煤炭價(jià)格走勢分析

1、煤炭價(jià)格走勢分析摘要本文針對(duì)煤炭價(jià)格走勢分析問題，用了spss軟件的擬合與預(yù)測分析，多元線性函數(shù)擬合求解最優(yōu)值，替換法求解最優(yōu)值，綜合分析的方法，最終確立了煤炭價(jià)格的走勢以及煤炭產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展趨勢。針對(duì)問題一，根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù)，用spss軟件圖形中的散點(diǎn)分別繪制出動(dòng)力煤價(jià)格，焦化煤價(jià)格，化工煤價(jià)格隨時(shí)間的變化曲線，分別分析過去各類煤炭的價(jià)格以及現(xiàn)在各類煤炭價(jià)格的變化曲線。然后，繼續(xù)用spss軟件分析中的預(yù)測，創(chuàng)建模型，得到各類煤炭價(jià)格隨時(shí)間的擬合預(yù)測曲線，在所得的擬合預(yù)測曲線中，我們?cè)O(shè)置了2008年第二個(gè)季度以及2009年第三個(gè)季度，兩個(gè)缺失值，我們根據(jù)擬合出的曲線，對(duì)比實(shí)際值，分析判斷擬合

2、預(yù)測曲線的準(zhǔn)確性，進(jìn)而判斷預(yù)測未來價(jià)格趨勢的準(zhǔn)確性。針對(duì)問題二，采用了兩個(gè)方案，方案一采用多元線性函數(shù)擬合求解最優(yōu)值，分析需求量，產(chǎn)量與價(jià)格之間的關(guān)系，并根據(jù)問題一中的各類煤炭價(jià)格，采用加權(quán)確定全國煤炭價(jià)格，用MATLAB軟件繪制出煤炭價(jià)格，產(chǎn)量以及需求量之間的三維曲線關(guān)系圖像，由三維曲線可得，煤炭產(chǎn)量與需求量均對(duì)價(jià)格有影響，并通過MATLAB編程繪制全國煤炭產(chǎn)量、需求量對(duì)價(jià)格的線性擬合函數(shù)，最后根據(jù)全國煤炭價(jià)格的擬合值與實(shí)際統(tǒng)計(jì)值越接近，則所確立的價(jià)格越合理來確定目標(biāo)函數(shù)。方案二采用替代法求解最優(yōu)值，經(jīng)濟(jì)增長決定煤炭需求，而發(fā)電量的數(shù)據(jù)又是與經(jīng)濟(jì)增長密切相關(guān)的，煤炭供給的增長量主要取決于新增

3、煤炭產(chǎn)能的增加，這一切均可以通過煤炭行業(yè)固定資產(chǎn)投資額反應(yīng)出來，所以，方案二，采用發(fā)電量替代煤炭需求量，固定資產(chǎn)替代煤炭產(chǎn)量，分別建立了兩者與價(jià)格之間的擬合曲線，采用綜合分析的方法，確定了煤炭的最優(yōu)價(jià)格以及最優(yōu)產(chǎn)量。并對(duì)兩個(gè)方案做了對(duì)比分析。 針對(duì)問題三，以煤炭消費(fèi)量與煤炭實(shí)際價(jià)格的模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用Masih法確定煤炭需求量與經(jīng)濟(jì)增長的函數(shù)關(guān)系。首先根據(jù)煤炭消費(fèi)量與煤炭實(shí)際價(jià)格的模型確定煤炭需求量的函數(shù)關(guān)系式，然后通過殘差統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)，檢測各變量時(shí)間序列的平穩(wěn)性，之后運(yùn)用spss軟件對(duì)已知數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析，最后將已知數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理，將處理后的數(shù)據(jù)重新又spss軟件對(duì)煤炭需求量進(jìn)行線性回歸

4、運(yùn)算，得到煤炭需求量與經(jīng)濟(jì)增長的函數(shù)關(guān)系。針對(duì)問題四，根據(jù)前三個(gè)問題的結(jié)果，做一個(gè)綜合分析，對(duì)未來煤炭的價(jià)格趨勢以及煤炭的需求量受經(jīng)濟(jì)增長與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的影響，做一個(gè)敘述，并查閱相關(guān)資料，根據(jù)所建模型，對(duì)我國未來煤炭行業(yè)的健康發(fā)展提出合理性的建議。最后，對(duì)模型中運(yùn)用的方法進(jìn)行了科學(xué)性分析，并討論了模型的優(yōu)缺點(diǎn)以及改進(jìn)方案。 關(guān)鍵詞:spss軟件的擬合與預(yù)測 多元線性函數(shù)擬合求解 Masih法一、問題重述煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，由于替代性能源和新能源的開發(fā)所限，預(yù)計(jì)到2050年，煤炭的消費(fèi)仍占全部能源的50%以上，我國經(jīng)濟(jì)對(duì)煤炭能源的依賴性將一直存在。雖然從短期來看，煤炭行業(yè)出現(xiàn)了一定的波動(dòng)，但是

5、長期來看，隨著整體經(jīng)濟(jì)的日益走強(qiáng)，煤炭行業(yè)也將得到穩(wěn)健的發(fā)展。收集相關(guān)資料，以全國或某個(gè)地區(qū)煤炭行業(yè)情況為背景，完成以下問題：問題一：煤炭根據(jù)用途分為：動(dòng)力用煤、煉焦用煤、化工用煤，收集這些煤炭價(jià)格數(shù)據(jù)，預(yù)測未來各類煤炭價(jià)格走勢規(guī)律。問題二：研究煤炭產(chǎn)量、需求量、價(jià)格之間的關(guān)系，建立價(jià)格最優(yōu)化模型，給出相應(yīng)的最優(yōu)產(chǎn)量，并分析模型的合理性。問題三：研究我國經(jīng)濟(jì)增長的需求和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型對(duì)煤炭需求的影響，建立煤炭需求量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的數(shù)量關(guān)系，并對(duì)未來煤炭行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測。問題四：結(jié)合你的研究成果，為相關(guān)部門或企業(yè)寫一篇非技術(shù)性的報(bào)告，為我國煤炭行業(yè)未來健康發(fā)展提出合理的建議。二、問題分析2.1

6、問題一的分析煤炭的用途分為：動(dòng)力用煤、煉焦用煤、化工用煤。該問題是：預(yù)測未來各類煤炭價(jià)格的走勢規(guī)律。未來各類煤炭價(jià)格的走勢是通過對(duì)現(xiàn)在各類煤炭價(jià)格的走勢以及過去各類煤炭價(jià)格的走勢分析通過觀測和擬合得到的。我們可以根據(jù)附錄一中的數(shù)據(jù)，第一步，通過spss軟件生成散點(diǎn)圖，可以觀測到現(xiàn)在各類煤炭的價(jià)格的走勢以及過去各類煤炭價(jià)格的走勢；第二步，繼續(xù)使用spss軟件對(duì)未來各類煤炭價(jià)格的走勢進(jìn)行預(yù)測。2.2問題二的分析針對(duì)問題二，采用了兩種方案，第一種方案：進(jìn)行多元線性函數(shù)擬合求解最優(yōu)值，首先根據(jù)問題一中的各類煤炭的價(jià)格，采用加權(quán)確定全國煤價(jià)，其次用MATLAB軟件，繪制煤炭產(chǎn)量，需求量以及價(jià)格之間的三維

7、曲線，最后確定目標(biāo)函數(shù)。第二個(gè)方案：用替代法求最優(yōu)解，首先以固定資產(chǎn)替代產(chǎn)量，以電量替代需求量，建立煤炭價(jià)格隨固定資產(chǎn)變化的曲線，煤炭價(jià)格隨電量變化的曲線，用spss軟件繪制擬合曲線，綜合分析兩條曲線的變化趨勢，得出價(jià)格與產(chǎn)量的最優(yōu)解。2.3問題三的分析要建立煤炭需求量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的數(shù)量關(guān)系，就要考慮決定經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素，在本題中，我們主要考慮三個(gè)方面：一是經(jīng)濟(jì)增長的需求，以人均GDP代替；二是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，以天然氣的實(shí)際價(jià)格來表示；三是由于煤炭消費(fèi)量與需求量之間存在伴隨關(guān)系，因此在后期實(shí)際運(yùn)算中，以煤炭消費(fèi)量來替代煤炭需求量。為此，引進(jìn)煤炭消費(fèi)量與煤炭實(shí)際價(jià)格的模型：式中：煤炭消費(fèi)量 煤炭

8、實(shí)際價(jià)格 實(shí)際總收入 C常數(shù)項(xiàng) 隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)，以此模型為模板，引進(jìn)變量（天然氣的實(shí)際價(jià)格），建立一個(gè)新的模型，分析煤炭消費(fèi)量與人均GDP與天然氣價(jià)格之間的關(guān)系。2.4問題四的分析根據(jù)前三個(gè)問題的結(jié)果，做一個(gè)綜合分析，對(duì)未來煤炭的價(jià)格趨勢以及煤炭的需求量受經(jīng)濟(jì)增長與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的影響，做一個(gè)敘述，并查閱相關(guān)資料，根據(jù)所建模型，對(duì)我國未來煤炭行業(yè)的健康發(fā)展提出合理性的建議。 三、模型假設(shè) 1.假設(shè)同一時(shí)間，相同類型的煤炭具有相同的價(jià)格，即煤炭價(jià)格不受區(qū)域性的影響； 2.假設(shè)所收集到的數(shù)據(jù)真實(shí)有效； 3.假設(shè)各類煤炭的價(jià)格僅受產(chǎn)量和需求量的影響，其它因素可以忽略不計(jì)。 4.假設(shè)一年內(nèi)煤炭的價(jià)格波動(dòng)不大

9、，可視為不變。 5.假設(shè)不會(huì)發(fā)生不可預(yù)知事件，對(duì)煤炭的產(chǎn)量造成大的影響。4、 符號(hào)說明表示煤炭的產(chǎn)量表示煤炭的需求量表示動(dòng)力煤占全國煤產(chǎn)量中的比值表示焦化煤占全國煤產(chǎn)量中的比值表示化工煤占全國煤產(chǎn)量中的比值表示全國煤價(jià)擬合預(yù)測值表示煤炭的最優(yōu)價(jià)格表示煤炭的固定成本表示單位變動(dòng)成本表示煤炭的最大運(yùn)輸量表示煤炭的市場容量表示煤炭的扭虧平衡點(diǎn)產(chǎn)量表示動(dòng)力煤的年度價(jià)格表示焦化煤的年度價(jià)格表示化工煤的年度價(jià)格表示綜合煤價(jià)5、 模型建立及求解分析5.1 問題一模型的建立與分析5.1.1 用spss軟件對(duì)問題一進(jìn)行分析 根據(jù)附錄一中的數(shù)據(jù)，由spss軟件圖像中的散點(diǎn)生成如下散點(diǎn)圖： 圖1 動(dòng)力用煤價(jià)格隨時(shí)間

10、變化散點(diǎn)圖 由圖一我們可以得到動(dòng)力煤價(jià)格數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖，動(dòng)力煤數(shù)據(jù)的變化波動(dòng)較大，且在2008年9月份存在明顯的峰值，受市場變化、供求關(guān)系、生產(chǎn)成本等因素的影響較為敏感。2012年之前，動(dòng)力用煤價(jià)格雖然波動(dòng)較大，但整體趨勢依舊穩(wěn)步上升，即體現(xiàn)為震蕩上升。2012年之后，由于替代性能源與新能源的開發(fā)使煤炭的需求量降低以及政府的干預(yù)，導(dǎo)致價(jià)格總體體現(xiàn)出下降趨勢。圖2 焦化用煤價(jià)格隨時(shí)間變化散點(diǎn)圖 由圖二我們可以得到焦化用煤價(jià)格數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖，焦化用煤價(jià)格整體呈現(xiàn)出上升趨勢。2004年以后，由于國家重新啟動(dòng)“煤電價(jià)格聯(lián)動(dòng)”（源于國辦發(fā)【2004】47號(hào)文）政策，此后，煤炭價(jià)格完全市場化，在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)

11、展和需求持續(xù)大幅度增長的推動(dòng)下，導(dǎo)致煤炭價(jià)格總體呈現(xiàn)出上升趨勢。圖3 化工用煤價(jià)格隨時(shí)間變化散點(diǎn)圖 由圖三我們可以得到化工用煤價(jià)格數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖，化工用煤數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，特別是在2010年到6月到2012年12月，受煤炭價(jià)格市場化的影響，且無人為干預(yù)，以及化工用煤本身性質(zhì)的影響，以至于化工用煤價(jià)格在這一階段的數(shù)值都比較大，2013年以后，我國出臺(tái)了一系列以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)軟著陸為目標(biāo)的調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)方式政策，大幅度減少了對(duì)煤炭等資源的類產(chǎn)品的需求，導(dǎo)致此后價(jià)格整體呈現(xiàn)出下降趨勢。5.1.2問題一模型的擬合與預(yù)測表1 各類煤炭價(jià)格隨時(shí)間變化模型擬合表模型擬合擬合統(tǒng)計(jì)量均值SE最小值最大值百分位51025平穩(wěn)的 R

12、 方.239.262-.004.516-.004-.004-.004R 方.702.210.460.829.460.460.460RMSE102.15547.46248.928140.07348.92848.92848.928MAPE9.3068.4072.85318.8122.8532.8532.853MaxAPE42.37918.40823.07759.73923.07723.07723.077MAE61.57939.70922.353101.75422.35322.35322.353MaxAE424.243185.775210.001540.733210.001210.001210.00

13、1正態(tài)化的 BIC9.2041.1657.88410.0927.8847.8847.884 對(duì)附錄一中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合預(yù)測，得到上表，為進(jìn)一步對(duì)未來各類煤炭的價(jià)格進(jìn)行預(yù)測，我們用spss繪制了下表，有助于我們做進(jìn)一步的分析。圖4 各類煤炭價(jià)格擬合預(yù)測圖為保證預(yù)測的準(zhǔn)確性，在繪制擬合曲線時(shí)，缺失了2008年第二個(gè)季度與2009年第三個(gè)季度的數(shù)據(jù)，表2 各類煤炭的實(shí)際價(jià)格年份動(dòng)力煤價(jià)格焦化煤價(jià)格化工煤價(jià)格2008年6月6509006802009年9月600845680 由上表可以得到在缺失的兩個(gè)季度，各類煤炭的價(jià)格，對(duì)比擬合曲線在這兩個(gè)季度上各類煤炭的價(jià)格，通過觀察，可以得到下表：表3 各類煤炭的擬

14、合價(jià)格年份動(dòng)力煤價(jià)格焦化煤價(jià)格化工煤價(jià)格2008年6月6007008609406007202009年9月560650800900630730對(duì)比上述兩個(gè)表格，可以看到，各類煤炭價(jià)格的實(shí)際值都在各類煤炭擬合價(jià)格的范圍之內(nèi)，所以，得到的預(yù)測曲線具有一定的準(zhǔn)確性。綜合分析上圖，可以得到，每一類煤炭的價(jià)格都經(jīng)歷了一個(gè)先上升后下降的過程，煤炭價(jià)格的上升是因?yàn)檎Ｖ沽藢?duì)煤炭價(jià)格的干預(yù)，導(dǎo)致各類煤炭的價(jià)格僅受產(chǎn)量跟市場需求的影響，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平日益提高，對(duì)煤炭的需求量也日益增加，煤炭價(jià)格的下降是因?yàn)?013年以后，我國出臺(tái)了一系列以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)軟著陸為目標(biāo)的調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)方式政策，大幅度減少了

15、對(duì)煤炭等資源類的產(chǎn)品需求，導(dǎo)致此后價(jià)格整體呈現(xiàn)出下降趨勢。我們通過對(duì)各類煤炭價(jià)格的綜合分析，根據(jù)過去數(shù)據(jù)與現(xiàn)在數(shù)據(jù)得到擬合值與觀測值，通過spss軟件的處理，得到了未來各類煤炭的價(jià)格。表4 各類煤炭價(jià)格的預(yù)測值預(yù)測模型2014年9月2014年12月動(dòng)力用煤價(jià)格-模型_1預(yù)測600578置信區(qū)間上限896978置信區(qū)間下限385316煉焦用煤價(jià)格-模型_2預(yù)測11221122置信區(qū)間上限13611427置信區(qū)間下限883817化工用煤價(jià)格-模型_3預(yù)測690690置信區(qū)間上限790831置信區(qū)間下限590549各類煤炭價(jià)格的預(yù)測值5.2問題二模型的建立與分析5.2.1 多元線性函數(shù)擬合求解最優(yōu)值

16、(1)加權(quán)確定全國煤價(jià) 由問題1，可得出每年全國的煤炭產(chǎn)量主要分為動(dòng)力用煤、煉焦用煤、化工用煤三個(gè)方面，且由附錄一表格中數(shù)據(jù)易知，不同種類的煤炭價(jià)格，因其用途不同呈現(xiàn)出較大的差異性。因此，通過查閱資料，我們得出動(dòng)力用煤、焦化用煤、化工用煤在全國煤炭產(chǎn)量中所占的比例，如表 所示：表5 各類煤炭在全國煤炭產(chǎn)量所占比例表煤種動(dòng)力用煤焦化用煤化工用煤比例81.4%13.4%5.2%根據(jù)表5中數(shù)據(jù)，我們通過加權(quán)方法得出全國綜合煤價(jià)的計(jì)算帶入數(shù)據(jù)即可得到2005至2014年的全國綜合煤價(jià)，具體數(shù)據(jù)可見附錄二。(2)繪制煤炭產(chǎn)量、需求量、價(jià)格之間的三維曲線圖通過查閱資料，得到2005至2014年全國煤炭產(chǎn)量

17、、需求量和價(jià)格的數(shù)據(jù)如下：表6 2005-2014全國煤炭產(chǎn)量、需求量和價(jià)格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表時(shí)間煤價(jià)產(chǎn)量/億噸需求量/億噸200541522.7319.97200642624.6822.5200739526.1520.39200874027.4820.99200958430.522.82201074332.425.43201185035.227.51201276736.629.82201367337.136.1201461717.3137.2 將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB，通過編程繪制出煤炭產(chǎn)量、需求量和價(jià)格的三維曲線，如圖所示。圖5 煤炭產(chǎn)量、需求量、價(jià)格之間的三維曲線圖(3)確定目標(biāo)函數(shù)由三維曲線

18、可得，煤炭產(chǎn)量與需求量均對(duì)價(jià)格有影響，因此通過附錄三已知數(shù)據(jù)，通過MATLAB編程繪制全國煤炭產(chǎn)量、需求量對(duì)價(jià)格的線性擬合函數(shù)，可得如下函數(shù)關(guān)系：由題意我們規(guī)定全國煤炭價(jià)格的擬合值與實(shí)際統(tǒng)計(jì)值越接近，則所確立的價(jià)格越合理。所以我們建立了如下的目標(biāo)函數(shù)：(4)確定約束條件1） 根據(jù)產(chǎn)量約束優(yōu)化方案的生產(chǎn)量的多少很大程度上由煤礦生產(chǎn)力決定，煤炭產(chǎn)量不能超過煤礦的生產(chǎn)能力，否則優(yōu)化方案根本無法實(shí)現(xiàn)，也沒有實(shí)際意義。根據(jù)煤炭開采的經(jīng)濟(jì)性，定義煤炭產(chǎn)量盈虧平衡產(chǎn)量：此處我們通過查閱資料，將問題（1）中所得的各類煤炭價(jià)格的預(yù)測值取加權(quán)運(yùn)算將取值為，同時(shí)將的取值為和。煤炭生產(chǎn)的產(chǎn)量必須超過盈虧平衡點(diǎn)產(chǎn)量，否

19、則，對(duì)煤炭企業(yè)而講得不償失。2）市場容量約束市場需求是企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售的必要條件，企業(yè)生產(chǎn)的某種產(chǎn)品只有市場上需要，才有可能順利的銷售出去，若市場不需要，勢必造成產(chǎn)品積壓，就會(huì)影響企業(yè)的效益，故煤炭產(chǎn)量應(yīng)以市場容量為限。3）運(yùn)輸約束，當(dāng)煤炭供求關(guān)系一定時(shí)，煤炭產(chǎn)品銷售是否順利實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵取決于運(yùn)輸是否有保障，故可得如下約束：此處，我們根據(jù)查閱的資料將和分別取值為和。4） 非負(fù)約束，即各類煤炭的需求量和產(chǎn)量均為非負(fù)。 根據(jù)以上各方面的約束原則，我們確定了如下的約束條件： 代入數(shù)據(jù)通過計(jì)算我們得出:最優(yōu)價(jià)格與預(yù)測價(jià)格的最小差異值：全國煤炭最優(yōu)產(chǎn)量：全國煤炭最優(yōu)需求量：全國煤炭最優(yōu)價(jià)格：5.2.2替代

20、法求最優(yōu)解1. 根據(jù)附錄四中的數(shù)據(jù)，用spss軟件實(shí)現(xiàn)，價(jià)格、需求量、產(chǎn)量，各變量之間的模擬曲線圖6 價(jià)格隨供應(yīng)量變化圖固定資產(chǎn)投資時(shí)煤炭供給的重要因素，煤炭供給量的增長主要取決于新增煤炭產(chǎn)能的增加，即新煤礦的投產(chǎn)，或老煤礦通過技改提升產(chǎn)能，這一切均可以通過煤炭行業(yè)的固定投資額以及其增長率反映出來。所以，我們用固定資產(chǎn)投資代替供應(yīng)量（產(chǎn)量），以達(dá)到最符合現(xiàn)實(shí)情況的價(jià)格隨供應(yīng)量變化的模擬曲線。圖7 價(jià)格隨需求量變化圖 經(jīng)濟(jì)增長決定煤炭需求，拉動(dòng)煤炭需求增長的最根本原因是經(jīng)濟(jì)的增長。專業(yè)人士對(duì)經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)行分析普遍采用的GDP增長的數(shù)據(jù)，考慮到中國的GDP統(tǒng)計(jì)的種種弊端，比如其真實(shí)性問題就經(jīng)常為人所

21、詬病，我們選取了與經(jīng)濟(jì)增長最為密切的發(fā)電量的數(shù)據(jù)。因?yàn)殡娏Σ淮嬖趲齑娴那闆r，造假的可能性最小，也是最為真實(shí)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。所以，我們用電量替換煤炭的需求量，以達(dá)到最符合現(xiàn)實(shí)情況的價(jià)格隨煤炭需求量變化的擬合曲線。由上面兩個(gè)圖得到，價(jià)格隨供應(yīng)量（固定資產(chǎn)）變化的擬合曲線，價(jià)格隨需求量（電力）變化的擬合曲線。價(jià)格隨供應(yīng)量變化的擬合曲線是一個(gè)先上升后下降的曲線，即價(jià)格隨供應(yīng)量的增加，當(dāng)供應(yīng)量達(dá)到一定的量時(shí)，價(jià)格不再隨供應(yīng)量的增加而提高，開始下降，此時(shí)的供應(yīng)量使價(jià)格達(dá)到最大值。價(jià)格隨需求量變化的擬合曲線整體呈現(xiàn)出上升趨勢，即價(jià)格隨需求量的增加，價(jià)格的值一直在上升。綜合分析兩個(gè)圖像的擬合曲線的變化趨勢，我們得

22、到，在價(jià)格隨供應(yīng)量變化的擬合曲線中，當(dāng)價(jià)格不再隨供應(yīng)量變化時(shí)，價(jià)格達(dá)到最大值，也就是價(jià)格的最優(yōu)值，此時(shí)的產(chǎn)量即為最優(yōu)產(chǎn)量。此時(shí)求得全國煤炭最有價(jià)格為=786.430此時(shí)對(duì)應(yīng)的固定資產(chǎn)投資為 =5163.285相應(yīng)的電量為 =48254.26 模型的評(píng)價(jià)：以上兩種方法，我們都可以得到煤炭銷售的最優(yōu)價(jià)格，方法一：多元線性函數(shù)擬合求解最優(yōu)值，分析需求量，產(chǎn)量與價(jià)格之間的關(guān)系，用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)三者之間的擬合曲線，由于我們所給數(shù)據(jù)是以年份為單位，中間的跨度過大，煤炭的價(jià)格在一年內(nèi)的波動(dòng)并不能明顯的表示出來，最后所求結(jié)果，與實(shí)際的最優(yōu)值，會(huì)出現(xiàn)一定的差別；方法二：我們以固定資產(chǎn)來替代煤炭產(chǎn)量，以電量

23、替代煤炭的需求，5.3問題三模型的建立與分析5.3.1運(yùn)用Masih法確定煤炭需求量與經(jīng)濟(jì)增長的函數(shù)關(guān)系(1)確定煤炭需求量的函數(shù)關(guān)系式我們選用煤炭消費(fèi)量與煤炭實(shí)際價(jià)格關(guān)系的模型進(jìn)行研究式中：煤炭消費(fèi)量 煤炭實(shí)際價(jià)格 實(shí)際總收入 C常數(shù)項(xiàng) 隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)在此基礎(chǔ)上我們引入一個(gè)變量（天然氣的實(shí)際價(jià)格），天然氣作為新能源也是煤炭的替代產(chǎn)品，近年來，天然氣能源發(fā)展較快，對(duì)煤炭需求量的影響不容忽視。我們得到了新的模型(2)殘差統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)由于問題中涉及到的大多數(shù)時(shí)間序列都是非平穩(wěn)的，如果直接將其當(dāng)成平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行建模分析，會(huì)產(chǎn)生“偽回歸”的問題，故先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行殘差統(tǒng)計(jì)分析。通過殘差統(tǒng)計(jì)分析，得到如表 所示

24、各變量時(shí)間序列平穩(wěn)性的結(jié)果。表7 各變量時(shí)間序列平穩(wěn)性殘差統(tǒng)計(jì)表殘差統(tǒng)計(jì)量a極小值極大值均值標(biāo)準(zhǔn) 偏差N預(yù)測值5.0177365.4074385.220400.138056713標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)測值-1.4681.355.0001.00013預(yù)測值的標(biāo)準(zhǔn)誤差.010.021.015.00313調(diào)整的預(yù)測值5.0235505.4483135.223510.143394713殘差-.0297739.0427173.0000000.023700613標(biāo)準(zhǔn) 殘差-1.0881.561.000.86613Student 化 殘差-1.5051.862-.0431.06413已刪除的殘差-.0664128.060

25、8098-.0031100.036829013Student 化 已刪除的殘差-1.6402.240-.0191.15513Mahal。 距離.7346.4632.7691.49313Cook 的距離.000.906.159.25313居中杠桿值.061.539.231.12413a. 因變量: 煤炭消費(fèi)量(3)利用線性回歸分析通過通過查閱資料，我們得到2000-2012年煤炭消費(fèi)量、煤炭實(shí)際價(jià)格、天然氣實(shí)際價(jià)格和人均GDP的數(shù)據(jù)（見附錄五）。我們將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入spss軟件，進(jìn)行線性回歸分析得到如下線性函數(shù)：(4)對(duì)煤炭需求量關(guān)系式的線性回歸計(jì)算由定義的函數(shù)關(guān)系，我們將需要的所有數(shù)據(jù)做對(duì)數(shù)運(yùn)算

26、（見附錄六），之后將處理后的所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入spss軟件，進(jìn)行線性回歸擬合，得出如下煤炭需求量與各經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)的函數(shù)關(guān)系式：由函數(shù)關(guān)系是，易得煤炭需求量受煤炭實(shí)際價(jià)格、天然氣實(shí)際價(jià)格和經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)等因素影響，其中受天然氣影響最大。 5.4 問題四的分析我們研究了各類煤炭價(jià)格隨時(shí)間的變化曲線，煤炭價(jià)格與需求量、產(chǎn)量之間的關(guān)系以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭需求的影響，根據(jù)模型結(jié)果與數(shù)據(jù)的分析可得出中國煤炭行業(yè)的現(xiàn)狀與當(dāng)前所面臨的諸多問題。首先通過對(duì)問題（1）的求解，我們對(duì)動(dòng)力用煤、煉焦用煤和化工用煤的價(jià)格分別作出了統(tǒng)計(jì)，同時(shí)得出不同種類的煤炭價(jià)格的預(yù)測值，預(yù)測各類煤炭的走勢規(guī)律。通過對(duì)各類煤炭的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測曲線的分

27、析，得出如下結(jié)論：1）動(dòng)力用煤的價(jià)格走勢較為震蕩，受各類因素影響較大，故擬合曲線的波峰及波谷趨于兩極化，且今年動(dòng)力用煤的價(jià)格持續(xù)下降，即可得出未來幾年中動(dòng)力用煤價(jià)格儲(chǔ)蓄走低；2）焦化用煤價(jià)格較為穩(wěn)定，但也會(huì)隨國家宏觀政策、市場環(huán)境等因素的影響出現(xiàn)一定的波動(dòng)，但在過去幾年動(dòng)力用煤價(jià)格持續(xù)下降時(shí)，焦化用煤的價(jià)格呈現(xiàn)出逆勢上漲的趨勢，不過近期焦化用煤也存在下降趨勢；3）化工用煤價(jià)格較為穩(wěn)定，在較長的一段時(shí)間內(nèi)始終保持在一種較為穩(wěn)定的狀態(tài)中，價(jià)格提升較為困難，一但提價(jià)便始終保持在高位不易跌落，今日同樣存在下降的趨勢。由分析圖表可得，各類煤炭的價(jià)格均存在走低的趨勢，由于替代性能源和新能源的開發(fā)的沖擊以及

28、國家經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控等政策對(duì)煤炭行業(yè)的沖擊，使各類煤炭的價(jià)格持續(xù)下降，并極可能在未來的較長時(shí)間內(nèi)繼續(xù)走低。其次在對(duì)問題二的分析與求解過程中，我們通過多元函數(shù)線性擬合和優(yōu)化算法，對(duì)煤炭產(chǎn)量、需求量、價(jià)格進(jìn)行擬合，得出目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。下面我們根據(jù)問題（1）、（2）、（3）的研究成果，為我國煤炭行業(yè)未來健康發(fā)展提出一些合理性建議：1）優(yōu)化煤炭行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高煤炭生產(chǎn)集約化程度。煤炭行業(yè)黃金十年已經(jīng)過去，中型煤企應(yīng)該努力完善自身產(chǎn)業(yè)鏈條，將勘探、開采、運(yùn)輸、銷售、再加工、煤化工等諸多環(huán)節(jié)有效結(jié)合，提升煤炭產(chǎn)品的附加值，并將增強(qiáng)企業(yè)把控成本、優(yōu)化效率作為重點(diǎn)工作來抓。煤化工重啟的序幕已經(jīng)拉開，煤炭集團(tuán)不

29、妨適時(shí)地涉足煤制天然氣、煤制烯烴項(xiàng)目，將煤化工培育成全新的營收增長點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到核心競爭力提升、改善經(jīng)營狀況的目的。2）推進(jìn)煤礦兼并重組，淘汰落后產(chǎn)能。提高煤礦準(zhǔn)入門檻，推進(jìn)現(xiàn)代化煤礦建設(shè)，淘汰落后產(chǎn)能，加快大型煤炭基地建設(shè)，努力促進(jìn)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、現(xiàn)代化發(fā)展。他強(qiáng)調(diào)，優(yōu)化煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是重點(diǎn)?！皥?jiān)持循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)鏈延伸發(fā)展，發(fā)展現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)，提高煤炭供應(yīng)效率?！?控制東部地區(qū)煤炭生產(chǎn)規(guī)模，提高持續(xù)供應(yīng)保障能力；穩(wěn)定中西部產(chǎn)量，促進(jìn)資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展；適度加大西部地區(qū)資源開發(fā)規(guī)模，提高全國煤炭供應(yīng)保障程度。3）有序開發(fā)利用煤炭資源，推動(dòng)現(xiàn)代煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展。積極探索與

30、市場經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)投融資機(jī)制，采取建設(shè)運(yùn)營移交（BOT）方式，調(diào)動(dòng)政府、企業(yè)、社會(huì)、包括私營、個(gè)體、外資等投資主體的積極性，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化、融資方式多元化，形成政府、企業(yè)、社會(huì)相結(jié)合的多元化投資格局，促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。4）建立和完善煤炭清潔發(fā)展機(jī)制，推行煤炭綠色開采技術(shù)。6、 模型的評(píng)價(jià)與改進(jìn)本文根據(jù)題目提出的各個(gè)問題的不同要求，建立了針對(duì)問題的三個(gè)模型。針對(duì)問題一，模型一是采用spss軟件圖形中的散點(diǎn)分別繪制出動(dòng)力煤價(jià)格，焦化煤價(jià)格，化工煤價(jià)格隨時(shí)間的變化曲線，繼續(xù)使用spss軟件分析中的預(yù)測，創(chuàng)建模型，得到各類煤炭價(jià)格隨時(shí)間的擬合預(yù)測曲線。由于數(shù)據(jù)量少，且所給數(shù)據(jù)跨度較

31、大，并不能詳盡的表示出各類煤炭的價(jià)格隨時(shí)間的變化曲線，但是，模型能夠模擬出各類煤炭的價(jià)格隨時(shí)間變化的大致曲線，也有其可取性。針對(duì)問題二，方案一中采用多元線性函數(shù)擬合求解最優(yōu)值的模型，方案二采用替代法求解最優(yōu)值，以電量替代煤炭需求量，以固定資產(chǎn)替代煤炭產(chǎn)量，煤炭巧妙的將價(jià)格隨煤炭產(chǎn)量與煤炭需求量變化的問題轉(zhuǎn)化為煤炭價(jià)格隨發(fā)電量與固定資產(chǎn)問題的模型。但是，所建立的模型與與原模型相比，波動(dòng)量較小，分析中，趨勢并不明顯。綜合分析，兩個(gè)模型，煤炭價(jià)格受多種因素的影響，并不僅僅只受煤炭產(chǎn)量與煤炭需求量的變化。我們可以在模型里面加入一個(gè)（隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)），能夠得到一個(gè)更準(zhǔn)確的模型。針對(duì)問題三，以煤炭消費(fèi)量與煤炭

32、實(shí)際價(jià)格的模型為模板，引入變量（天然氣的實(shí)際價(jià)格），建立的新模型，是一個(gè)研究煤炭需求量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間關(guān)系的模型。七、參考文獻(xiàn) 1 魏一鳴 范英 韓智勇 吳剛 等，中國能源報(bào)告（2006）戰(zhàn)略與政策研究，北京，科學(xué)出版社，2006年；2 史丹 等，中國能源工業(yè)市場化改革研究報(bào)告，北京：經(jīng)濟(jì)管理出版社，2006年；3 范金城 梅長林，數(shù)據(jù)分析，北京：科學(xué)出版社，2002年；4 國際統(tǒng)計(jì)局，中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2006，北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2006年；5 袁桂秋 張玲丹，我國煤炭價(jià)格的影響因素分析，價(jià)格分析，2009(2):45-47,2009年；6韓中庚，數(shù)學(xué)建模方法及其應(yīng)用，高等教育出版社，200

33、97謝金星，優(yōu)化建模與LINDO/LINGO軟件，清華大學(xué)出版社，20078李志林，數(shù)學(xué)建模及典型案例分析，化學(xué)工業(yè)出版社，20069鄧維斌，spss19統(tǒng)計(jì)分析實(shí)用教程，電子工業(yè)出版社，20128、 附錄附錄一表8 2005-2014各類煤炭價(jià)格統(tǒng)計(jì)表時(shí)間動(dòng)力用煤價(jià)格煉焦用煤價(jià)格化工用煤價(jià)格2005年9月3805106302005年12月3905306302006年3月3905356302006年6月3905306302006年9月3855506502006年12月4105506502007年3月4405506502007年6月3755006502007年9月3255306502007年12

34、月2756206802008年3月4007006802008年6月6509006802008年9月110012206802008年12月7008906802009年3月4508806802009年6月4108506502009年9月6008456802009年12月6808506102010年3月7008307002010年6月7508509102010年9月6758509202010年12月7409209102011年3月76510709102011年6月83510809102011年9月82510809002011年12月81010809302012年3月77011009102012年6月

35、68512509002012年9月64013359102012年12月63012559202013年3月61012637902013年6月58511707502013年9月52511507402013年12月61011657402014年3月55011206902014年6月5101120690附錄二表9 2005-2014全國綜合煤價(jià)統(tǒng)計(jì)表時(shí)間2005200620072008200920102011201220132014煤價(jià)415426395740584743850767673617附錄三2005-2014價(jià)格、產(chǎn)量、需求量三維函數(shù)程序：t=0:1:100;x=22.73,24.68,26

36、.15,27.48,30.5,32.4,35.2,36.6,37.1,17.3;y=19.97,22.5,20.39,20.99,22.82,25.43,27.51,29.82,36.1,37.2;z=41.5,42.6,39.5,74,58.4,74.3,85,76.7,67.3,61.7;plot3(x,y,z);grid價(jià)格擬合函數(shù)程序：z=41.5 42.6 39.5 74 58.4 74.3 85 76.7 67.3 17.31'>> x=22.73 19.9724.68 22.526.15 20.3927.48 20.9930.5 22.8232.4 25.43

37、35.2 27.5136.6 29.8237.1 36.117.31 37.2;>> inmodel=1:2;>> stepwise(x,z,inmodel);附錄四表10 1996-2012全國發(fā)電量、煤炭產(chǎn)量、固定資產(chǎn)投資、煤炭價(jià)格統(tǒng)計(jì)表年份發(fā)電量煤炭固定資產(chǎn)投資煤炭價(jià)格199610,764.30144,734.40216.54160199711,284.40139,248.00266.03155199811,598.43129,492.20182.01150199912,305.21126,365.30124.88140200013,471.40124,537.40211.39135200114,633.50126,211.34222.19150200216,33