Ứng dụng các giải thuật tối ưu hóa trong việc xây dựng các mô hình dự báo chuỗi số liệu về tình hình kinh tế - xã hội của tỉnh Bình Dương
b/ Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trường Đại học Thủ Dầu Một
- Đơn vị phối hợp: Trường Đại học Công nghệ thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh và Học viện Kỹ thuật Quân sự.
c/ Họ và tên chủ nhiệm nhiệm vụ: ThS. Đinh Thị Thu Hương
- và những người tham gia chính:
1. PGS.TS. Đào Thanh Tĩnh
2. TS. Bùi Thu Lâm
3. TS. Lư Nhật Vinh
4. KS. Nguyễn Trung Dũng
5. KS. Phạm Bích Vân
6. CN. Bùi Sỹ Vương
đ/ Kết quả thực hiện tóm tắt:
Chuỗi dữ liệu thời gian là dữ liệu được quan sát tuần tự theo thời gian, dữ liệu có thể là hai hay nhiều chiều nhưng bao giờ cũng có một chiều là thời gian. Chuỗi dữ liệu này hiện diện ở mọi nơi và có vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người chẳng hạn như dữ liệu về điện tâm đồ, điện não trong các phòng khám y khoa, số liệu về sự biến động giá cả thị trường chứng khoán, các chuỗi dữ liệu về dân số…
Trong 25 năm trở lại đây, lĩnh vực khai phá dữ liệu chuỗi thời gian rất được quan tâm nghiên cứu và cho các kết quả hết sức phong phú cả trong lý thuyết lẫn thực hành. Trong đó, loại bài toán dự báo về dữ liệu thời gian được chú trọng nhiều, việc dự báo trước các kết quả trong tương lai đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc đưa ra các quyết định hoạch định cho việc sản xuất và chính sách quản lý. Chính vì vậy, dự báo chuỗi dữ liệu thời gian đã nhanh chóng trở thành lĩnh vực nghiên cứu, ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực của đời sống xã hội và thu hút rất nhiều sự nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước và trên thế giới.
Đối với tỉnh Bình Dương, một trong những tỉnh có tốc độ phát triển nhanh về nhiều lĩnh vực, đặc biệt là kinh tế - xã hội. Trong những năm qua, Bình Dương đã có những chính sách thu hút đầu tư và phát triển hiệu quả. Tuy nhiên, đi đôi với sự phát triển là sự khó khăn và phức tạp trong quản lý. Mặt khác, hiện nay trong giai đoạn kinh tế thế giới đang suy thoái thì Việt Nam cũng là một trong số quốc gia bị ảnh hưởng, điển hình là chỉ số CPI tăng đột biến.
Đồng thời, những đặc trưng cơ bản của khí hậu (lượng mưa và độ ẩm) cũng chi phối động lực phát triển trong tự nhiên và xã hội. Do đó, nếu có dự báo trước các số liệu về lượng mưa, độ ẩm và chỉ số giá tiêu dùng thì đó là cơ sở để hoạch định công tác chiến lược cho sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững trong hiện tại và tương lai. Từ những lý do trên, nhóm nghiên cứu đã đề xuất thực hiện đề tài “Ứng dụng các giải pháp tối ưu hóa trong việc xây dựng các mô hình dự báo chuỗi số liệu về tình hình kinh tế xã hội của tỉnh Bình Dương”.
Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu các phương pháp mới và hiệu quả trong dự báo chuỗi dữ liệu thời gian, dựa trên các giải thuật tối ưu hóa cục bộ áo dụng cho việc học các tham số của mô hình tự hồi qui trung bình trượt (Auto Regressive Moving Average – ARMA) và mô hình tự hồi qui tích hợp trung bình trượt (Auto Regressive Integrated Moving Average – ARIMA). Đồng thời, xây dựng các phần mềm ứng dụng dựa trên phương pháp mới nhằm trợ giúp cho việc quản lý tình hình kinh tế xã hội ở tỉnh Bình Dương. Cụ thể: Thu thập số liệu, phân tích số liệu, nghiên cứu về mô hình ARMA/ARIMA và giải thuật di truyền, giải thuật luyện kim. Từ đó, đề xuất mô hình lai kết hợp giải thuật di truyền và giải thuật mô phỏng luyện kim vào ARMA để dự báo chuỗi dữ liệu thời gian; xây dựng 3 phần mềm dự báo thời tiết và chỉ số giá tiêu dùng.
Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài đã thực hiện một số nội dung liên quan và đạt được nhiều kết quả nổi bật:
- Nghiên cứu về chuỗi thời gian, các mô hình, các kỹ thuật dự báo, một giá giải thuật tối ưu hóa và ứng dụng trong việc các định tham số mô hình chuỗi thời gian: Chuỗi thời gian với các đặc tính và phương pháp phân tích; các mô hình hồi qui trung bình trượt và mô hình mạng nơron; giải thuật di truyền, giải thuật luyện kim, kết hợp giải thuật di truyền và luyện kim với mô hình ARMA để tạo ra mô hình lai;
- Nghiên cứu và thử nghiệm các công cụ phân tích, dự báo số liệu hiện có trong và ngoài nước;
- Thu thập số liệu, thông tin để phân tích nhằm xác định các thông số cơ bản của thời tiết (lượng mưa và độ ẩm), chỉ số giá tiêu dùng;
- Xây dựng bộ phần mềm dự báo: Chỉ số CPI, lượng mưa và độ ẩm. Bộ phần mềm này được phân tích, thiết kế và lập trình theo cùng định hướng. Nhóm nghiên cứu đã thực nghiệm với dữ liệu CPI thu thập được trên địa bàn tỉnh Bình Dương trong thời gian từ 01/2001-12/2012. Kết quả dự báo bằng ba phương pháp được so sánh với bộ dữ liệu tiền tệ của Nhật là đồng YEN lấy từ ngân hàng dự trữ Úc.
Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học giúp Trung tâm Khí tượng Thủy văn Bình Dương, Cục Thống kê và Sở Kế hoạch và Đầu tư Bình Dương có thêm công cụ hỗ trợ nghiệp vụ chuyên ngành công tác dự báo góp phần giảm nhẹ tác động của mưa, độ ẩm và chỉ số CPI trong phát triển kinh tế, xã hội và đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin. Ngoài ra, đề tài đã tạo điều kiện cho các cán bộ, giảng viên các cơ sở đào tạo tham gia vào quá trình nghiên cứu để nâng cao trình độ và khả năng nghiên cứu.
e/ Thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc:
- Thời gian bắt đầu: 06/2011
- Thời gian kết thúc: 06/2012
g/ Kinh phí thực hiện: 410.410.000 đồng
(Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ)