基于粗糙集的化工行業損害警兆指標的選取

[摘要] 當前國內學者已先后提出了許多行業損害預警體系，但體系中指標的選取基本建立在統計分析方法上，沒考慮指標間的非線性相關性；且指標選取主觀性較強，數量較多，使預警體系的實用性和準確性不高。本文旨在通過我國對外發起的化工行業反傾銷調查案例的收集和整理，用收集到的31個相關樣本建立決策表，利用粗糙集理論對指標進行約簡，從而找出關鍵預警指標。

[關鍵詞] 化工行業 損害 警兆指標 粗糙集

一、文章背景

從1979年到2005年底全球起訴我國傾銷案件共有663起，我國連續十年成為世界上遭受反傾銷案件最多的國家，每年造成300億～400億美元的損失。而我國對國外發起的反傾銷案件很少，據統計從1997年以來我國累計發起了41起反傾銷、涉案金額64億美元；涉及到全國的23個省市和電子、化工、造紙、輕工業和冶金5個行業。其中化工案件就有29起，2005年各項過度性非關稅措施都將取消，化工產品平均關稅必須降到6.9%，進口關稅的下調將使化工進口產品以更低的成本進入我國市場，從而影響到我國國內相關化工產品的產品競爭力。這就需要我們加強反傾銷研究，建立反傾銷預警機制，而預警系統中警兆指標的選取至關重要，直接影響預警系統的預警效果。

二、指標的初步選取

筆者以經濟因素是進口國企業提起反傾銷申請的主要原因， 經濟、政治和社會等多種因素共同影響進口國政府的反傾銷裁決結果這一理論為基礎，初步選出的指標有：產量增長率、銷量增長率、產能增長率、銷售價格增長率、市場份額變化幅度、開工率變化幅度、就業率變化幅度、人均工資增長率、庫存增長率、勞動生產率變化幅度、投資收益變化幅度、利潤增長率、銷售收入增長率、進口產品國內市場份額變化幅度、進口數量增長率、進口產品價格增長率等16項指標。顯然不能用這么多指標都作為預警系統的警兆指標，否則會影響系統的預測能力和可操作性。這就需對指標進行簡化，傳統統計方法不適合一些指標間存在相關性，一些指標由于采集的困難導致數據不準確的情況，因此，本文引入粗糙集理論對指標進行約簡，能克服以往方法的不足。

三、數據離散化

因為粗糙集只能對離散化的數據進行處理，因此要首先對樣本集的指標數據進行離散化處理。本文采用的離散方法是利用競爭學習神經網絡進行離散。用Matlab的圖形用戶界面GUI來設計競爭學習網絡對各指標數據離散化，本文將數據離散為四類。

將每個屬性的各個連續值組成的向量(如a的連續屬性向量為: [147.91-16.18-58.51 41.47 49.43 57.5-46.94 5.14 10.42-9.92 27.18 7.31 9.41 18.53-6.88-10.51-8.8-7.68 2.55 6.17-30.03-50.33 296.64 10.59-17.41-4.75-15.61 2.71-3.68 12.73-40.41 ])作為網絡的輸入，設定神經網絡神經元的個數為4;Kohonen學習率取0.O1;閥值學習率取0.001。根據訓練以后神經網絡的輸出可得到各屬性離散結果。如a=[3 1 1 4 4 4 1 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 3 2 1 2 1 2 2 2 1]。其他屬性的離散化處理方法與之相同，可得到數據離散化后的決策表。

四、屬性約簡

利用知識約簡可以客觀、科學的降低樣本的指標個數。本文知識約簡的方法采用差別矩陣法。由于差別矩陣是對稱矩陣，因此，只需要計算矩陣的一半元素，即只考慮區分矩陣的下三角(或上三角)部分就可以了?；趨^分矩陣的決策表屬性約簡的方法，可以通過以下步驟進行:

第一步:計算決策表的分明矩陣；第二步:建立每一列相應析取邏輯表達式：Lij=Vai (ai∈cij)；第三步:將所有列的析取邏輯表達式L，進行合取運算，得到一個合取范式：L=∧Lij (cij≠0)；第四步:將合取范式轉換為析取范式的形式，得 L’=∨Lij;第五步:輸出屬性約簡的結果。析取式中的每一個合取項就對應一個屬性約簡的結果，每個合取項中所包含的屬性組成約簡后的條件屬性?，F舉例如下：

由于區分矩陣是對稱矩陣，故我們僅需計算矩陣的一半元素。上表對應的區分矩陣函數為

因此，此知識表達系統有兩個約簡{a，b}和{b，d}，核是.

本文的屬性約簡應用粗糙集工程軟件ROSETTA來完成。最后可得到區分函數為:

由上式可知，本文的決策表有兩個約簡，分別是{b，d，e，g，k，l，m，o，p}和{a，b，d，e，k，l，m，o，p}所以該決策表的核是{b，d，e，k，l，m，o，p}。

五、結論

本文把粗糙集理論用在化工行業損害的預警指標的提取上，通過案例收集整理建立決策表，數據離散化，屬性指標約簡，最后提取出八個警兆指標:國內化工行業銷量增長率、銷售價格增長率、市場份額變化幅度、進口產品國內市場份額變化幅度、進口數量增長率、進口產品價格增長率、利潤增長率、銷售收入增長率。這樣大大簡化了指標體系，可增強以后建立的預警系統的預測能力和可操作性。

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