周亭亭 馬瑜 夏瑞 蔣海波 魏晶茹

基于統(tǒng)計與時序序列的國家自然科學(xué)基金資助項目的研究

周亭亭 馬瑜 夏瑞 蔣海波 魏晶茹

（寧夏大學(xué)物理與電子電氣工程學(xué)院 寧夏銀川 750021）

國家自然科學(xué)基金的資助經(jīng)費逐年增長，在推動我國自然科學(xué)基礎(chǔ)研究的發(fā)展，促進基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)方面取得了巨大成績。本文利用統(tǒng)計的方法重點分析了過去十多年間我國在基礎(chǔ)研究方面的主要領(lǐng)域分布、特征以及研究熱點，用時序序列的方法，預(yù)測自然科學(xué)基金資助項目未來的分布趨勢。本文的創(chuàng)新點是基于統(tǒng)計與時序序列相結(jié)合的方法對自然科學(xué)基金資助項目進行研究。

自然科學(xué)基金；數(shù)據(jù)分類；時序序列分析；預(yù)測目標(biāo)

1 統(tǒng)計法分析研究的主要領(lǐng)域及其特征

1.1 模型建立

為了研究過去十多年間我國在基礎(chǔ)研究方面的主要領(lǐng)域分布及其特征，從定量的分析的角度，對數(shù)據(jù)進行歸類，分析近十余年八個學(xué)科部門以及未知類的項目申請情況。

1.2 模型求解及分析

通過分析過去十多年間研究方面的主要領(lǐng)域分布及其特征，將數(shù)據(jù)分為兩個方面，根據(jù)八個學(xué)科部門在2000～2012年的項目申請情況以及這八個學(xué)科部門申請項目的總金額，并運用MATLAB進行數(shù)據(jù)的歸類以及處理。

圖1 金額-年份走勢圖

從整體來看，生命科學(xué)部門以及工程與材料部門，其增長的速度以及國家投資該學(xué)科的金額遙遙領(lǐng)先于其它學(xué)科部門。因此，可以得出過去十多年間我國在基礎(chǔ)研究方面的領(lǐng)域主要分布在生命科學(xué)與工程與材料科學(xué)上面。

2 統(tǒng)計法分析熱點

2.1 模型建立

由于數(shù)據(jù)龐大，需要選取具有代表性的依托單位進行分析。利用MATLAB編程設(shè)置一個門限值（平均值），進行迭代計算，直到篩選出項目申請數(shù)最大的十個依托單位作為分析的對象。

2.2 模型求解及分析

其中，T為門限值，即該學(xué)科所有依托單位的項目總數(shù)/依托單位個數(shù)，Pr3Sum為生命科學(xué)部門所有單位在2001～2012年項目總數(shù)，n為依托單位數(shù)目。

通過對數(shù)據(jù)的分析，可以得出生命科學(xué)學(xué)科以及工程與材料學(xué)科已經(jīng)成為了眾多學(xué)科中的研究熱點，并且在以這兩門學(xué)科為主要研究方向的單位的依托下，會呈現(xiàn)大好的局勢。

3 時序序列法預(yù)測未來的分布趨勢

3.1 模型建立

將所給數(shù)據(jù)中項目數(shù)與項目金額的觀測值按時間順序（時間間隔相同）排列成一個數(shù)值序列，由此建立問題的預(yù)測模型，并預(yù)測我國國家自然科學(xué)基金資助項目未來的分布趨勢。

3.2 模型求解及分析

非平穩(wěn)序列的隨機分析：ARIMA模型結(jié)構(gòu)：

通過在SPSS軟件中，導(dǎo)入數(shù)據(jù)，進行計算模型統(tǒng)計量、殘差A(yù)CF、殘差PACF結(jié)果并結(jié)合我國過去幾年在基礎(chǔ)研究方面的研究熱點及主要研究方向，針對這八個學(xué)科部門預(yù)測了未來十年的的研究趨勢。如表1所示。

表1 未來十年研究趨勢

[1]Brockwell，P.J.and Davis，R.A.Introduction to Time Series and Forecasting.Springer，New York，1996，Sections 3.3 and 8.3.

[2]趙靜，但琦.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗.北京：高等教育出版社，2008.

[3]韓中庚.數(shù)學(xué)建模方法及其應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2005.

[4]國家自然科學(xué)基金委網(wǎng)站http://www.nsfc.gov.cn/public/portal0/tab220/info24187.

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1004-7344（2016）27-0254-01

2016-9-13

周亭亭（1992-），女，漢族，河南周口人，碩士研究生在讀，研究方向為圖像處理與模式識別。