基于灰色预测模型的全球石油资源消耗问题的分析

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1、基于灰色预测模型的全球石油资源消耗问题的分析　　摘要：应用灰色预测理论，以世界石油的年度消耗量为变量，利用2007―2014年的石油年度消耗量，建立灰色预测模型，用以预测未来数年里的石油消耗量X。将当前世界石油资源的预计剩余量Z与X作差，在石油剩余量小于一百万吨时视为石油资源枯竭，列出不等式方程。求解模型，结果显示，未来40多年内人类对石油需求量会逐年上升，石油枯竭时间为2060年。　　关键词：灰色预测最小二乘法石油消耗量石油预计储量　　中图分类号：O14文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0118-04

2、　　Abstract：Usingthegreyforecastingtheory，theannualconsumptionofoilintheworldisusedasthevariable，andthegreyforecastingmodelisestablishedtopredicttheamountofoilconsumptioninthenextfewyearsbytheyear2014to2007.Theestimatedresidualamountandoilconsumptionofthecurrentworldoilr

3、esourcesarepoor，whichareregardedasthedepletionofoilresourceswhentheremainingamountofoilislessthanonemilliontons.Solvingmodel，theresultsshowthatinthenextmorethanand40years，thedemandforoilwillcontinuetoriseyearbyyear，oildepletiontimeforthenextyears.　　KeyWords：Graypredicti

4、on；Leastsquaremethod；Oilconsumption；Reservesofoil　　?S着全球经济的复苏，石油的消耗量也日渐增加，但由于它是不可再生能源，所以终有枯竭的一天。为了避免石油枯竭对世界经济乃至国家安全造成影响，预测石油消耗殆尽的时间有极其重要的意义，可以给相关部门以参考时间提前采取相应措施来应对石油危机，可是类似世界石油资源消费预测的论文实属甚少。参阅相关数据得石油各年的消耗量都不尽相同，如何合理地预测未来石油的年度消耗量，是求解石油枯竭年限的一大难题。　　虽然现在新能源兴起，但是得以推广大范围使用还需很

5、长时间，该文忽略其他能源对石油的替代作用，并且认为当石油余量为一百万吨时视为枯竭，原因是考虑到技术开采问题，总有极小部分的石油由于技术原因无所开采或者无法利用；选用灰色模型，它可以利用少量已知数据的生成、开发，预测未知信息；分析过去8年的数据，进而对石油年度消耗量进行科学预测，经过比较分析残差、相对误差、级比偏差等检验指标，发现预测精度较高，有一定的参考价值。　　1灰色预测模型的建立与求解　　根据表1中查找得到的2007―2014年的年度消耗量作为参考数据列，建立预测模型。　　1.1首先做级比检验　　建立石油年度消耗量数据时间序列如下

6、：　　（1）求级比。　　（1）　　（2）级比判断。　　由于所有的级比都落在可容覆盖内，故可以用序列作为模型的数据进行灰色预测。　　1.2建立灰色预测模型　　（1）对原始数据作一次累加。　　以此类推：　　…　　代入数据得：　　（2）构造数据矩阵D及数据向量Y。　　，　　即：　　即：　　记，则由最小二乘法，求得使达到最小值的u的估计值为。　　（3）计算。　　（2）　　于是得到　　（4）建立微分方程模型。　　（3）　　求解得出：　　（4）　　（5）模型检验。　　运用matlab软件运行模型程序得到模型还原值，令。接着计算出存在原始数据的年份

7、的预测值；通过软件计算残差、相对误差、级比偏差检验模型。　　模型的各种检验指标值的计算结果见表3。　　从2007―2014年的预测结果来看，相对误差都控制在1%之内，由此可以看出灰色模型预测的结果精度较高。　　（6）计算枯竭年限。　　根据全球石油预计储存量W=4572亿t和我们查到的2007年以前消耗的全球石油总量W1=1477.304亿t，计算出当前的世界石油资源的预计剩余量Z=W-W1=3195.696亿t。再用当前的石油预计储量和预测出的未来数年里的年度消耗量χi总和作差，选择在石油剩余量大于等于零且小于等于一百万吨的范围里视为

8、石油资源已经枯竭，列出方程：　　0≤≤100　　最后运用matlab软件运行程序最终得到未来46年的石油年度消耗量，如表3所示。　　分析表3和图1可得，在2059年处出现拐点，说明2060年剩余的石油储量已不足以供206