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时间:2018-10-23
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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
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