良好的扩展性、灵活的展现能力和便捷的人机交互设计。“宏观经济预警模块”作为该系统的核心模块之一，主要为经济分析人员提供经济预警、景气分析所需的主要分析工具，包括先行指标体系和景气信号灯体系等。因此，此模块是整个系统- 412 -开发的重点之一。2 宏观经济预警模块的分析与设计2.1 需求分析及业务流程分析需求分析包括功能性需求和非功能性需求。宏观经济预警模块的功能性需求主要包括下面几点：（1）经济先行指标体系建设及指数计算功能提供根据经济监测目标（及经济分析主题）建立先行、一致、滞后指标体系，并根据指标体系计算合成指数和扩散指数的功能。具体包括：利用 KL 信息量和
6、时差分析算法分析指标与基准指标的先行、一致或滞后关系，利用 BB 算法和峰谷图形分析算法分析分析指标与基准指标的周期对应关系，OECD 合成指数计算，历史扩散指数，移动平均扩散指数，累积扩散指数计算，以及对指数利用 BB 算法和峰谷图形分析。系统存储多指标体系，在数据允许的情况下，用户可针对宏观经济的任意方面建设先行指标体系和景气信号灯进行监测预测，如：经济增长监测预警；投资监测预警等。（2）景气信号灯建设和综合警情指数计算功能开发景气信号灯系统，利用一组对景气变化敏感的、具有指示性的指标对经济的冷热状态进行监测。由于景气- 413 -信号灯的指标选择需要依赖先行指标体系中的指标初选结果，因此
7、，景气信号灯模块可以调用先行指标体系模块存储的对分析指标与基准指标周期对应关系的判断结果。其他功能包括：按统计规则生成指标阀值，四套指标阀值管理（统计规则，人工经验，国际惯例，经济理论） ，综合警情指数计算，综合警情指数阀值设定。（3）预警指数预测功能预警指数预测提供 ARIMA 模型对一致合成指数进行预测，基于先行合成指数，提供 Probit 模和 logit 模型对经济主题进行拐点预测。（4）IFO 经济周期钟形图分析功能IFO 经济周期钟形图提供对先行指数和一致指数，一致指数和滞后指数之间关系的二维表示。系统需提供先行指数和一致指数，一致和滞后指数之间的钟形图，根据圆周相关系数对钟形图与
8、时序指标的时差相关关系进行分析，和根据历史周期确定钟形图景气周期界限的功能。（5）多维预警分析功能多维预警将已经建立的各个宏观经济特定主题的预警体系（如经济增长监测，通货膨胀监测）和重点领域监测体系，按照预警主题在经济中的层次组织在一起供用户查看和分析。并提供不同维度景气的图形比较，多元统- 414 -计分析，景气一致性分析，景气扩散分析等，以便对各重点领域，宏观经济各方面之间的景气关系进行把握。系统需提供：不同维度景气指数图形对比和峰谷分析，多元统计分析，景气一致性分析，景气扩散分析功能。考虑到多维预警分析部分，在理论研究和实证分析方面都还缺乏足够的基础，本期项目暂不实现多维预警分析功能，但
9、在经济预警部分的总体设计和系统开发中，为其留出一些接口。宏观经济预警模块的非功能性需求主要包括下面几点：（1）统一的数据管理功能新系统实行统一的数据管理策略，将用户从不同系统的数据维护和导入工作中解放出来。用户可将系统中数据库导出到本地机器进行分析计算。对于宏观经济共享数据库和地方经济网络数据库中的数据可采用批量导入导出的方式，使其纳入本系统的统一的数据管理中。（2）良好的扩展性新系统应具有良好的扩展性。不仅在数据格式和频度上要具有良好的扩展性，在功能方面也应具有一定的可扩展性。随着预测技术和计量模型的发展，用户很可能产生新的功能需求。新系统应允许后期方便的添加新模块，- 415 -新算法和新
10、模型。（3）决策分析方法的先进性系统除了要能满足用户的基本需求外，还应该建立在实践中应用最广泛和最新的理论基础之上。为此，除了提供传统的预测方法之外，还应充分结合最新的理论和实践调研工作，提供一些较新的，实践应用较好的模型和方法。（4）方便使用系统的使用要方便、简单、灵活。界面要简洁大方，布局清晰，友好。并且采用多用户策略和权限管理，充分满足不同用户的需求，同时保证系统安全。通过对经济预警模块的需求进行分析，我们可以得到该模块的主要流程描述。宏观经济预警模块的总体业务流程图如下，- 416 -确定预警目标集合选择一个预警目标确定基准循环构建先行指标体系构建景气信号灯景气预测还有未处理预警目标
11、？Y构建多维景气分析立方体多维景气分析终止N图 1 宏观经济预警模块总体业务流程图具体流程为：根据经济指标建立特定领域预警主题，对相应主题的基准指标建立先行指标体系计算合成或扩散指数或者对主题的基准指标配置相关指标的景气信号灯阈值并计算综合警情指数，根据之前的指数计算结果进行景气预测并进行多维景气分析。- 417 -2.2 宏观经济预警模块的设计图 2 宏观经济预警模块总体功能结构图在经济预警模块中，最重要的功能是根据指标组合计算景气指数（合成指数或扩散指数）或者综合警情指数。这里给出指数计算中合成指数的顺序图（ 图 3） 。图 3 合成指数计算顺序图- 418 -由于该系统除预警模块外还包含
12、监测、预测、数据管理等多个功能模块，数据库整体设计较为复杂，在此对预警模块的数据库概念结构设计做出简化，只关心预警模块数据库设计中的核心部分。根据概念结构设计中得到的实体关系图，按照实体关系图向关系型数据库的转化规则，得到数据库逻辑结构设计。因篇幅所限，我们在此只展示实体关系图（ 图 4） 。图 4 宏观经济预警实体关系图3 宏观经济预警模块实施基于宏观经济监测预测预警模型研究及系统设计中对系统业务架构与实现功能的要求，系统功能上划分为操作层、展示层、计量模型中间件和数据持久层，如 图 5 所示。操作层为系统的核心部分，包含六大功能模块：配置与管理模块、经济监测模块、经济预测模块、经济预警模块
13、、政策模拟模块和基础工具模块。展- 419 -示层提供对操作层的经济监测、预测、预警分析和政策模拟结论的列式，并为经济政策决策者提供群体决策与研讨平台。经 济 监 测 预 测 预 警 系 统数 据 持 久 层经 济 监 测展 示 层计 量 模 型中 间 件E V i e w s 工 具X 1 2 A R I M A , D F A 工 具文 档统 计图 表分 析报 告数 据 库模 型 库 知 识 库指 标 信 息宏 观 经 济 数 据 库操 作 层预 测 结 果 展 示经 济 预 警建 模 与 计 算工 具群 体 决 策 与 研 讨平 台配 置 与 管 理 模 块系 统 管 理 数 据 管 理
14、 模 型 管 理数 据 处 理 工 具 知 识 管 理 工 具 基 本 分 析 工 具基 本 工 具 模 块预 警信 息 提 取景 气 指 数 计 算景 气 信 号 灯 建 设景 气 预 测宏观经济重点行业多 维 景 气 分 析C G E 模 型 维 护政 策 工 具 管 理政 策 模 拟 与 分 析政 策 模 拟统 计 与 报 表 工 具宏 观 经 济 主 题 监 测重 点 行 业 监 测监 测重 要 指 标 预 测预 测宏 观 经 济 计 量 模 型预 测 模 型 综 合 集 成预 测 跟 踪 与 评 价图 5 宏观经济监测预测预警系统功能模块设计- 420 -图 6 宏观经济预警模块综合
15、警情指数结果查看页面在系统设计与开发过程中遇到如下问题：（1）需求获取及与用户的沟通问题由于系统用户是中科院数学与系统科学研究所，地处北京，导致当面沟通较为困难，因此无形中给需求获取及细化带来了障碍。通过使用各种通讯手段进行交流，在必要时前往中科院进行当面交流的方式解决。（2）专业领域知识缺乏问题由于系统涉及领域过于专业，倒是相对知识缺乏，缺乏感性认识，给对需求的理解带来困难。通过阅读中科院提供的材料及与用户及时沟通解决。（3）团队合作问题由于该项目并不是小规模项目，需多人协作共同完成一个任务，因此团队合作非常重要。由于缺乏合作经验，- 421 -因此与团队伙伴之间的合作存在问题。通过多与团队
16、伙伴沟通交流解决。（4）版本控制问题由于存在多个团队同时开发这一项目，各个团队位于不同地方，多地同时开发需要使用版本控制工具来进行管理，存在冲突及出错的可能性。规范版本控制工具使用来减少问题。结 论宏观经济预警模块根据现有的指标数据建立相关领域的预警主题，并通过对相关领域指标数据进行统计分析（峰谷分析、时差相关分析、KL 信息量分析等） 、评价建立先行指标体系，根据先行指标体系建立景气指数指标组合并计算景气指数（合成指数、扩散指数） 。同时，设定指标的景气信号灯阈值，建立指标组合计算综合警情指数。通过相关指数反映宏观经济的运行现状，对经济进行预警。提高的宏观经济预警的准确性和科学性。本论文总共完成了一下几方面的研究：（1）熟悉宏观经济预警体系，弄清了相关分析、指数计算的流程。通过与用户（中国科学院数学与系统科学研究院的老师及发改委综合司的项目负责人）充分的沟通交流，了解了宏观经济预警的体系，明确了建立先行指标体系和景气信号灯指标体系的过程，
