动态预测与决策论文

能源安全预测与我国的能源外交决策摘要: 能源作为一种稀缺性的战略资源是国民经济增长和社会进步的物质基础，但是随着化石能源耗竭及能源使用造成的环境问题日趋严重，能源安全问题逐渐成为关注的焦点，而能源预测决策也成为能源系统科学领域的新兴学科，其内容包含能源安全理论、基于模型的能源供需预测和基于安全评价指标体系的能源预警等方面内容。

通过系统回顾能源安全的理论及其演变的历程，重点综述了自上而下、自下而上和混合建模思路的能源预测模型，探讨了该类模型的优点和局限性，并根据能源安全预警评价指标浓缩信息的程度，将现有预警评价体系划分单个型指标评价体系和聚合型指标评价体系两大类。

通过对以上研究内容的总结分析，明确了当前能源预测预警研究各领域的研究进展，及其在理论和应用方面的优势与不足。

如果决策者对能源安全的预期低，则其对国家现状偏好更倾向于损失，为了避免更多的损失，决策者更有可能选择进攻型能源外交。

关键词: 能源安全; 预测模型; 文献分析; 能源决策1、前言自工业革命以来，能源成为全球繁荣和发展的重要推动力之一，能源安全问题也因此成为各国关注的焦点。

正是基于这种原因，能源外交在国际关系中的作用日益凸显，一些国家频频利用“能源”作为其对外政策中的重要工具。

但是，能源外交的效力是有限的，会受到诸多因素的制约，包括在国际体系中国家参与国际事务的能力、国家之间的能源依存状况、国家经济发展的紧迫性和可持续性、国家内部各利益集团之间的竞争和国际环境（战争或相对和平状态）等等。

因此，一个国家的能源外交是政府努力平衡众多相关要素的行为，并努力使之符合国家利益需要的结果。

目前，关于能源外交的研究成果大多是把能源外交融合到国家外交政策里，且建立在理性主义之上，缺乏对不确定条件下能源外交决策行为的动态分析。

鉴于此，本文试图把动态预测与决策的相关理论结合起来，选择能源安全预期，从风险决策的角度分析能源外交决策的内在逻辑，从而实现理论研究上的突破。

2、能源安全的内涵及预测预警研究的演化分析能源预测预警是对能源系统未来的演化趋势做出预期性评价，提前发现可能出现的问题，为采取防范和化解措施提供依据。

其目标是: ( 1) 正确评价和诊断一国能源系统当前的总体运行状态; ( 2) 正确预测国家能源安全状态的演变并及时发出预警指示; ( 3) 采取防范化解措施。

由此可见，能源安全是能源预测预警的对象，也是能源预测研究研究的核心内容，所以能源安全的内涵是什么? 如何对能源安全的状态进行预测? 如何针对未来状态进行预警? 是当前能源预测预警研究的重点和难点。

正确的把握能源安全内涵，是建立有效能源预测预警体系的基础。

传统的能源安全定义主要从能源供应和能源价格两个维度诠释能源安全的内涵。

此后随着由能源使用引发的关注点不断增多，能源安全所涉及的维度也不断拓宽，特别是20 世纪80 年代以来，随着研究者对全球气候变暖和因能源使用引发的大气环境质量恶化等问题的深入研究，能源安全的内涵在保障供给安全的基础上增加了生态环境安全的内容，并由此促成了联合国“环境和发展”大会的召开、京都议定书草案的形成，以及后续的巴厘岛气候谈判和哥本哈根会议等的召开。

由此可见，能源安全的概念已经以最初的仅考虑供应安全为出发点逐步向着能源安全综合发展观过渡，其在发展的过程中被赋予了越来越多新的内涵。

对于能源安全而言，风险表征了非预期事件发生的概率和后果，相对来说它更多考虑了突发事件的危害，对危害管理的主动性和积极性较弱: 而能源系统脆弱性应该是能源安全的核心，通过脆弱性分析和评价，可以识别能源安全的威胁因素，分析这些因子是如何相互作用，可以通过什么样的调控手段提高能源安全程度等。

3 能源预测模型研究进展能源预测预警是在能源系统运行的过程中，采用科学的评价方法和模型对能源系统运行的相关数据进行分析，对能源系统发展趋势进行预测，以便在危害发生前发出警报，从而为国家能源管理部门提供参考，将能源系统的风险遏制在萌芽状态的一种机制。

因此以能源安全为核心的能源预测预警研究实际上包含能源预测和能源预警两方面工作。

能源预测是对能源系统的未来形势发展进行预料、估计、分析、判断和推测，是实现能源预警的基础，主要通过构建能反映能源系统内部活动与外部联系的数学的模型实现。

由于当前能源安全问题不仅涉到能源需求和供给，同时也涵盖能源利用导致的环境影响以及能源系统对于经济系统的影响等问题，因此能源预测模型的构建是一项涉及能源-环境-经济综合性模型工程。

从模型的构建方法来说，能源预测模型可分为数据外推模型和集成结构模型。

数据外推模型仅仅从数据的相关关系进行外推预测，缺乏对能源过程机理的考虑，主要适用于短期预测。

而集成结构模型可以反应变量之间的相互关联与相互影响，但其建模过程相对复杂。

从建模思路来看，能源预测模型可以分为: 自上而下模型( top-down) 、自下而上模型( bottom-up) 、以及混合模型( hybrid) 三类。

目前常用的自上而下模型以各种经济学模型为主，以能源价格和经济弹性作为纽带，集中表现它们与能源消费、能源生产的关系，这类模型能很好的反应价格在经济活动中的作用，且能刻画经济主体间的相互关系和经济活动的反馈，但是这类模型缺乏对能源技术的描述，从而低估技术进步对于社会经济部门的影响。

当前基于自上而下建模思路的能源预测模型主要以CGE 模型为主，由于该模型对能源政策模拟具有良好效果，因此CGE 模型已成为分析不同政策情景下未来能源需求分析的重要工具。

近年来，混合模型成为能源预测模型构建的趋势，混合模型同时融合了自下而上和自上而下两种建模方法，将能源系统和宏观经济系统链接起来从而大大拓宽了研究的范畴，其在系统的描绘经济主体与环境之间相互关系的基础上，同时对能源生产和消费模块进行刻画，因此可以实现能源、经济和环境之间的交互作用作用以及能源系统的准确仿真。

目前常用的混合模型主要包括MAＲKAL-MACＲO 模型、ETA-MACＲO 模型、NEWS 模型和IPAC模型等。

上述分析表明，仅从自上而下或自下而上角度出发建立能源预测模型无法反映能源系统与经济系统的相互的作用，而混合模型的建立可以同时融合两种建模的思路，吸取了自下而上模型与自上而下模型各自优点，因而得到了更加广泛的关注。

随着当前计算技术的迅猛发展，混合模型所涵盖的领域广度不断延伸，更多能源、社会、经济和环境因素纳入混合模型建模的考虑范畴。

但是，现有混合模型对于可持续发展涉及的水环境、生物多样性等问题的模拟仍然相对缺乏，有待进一步加强。

同时，目前基于混合建模思路的能源预测模型侧重于预测，不具有预警功能，未能实现预测与预警的耦合。

此外，在建模技术方面，混合模型构建还存在诸如系统边界不一致、数据基础不同、变量设置不同等问题。

4、决策的动态模型决策过程虽然很复杂, 但是一个有远见卓识的或有经验的决策者所需要考虑的不是那些因素众多、头绪纷乱的原始情况,而是在信息与预测的基础上,特别是在典型信息分布曲线的基础上作出初步决策, 然后再进行局部修正或者说对各次要因素所占的比重赋予一个相应的权重系数, 用以表示该因素对决策过程所占重要性大小的度量。

可以用下面一个十分简单的代数式表示:V ( x )=x 4 +u X2 + v X当控制因子u与v 连续变化时, V ( x )就代表了状态变量所经历的轨迹，它是一个形状特殊的曲面,曲面有一个折迭部分, 它在u 与v 控制平面上的投影称作分支集, 将u一v 控制平面分为两个不同的区域, 分支集内部与折迭曲面相对应, 分支集外部与状态曲面的顶叶、底叶相对应。

首先, 需要引入, 一个新的控制因素来衡量代价与效益之间微小的区别或偏倚程度。

即使是对等的情况, 对不同决策者来说, 他总有一定的倾向性,或者对代价估计较高, 或者对效益估计过高, 引入偏倚因子正好能反映这个情况, 偏倚因子用w 表示。

其次, 中立态度的建立或丧失都与时间有关代价与效益平衡的局面只能靠时间的推延而变化,一般说来, 经过一段时间就可以观察到代价与效益之间出现的变化, 如果没有变化, 中立态度则可以维持。

因此, 时间t也是一个控制变量, 而决策结果仍为三种不同情况。

与前面的模型不同, 现在考虑到中立状态的模型是增加了两个新参量, 模型的空间曲面出现了第三叶, 其数学表示式如下:V ( x ) = x 6 + t x4 + w x 3 + u x 2+ v X对给定的t、w 、u 和v 值, 可以画出v ( x) 的空间状态曲面。

当代价与效益的平衡并不明显地偏向某一方面时, 中立情况是可以出现和维持的, 中叶曲面代表中立状态。

根据已获得的信息和由此作出的预测, 可以对t、w、u 和v 这四个参数进行统计学的计算, 从而画出模型的具体几何形状。

如果将投资的例子改换成关于战争的决策或关于其他政策制定的决策, 也同样有上面讨论的基本情况, 就不一一赘述了。

这个模型还有两个值得特别注意的特点, 这就是滞后与发散, 滞后说明从决策A 转变为决策B与从决策B 转变到决策A并不沿同一路径实现。

例如商品价格的调整, 若某一商品升价, 它可能影响有关商品也调整价格, 当该商品再降价后, 其他升价或调价的商品不会随之也调整价格, 即便如此, 也需要经过一段时间。

其次是发散特点, 这与决策者的个人因素, 提供的信息与预测, 以及背景情况和初始形势等有关, 发散说明在条件基本相同时, 两个不同的决策者可能作出完全相反的决策, 也就是说从状态曲面上O 点出发的两条相互靠近的决策路径在折迭曲面尖顶V 处分叉, 路径1 进入顶叶, 而路径2 进入底叶, 分别代表对立的决策结果。

5、基于不确定性情势下的能源外交决策建立理论模型分析能源政治中的问题最早起源于美国。

１９７３年第一次石油危机后，一些美国学者通过运筹学、组合优化、仿真、决策分析和计量经济等方法对能源政治进行了研究，其中，数学建模在上述研究方法中出现的频率最高。

此后也有学者通过历史的视角研究能源政治。

不过，上述研究大多以国家能源政策中的经济问题为主，且大都集中在能源与国家的经济发展、价格对能源供需双方的影响，以及国家中长期的能源发展战略等方面，较少涉及其他领域。

而从能源政治的本质上来看，它是一个跨学科的领域，涉及到经济、政治、工程技术、地质资源、生物学和环境评估等领域。

但如果从能源外交的角度上看，这些解释还存在一些问题，比如，如果仅从经济关系来分析，那么很难解释苏联与欧洲能源关系的变化。

不言而喻，能源外交决策的研究意义十分重大，但现有的研究大都缺乏从不确定性条件下对能源外交决策进行深入分析，而大量的科学成果已经证明，在人类活动中，不确定性比确定性更为普遍。

为此，本文认为，在分析能源外交决策时，需要把体系诱因、单元要素中的合理要素与前景理论结合起来，也就是说在分析国家之间的能源关系时，既要考虑来自国际体系对能源安全的压力，也要分析国家对现状的认知。