基于組合預(yù)測模型的內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用預(yù)測及分析

胡嘉靖，范艷存，劉思佳，薛清元

1內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)衛(wèi)生管理學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特，010100；2內(nèi)蒙古自治區(qū)衛(wèi)生政策研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特，015001

作為衛(wèi)生方面的宏觀經(jīng)濟(jì)信息，衛(wèi)生總費(fèi)用是評價(jià)一個(gè)國家和地區(qū)衛(wèi)生籌資政策和資金利用情況的重要指標(biāo)[1]，由政府衛(wèi)生支出、社會(huì)衛(wèi)生支出和個(gè)人衛(wèi)生支出3部分組成。衛(wèi)生總費(fèi)用及其構(gòu)成在很大程度上可以反映出國家、社會(huì)及個(gè)人對健康的重視程度及對醫(yī)療衛(wèi)生費(fèi)用的負(fù)擔(dān)水平[2]。衛(wèi)生總費(fèi)用合理增長已經(jīng)成為各國公共治理的挑戰(zhàn)之一[3]。對衛(wèi)生總費(fèi)用及構(gòu)成進(jìn)行科學(xué)的分析和預(yù)測，充分衡量其變化幅度和方向，能夠?yàn)樾l(wèi)生健康部門提供數(shù)據(jù)支持，為進(jìn)一步優(yōu)化衛(wèi)生籌資體系，使衛(wèi)生總費(fèi)用保持合理增長提供參考。

衛(wèi)生總費(fèi)用的預(yù)測一直是衛(wèi)生政策和衛(wèi)生管理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但以往研究多數(shù)采用單個(gè)預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，雖然具有不錯(cuò)的擬合度，但預(yù)測模型各有其局限性。本研究以內(nèi)蒙古自治區(qū)衛(wèi)生總費(fèi)用及構(gòu)成作為研究對象，將3種常見的灰色預(yù)測模型與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行組合，構(gòu)成組合預(yù)測模型對內(nèi)蒙古“十四五”期間衛(wèi)生總費(fèi)用趨勢及結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行預(yù)測，以期為內(nèi)蒙古醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐和政策建議。

1 資料來源與方法

1.1 資料來源

內(nèi)蒙古自治區(qū)衛(wèi)生總費(fèi)用數(shù)據(jù)來源于2011-2015年《內(nèi)蒙古衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)資料匯編》、2017-2018年《內(nèi)蒙古衛(wèi)生和計(jì)劃生育統(tǒng)計(jì)年鑒》以及2019-2021年《內(nèi)蒙古衛(wèi)生健康統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.2 研究方法

1.2.1 灰色預(yù)測模型。灰色預(yù)測模型是灰色系統(tǒng)理論的重要組成部分，由鄧聚龍教授在1982年提出，該模型對研究數(shù)據(jù)要求不高，具有可以處理小樣本、貧信息的特點(diǎn)[4]，目前在衛(wèi)生費(fèi)用預(yù)測領(lǐng)域已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用[5-8]。本研究選取目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的3種灰色預(yù)測模型，包括GM(1,1)模型、DGM(1,1)模型以及DNGM(1,1)模型[9-11]，由于篇幅限制，具體的建模過程在此不再進(jìn)行贅述。

雖然灰色預(yù)測模型應(yīng)用廣泛、效果顯著，但建立模型的數(shù)據(jù)序列需要滿足一定的條件。數(shù)據(jù)序列要滿足準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律，即序列的變化速度不能過快[9]。若原始數(shù)據(jù)序列不滿足準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律，則需要利用弱化算子對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使之滿足準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律[12]。

1.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及組合預(yù)測模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一種模型，具有良好的非線性映射能力，對樣本資料的類型和分布無嚴(yán)格要求[13]。本研究將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與灰色預(yù)測模型進(jìn)行組合，建立組合預(yù)測模型。將GM(1,1)、DGM(1,1)和DNGM(1,1)模型的模擬值作為輸入，將實(shí)際值作為輸出建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，隱含層設(shè)置為5層。設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練參數(shù)，其中輸出層的激活函數(shù)為pruelin，其余層的激活函數(shù)為tansig，訓(xùn)練速率為0.01，誤差精度為10-6，最大訓(xùn)練次數(shù)為1000次，選取貝葉斯正則化方法trainbr為訓(xùn)練方法。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程具有一定的隨機(jī)性，因此本研究將該模型運(yùn)行1000次取其平均值作為預(yù)測結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用Excel 2016對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，Matlab 2018a構(gòu)建預(yù)測模型并進(jìn)行擬合分析。

2 結(jié)果

2.1 內(nèi)蒙古衛(wèi)生費(fèi)用現(xiàn)狀及準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律的檢驗(yàn)

2007-2019年內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用呈現(xiàn)逐年上升趨勢，13年間衛(wèi)生總費(fèi)用上漲了931.19億元，年均增長率達(dá)32.58%。作為衛(wèi)生總費(fèi)用的籌資來源，政府、社會(huì)和個(gè)人的衛(wèi)生支出結(jié)構(gòu)發(fā)生較大轉(zhuǎn)變，政府衛(wèi)生支出和社會(huì)衛(wèi)生支出分別由23.12%、28.86%上升到29.30%、40.14%，個(gè)人衛(wèi)生支出由48.02%下降到30.56%，呈現(xiàn)出政府和社會(huì)衛(wèi)生支出占比逐年上升，個(gè)人衛(wèi)生支出占比逐年下降的態(tài)勢。人均衛(wèi)生總費(fèi)用上，由980.77元增長到4841.63元，與衛(wèi)生總費(fèi)用的變化趨勢基本一致。內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用占國民經(jīng)濟(jì)(GDP)的比例呈逐步上升的趨勢，從2007年的3.71%上升到6.79%，2019年我國衛(wèi)生總費(fèi)用占GDP的比重為6.67%，可見內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用占GDP比重略高于全國水平。見表1。

在建立預(yù)測模型前，對內(nèi)蒙古2007-2019年政府衛(wèi)生支出、社會(huì)衛(wèi)生支出、個(gè)人衛(wèi)生支出數(shù)據(jù)序列進(jìn)行準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律檢驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)社會(huì)衛(wèi)生支出、個(gè)人衛(wèi)生支出的數(shù)據(jù)序列光滑度滿足準(zhǔn)光滑序列的條件，可以進(jìn)一步進(jìn)行建模預(yù)測；政府衛(wèi)生支出的數(shù)據(jù)序列不滿足準(zhǔn)光滑序列的條件，需要引入弱化算子對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后得到的數(shù)據(jù)序列為(217.79，231.35，245.39，258.09，271.27，281.76，292.8，302.77，315.16，326.08，333.46，333.64，342.63)，經(jīng)檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)該序列滿足準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律，可以建立灰色預(yù)測模型。見圖1。

表1 2007-2019年內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用及其構(gòu)成

圖1 內(nèi)蒙古衛(wèi)生費(fèi)用序列的準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律檢驗(yàn)

2.2 模型訓(xùn)練結(jié)果和模型檢驗(yàn)

使用內(nèi)蒙古2007-2017年政府衛(wèi)生支出、社會(huì)衛(wèi)生支出、個(gè)人衛(wèi)生支出數(shù)據(jù)作為原始序列進(jìn)行建模，對2018年和2019年的衛(wèi)生支出費(fèi)用進(jìn)行預(yù)測，將預(yù)測結(jié)果分別求和作為衛(wèi)生總費(fèi)用的預(yù)測數(shù)據(jù)，計(jì)算平均相對誤差率，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷念A(yù)測效果。對不同預(yù)測模型進(jìn)行比較，本研究中構(gòu)建的組合模型在衛(wèi)生總費(fèi)用預(yù)測中擬合數(shù)據(jù)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)的相對誤差分別為2.64%和0.25%，顯著低于3個(gè)灰色預(yù)測模型(表2)，在政府衛(wèi)生支出、社會(huì)衛(wèi)生支出和個(gè)人衛(wèi)生支出上呈現(xiàn)出更好的擬合預(yù)測精度(表3)，因此本研究將采用構(gòu)建的組合模型進(jìn)行預(yù)測。

2.3 組合模型的預(yù)測結(jié)果

采用本研究中構(gòu)建的組合模型對內(nèi)蒙古自治區(qū)2020-2025年衛(wèi)生總費(fèi)用及其組成進(jìn)行預(yù)測，2020-2025年內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用仍將呈上升趨勢，預(yù)計(jì)到2025年內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用將達(dá)到1415.10億元，政府、社會(huì)和個(gè)人的衛(wèi)生支出分別為386.32億元、610.68億元、418.10億元。政府衛(wèi)生支出占比降低了1.26%，社會(huì)衛(wèi)生支出占比增加了1.25%，個(gè)人衛(wèi)生支出占比基本保持不變。見表4。

3 討論

3.1 不同預(yù)測模型的組合可以達(dá)到更好的預(yù)測效果

基于歷史數(shù)據(jù)的演化趨勢對未來進(jìn)行展望是預(yù)測的一種常用方法[14]，衛(wèi)生總費(fèi)用作為全社會(huì)的衛(wèi)生活動(dòng)的重要反映，容易受到人口、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等多方面因素的影響， 因此通常使用時(shí)間序列數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，但單一的模型可能存在精確度和穩(wěn)定性方面的問題[15]。因此將多種模型進(jìn)行組合，可以進(jìn)一步提升預(yù)測結(jié)果精度和降低誤差。本研究依據(jù)內(nèi)蒙古2007-2019年衛(wèi)生總費(fèi)用及其構(gòu)成的數(shù)據(jù)，使用GM(1,1)、DGM(1,1)和DNGM(1,1)三種灰色預(yù)測模型與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行組合，獲得了誤差相對較小的擬合和預(yù)測效果。在衛(wèi)生總費(fèi)用及構(gòu)成的預(yù)測研究中，組合預(yù)測模型可以達(dá)到精度更高的預(yù)測結(jié)果，具有一定的研究價(jià)值，未來可以將人口結(jié)構(gòu)、衛(wèi)生資源配置等因素引入到衛(wèi)生總費(fèi)用的預(yù)測中，進(jìn)一步完善組合預(yù)測模型。

表2 不同模型的內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用擬合和驗(yàn)證結(jié)果

表3 不同模型的內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用構(gòu)成的精度檢驗(yàn)結(jié)果

表4 內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用預(yù)測結(jié)果

3.2 內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用將持續(xù)上升，但增長幅度會(huì)逐漸降低

充足的政府衛(wèi)生投入是發(fā)展衛(wèi)生健康事業(yè)、提高居民健康水平、供給健康勞動(dòng)力、維護(hù)社會(huì)公平正義的基礎(chǔ)和保障[16]。2007年以來，內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用高速增長，年均增長率超過30%，2019年占GDP比重達(dá)到6.79%，略高于全國6.67%的水平，可見內(nèi)蒙古對于醫(yī)療衛(wèi)生保健較為重視。衛(wèi)生總費(fèi)用絕對數(shù)量的增長不可能是無限度的[17]，根據(jù)國際上其他國家的經(jīng)驗(yàn)，衛(wèi)生總費(fèi)用占GDP比重到一定階段后會(huì)保持穩(wěn)定。從預(yù)測結(jié)果看，內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用仍將持續(xù)增長，但增長幅度會(huì)逐漸降低，2020-2025年的年均增長率約為2.90%。在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)背景下，經(jīng)濟(jì)增長速度減緩[18]，與此同時(shí)受新冠肺炎疫情影響，政府疫情防控支出增加，人口老齡化程度不斷加深，衛(wèi)生總費(fèi)用規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，一系列因素使得衛(wèi)生總費(fèi)用占GDP比重可能高于預(yù)測值。不斷增長的衛(wèi)生總費(fèi)用投入并不等于人群健康效率的快速提升[19]，合理地配置衛(wèi)生總費(fèi)用投入，建立科學(xué)的績效目標(biāo)，通過精細(xì)化管理和績效評估結(jié)構(gòu)調(diào)整提高衛(wèi)生費(fèi)用的績效，將成為深化醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革的重要任務(wù)[20]。

3.3 內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用結(jié)構(gòu)仍需優(yōu)化

按照國際慣例，衛(wèi)生總費(fèi)用構(gòu)成以“3∶4∶3”較為合理，即社會(huì)衛(wèi)生支出占40%,政府和個(gè)人衛(wèi)生支出各占30%[21]。內(nèi)蒙古衛(wèi)生總費(fèi)用中政府、社會(huì)和個(gè)人支出從2007年的2∶3∶5轉(zhuǎn)變?yōu)?019年的3∶4∶3，初步實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)生總費(fèi)用結(jié)構(gòu)的個(gè)人衛(wèi)生支出為主到社會(huì)衛(wèi)生支出為主的改革，2020-2025年期間個(gè)人衛(wèi)生支出將降低到30%以內(nèi)，衛(wèi)生總費(fèi)用整體結(jié)構(gòu)趨于合理。但需要注意到，與全國個(gè)人衛(wèi)生支出占比水平(28.36%)相比，內(nèi)蒙古的占比(30.56%)仍然相對較高，同時(shí)內(nèi)蒙古個(gè)人衛(wèi)生支出的絕對值由114.39億元增長到357.34億元，增長了212.39%。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，個(gè)人衛(wèi)生支出占比緩慢降低，預(yù)計(jì)到2024年下降到29.25%，與《內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”衛(wèi)生與健康事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出的2025年低于28%的目標(biāo)仍有一定差距。這些數(shù)據(jù)表明“十四五”時(shí)期內(nèi)蒙古仍面臨家庭災(zāi)難性衛(wèi)生支出的風(fēng)險(xiǎn)[16]，因此需要進(jìn)一步降低個(gè)人衛(wèi)生費(fèi)用負(fù)擔(dān)。在衛(wèi)生總費(fèi)用將持續(xù)增長的情況下，一方面需要建立以“健康中國”戰(zhàn)略為導(dǎo)向的政府衛(wèi)生投入機(jī)制[22]，綜合考慮內(nèi)蒙古人口結(jié)構(gòu)、患病率、醫(yī)療技術(shù)水平等因素，推動(dòng)建立適合內(nèi)蒙古實(shí)際的可持續(xù)性政府衛(wèi)生投入長效機(jī)制。另一方面需要進(jìn)一步加強(qiáng)社會(huì)衛(wèi)生籌資，通過稅收優(yōu)惠等引導(dǎo)政策鼓勵(lì)社會(huì)組織和企業(yè)投入衛(wèi)生健康領(lǐng)域；加快發(fā)展商業(yè)健康保險(xiǎn)，完善與基本醫(yī)療保險(xiǎn)的銜接融合，提升商業(yè)健康保險(xiǎn)在衛(wèi)生總費(fèi)用中的占比。