Разработка моделей, алгоритмов и программных средств прогнозирования численности населения региона (С.С. Михайлова, И.Р. Шулунова, М.В. Балданова, журнал "Вестник Алтайской академии экономики и права", N 3 (часть 1), март 2023 г.)

Михайлова С.С., Шулунова И.Р., Балданова М.В. Разработка моделей, алгоритмов и программных средств прогнозирования численности населения региона

С.С. Михайлова - ФГОБУ ВО "Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации", Москва

И.Р. Шулунова - ФГБОУ ВО "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления", Улан-Удэ

М.В. Балданова - ФГБОУ ВО "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления", Улан-Удэ

Работа посвящена прогнозированию численности населения с помощью генетического алгоритма и построения математической модели Лотки-Вольтерры. Особенностью исследования является разработка методического подхода к региональному прогнозированию численности населения, который представляет собой альтернативное использование генетического алгоритма и математической модели Лотки-Вольтерры. Данный подход позволяет, во-первых, повысить точность прогноза, во-вторых расширить возможности корректировки информационных моделей региональных демографических данных. Реализованы варианты генетического алгоритма: с удалением лишних особей и без удаления, а также построены системы двух дифференциальных уравнений где, в качестве переменных попарно представлены показатели рождаемости, смертности и миграции. Разработан прогноз значений показателей рождаемости, смертности и миграции для Республики Бурятия и ее районов по трехлетним и пятилетним периодам. Для оценки точности алгоритмов и прогнозных значений предложено использовать величину разности интеграла от прогнозируемой и от реальной функции, что позволит определить наличие резких скачков в расчетных данных.

Ключевые слова: прогнозирование, генетический алгоритм, численность популяции, математические модели.

Mikhaylova S.S., Shulunova I.R., Baldanova M.V. Development of models, algorithms, and software for forecasting the population of the region

S.S. Mikhaylova - Financial University under the Government of the Russian Federation, Moscow

I.R. Shulunova - East Siberia State University of Technology and Management, Ulan-Ude

M.V. Baldanova - East Siberia State University of Technology and Management, Ulan-Ude

The work is devoted to population forecasting using a genetic algorithm and the construction of a Lotka-Volterra mathematical model. A feature of the study is the development of a methodological approach to regional population forecasting, which is an alternative use of the genetic algorithm and the Lotka-Volterra mathematical model. This approach allows, firstly, to improve the accuracy of the forecast, and secondly, to expand the possibilities for correcting information models of regional demographic data. Variants of the genetic algorithm have been implemented: with the removal of extra individuals and without removal, and systems of two differential equations have been constructed where, as variables, fertility, mortality and migration indicators are presented in pairs. A forecast has been developed for the values of birth, death and migration indicators for the Republic of Buryatia and its regions for three and five year periods. To assess the accuracy of algorithms and predictive values, it is proposed to use the value of the difference between the integral from the predicted and from the real function, which will make it possible to determine the presence of sharp jumps in the calculated data.

Keywords: forecasting, genetic algorithm, population size, mathematical models.