能源短缺风险综合评价及预测

能源短缺风险综合评价及控制预测

摘要

能源亦称能量资源或能源资源。能源是为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源，是国民经济的重要物质基础，未来国家命运取决于能源的掌控。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。近几年来，我国能源短缺情况越来越严重，能源浪费情况十分严重，能源问题成为焦点问题。因此，我们建立数学模型确定能源问题的主要风险因子和对能源短缺风险进行等级划分综合评价，以及控制预测。

对于问题一中的风险因子的确定，我们利用降维的思想，通过建立层次分析模型，由《中国统计年鉴》中1993年—2002年有关能源统计资料来进行各因子的对比，由此模型使用MATLAB软件计算出了各个因子的权重，从而确定了主要风险因子。

对于问题二的能源短缺风险综合评价等级划分，我们参考文献选取了五个指标即风险率、脆弱性、重现期、恢复度和风险度，每个评价指标都有5级划分标准呢。

对于问题三

对于问题四，我们通过对得出的数据进行分析，写了一份建议报告给中国能源局相关部门。

关键词：能源，层次分析模型，能源短缺风险评价指标，能源短缺风险评价模型,灰色预测模型

目录

一、问题重述

§1.1 背景

§1.2 问题

二、问题分析

§2.1 能源短缺主要风险因子的确定

§2.2 能源短缺风险进行等级划分

§2.3 根据灰色模型对未来10年能源短缺进行预测

§2.4 提交报告

三、模型的假设

四、符号说明

五、模型的建立与求解

§5.1对问题一的分析及求解

§5.2 对问题二的分析及求解

§5.3 对问题三的分析及求解

§5.4 给国家能源局有关部门的报告

六、模型的评价与推广

七、参考文献

一、问题重述

1.1背景

我国能源总生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的1/10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日日益曾为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪九十年代以来中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成了能源净进口国，能源总消费已大于能源总供给，能源需求的对外总依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中石油需求的大增以及尤其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。

1.2问题

（1）评判我国能源短缺的主要风险因子进行评判；

（2）建立一个数学模型对能源短缺的风险进行综合评价，作出风险等级划分并说明理。如何使风险减低？

（3）对未来10年能源短缺风险进行预测，并给出应对措施；

（4）给国家能源局相关部门写一份建议报告。

二、问题分析

2.1能源短缺主要风险因子的确定

能源缺主要受能源总量与能源需求量两方面的影响，而这两方面都具有随机性与不确定性。因此能源短缺也具有随机性和不确定性。在进行风险评价时，要充分考虑风险的特点和资源短缺系统的复杂性。通过对《中国统计年鉴》中能源生产总量及构成和能源消费总量及构成，我们发现影响我国能源的主要构成是，原煤，石油，天然气和水电。所以我们可以由能源生产总量、能源消费总量、原煤消费总量、石油消费总量、天然气消费总量和水电消费总量这五项的权重来比较得出主要的风险因子。根据层次分析法，以各个能源作为准则层利用降维的思想通过比较权重即可得到主要的风险因子。

2.2能源短缺风险进行等级划分

在问题二中我们要对能源短缺风险进行综合分析评价，并作出风险等级划分。根据问题一说得的结果，我们忽虑其他因素对水资源短缺的影响，集中考虑风险因子。通过计算

2.3根据灰色模型对未来10年能源短缺进行预测

2.4我们结合已经计算得到的数据，写了一份建议报告。

三、模型的假设

1、假设工业生产决定着能源消耗总量，我国的煤炭储存量和进口量决定着煤炭消耗，净进口量决定着能源生产总量。

2、假设数据来源可靠。

3假设能源短缺风险评价级别如下：

风险等级U1(风险性) U2（脆弱性）

U3(重现期、

年)

U4（可恢复

性）

U5（风险度）

V1（低）<=0.200 <=0.200 >=0.800 >=9.000 <=0.200

V2（较低）0.200~0.40

0.200~0.40

0.600~0.800

6.000~9.00

0.200~0.60

V3（中等）0.400~0.60

0.400~0.60

0 0.400~0.600

3.000~6.00

0.600~1.00

V4（较高）0.600~0.80

0.600~0.80

0.200~0.400

1.000~3.00

1.000~

2.00

V5(高) 0.0800~1.0

0.0800~1.0

<=0.200 <=1.000 >=2.000

四、符号说明

符号说明

a1993--a2002 各年的矩阵

a 各年的平均矩阵

a1 成对比较矩阵

b1 a1的列向量归一化的矩阵

b2 b1的行向量求和的矩阵

b3 b2的归一化矩阵

b4 b4=a1*b3

c 特征根值

CI 一致性指标

RI 随机一致性指标

CR 一致性比率

a` 风险率

b` 脆弱性

C` 时间间隔

d 可恢复性

m 方差

w 各项权重

五、模型建立与求解

5.1对问题一的求解

对于问题一的主要风险因子的确定，我们组用的是层次分析模型。尽量避开主管人为因素的干扰，以实际数据为基础，这样很大程度上消除了人为主观偏差因素。