成品油价格与家庭汽车本科论文.doc
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1、答卷编号:答卷编号:论文题目:E题 成品油价格与家庭汽车 组 别:本科生参赛学校:报名序号: 参赛队员信息: 姓 名专业班级及学号联系电话参赛队员1参赛队员2参赛队员3成品油价格与家庭汽车摘 要随着汽车行业的兴起,汽车越来越成为百姓生活必需品,然而节节攀升的油价给人们的生活消费带来了负面影响。本文对此进行以下研究:(1)分析影响中国成品油价格的诸多因素,运用层次分析法,从错综复杂影响因素关系中找到影响成品油家因素中最直接的因素,即表层现象原因取决于国际油价(S1)、成品油市场供给(S10)、市场需求(S11)和市场竞争(S12)状况。而在这其中,原油价格(s2)是中国成品油价格变化的主要因素,
2、我们对10年到12年12个季度采用回归分析法从而预测了2015年中国汽油的价格为12057.22元吨;(2)通过搜集山东省烟台市20062012年每百户居民汽车所有量,建立家庭汽车增长模型,应用Compertz增长。对该地区家用汽车拥有量的饱和年份及未来几年的拥有量进行了定量分析及预测;(3)应用层次分析法对国外成品油价格的定价因素进行分析,其中因素包括进口石油价格,政治因素,商业经济因素,工程技术因素,地质因素,通过AHP软件计算最后得出结论:在外国成品油价中政治因素起到主要影响作用,其次是商业经济因素等;(4)应用多元线性回归原理对国内原油价格进行定价,最后向国家发改委提供了一份定价机制报
3、告,并说明了“新定价机制”的优点,并就“供求关系图”和“中石油与中石化成品油销售市场寡头竞争均衡点”两方面提出建议。关键词: ISM分析法 线性回归法 compertz增长 层次分析法多元线性回归目录摘要2一 问题重述5二 问题提出5三 模型建立5(一)成品油价格51. 影响因素52. 影响因素的ISM73. ISM分析84. 模型应用85. 回归分析 11(二)家庭汽车增长 12Compertz增长模型12Compertz模型的增长拐点12(三)国外成品油定价分析 151. 模型建立 152. 层次单排序与检测 173. 层次总排序与检测 184. 结果分析 195. 模型求解196. 国内
4、成品油定价分析21(四)成品油定价机制建议22(五) 结语28(六) 参考书籍29一 问题重述 随着汽车行业的兴起,汽车越来越成为百姓生活必需品,然而节节攀升的油价给人们的生活消费带来了负面影响。请你就某个城市,搜集家庭汽车、影响成品油价格因素等实际数据,对以下问题建立数学模型,并回答问题。二 问题提出 分析影响中国成品油价格的因素,根据建立的模型并预测到2015年中国成品油价格情况。根据建立的家庭汽车数量模型,预测到2020年家庭汽车的发展前景,说明成品油价格对家庭汽车增长的影响。分析国外成品油价格的定价因素,给出一份适合中国国情的成品油定价模型。根据建立的模型,给国家发改委提出中国成品油定
5、价机制的建议。三 模型建立 (一 )成品油价格1.影响因素 众所周知,成品油价(S0)受多种因素影响,但从宏观上分析主要有如下一些因素 表1 S1国际油价S2原油价格28S3替代能源及发展战略S4成品油、环保政策S5燃油税S6成品油走私S7进出口量S8加入WTOS9国家成品油储备S10成品油市场供给S11成品油市场需求S12成品油石油竞争 以上这些因素有些相互交叉,互为关联,更多的则表现出因素中的影响因素,形成十分复杂的递阶因素链。同时,每项大的因素又由许多小的因素构成,如国际油价受国际政治、战争、欧佩克石油产量等众多因素影响;又如成品油供给受成品油管线、交通运输、成品油库等多种因素影响,限于
6、政治、战争的不确定性和供给的复杂性,这里就不做具体论述了。为了分析这些因素对成品油价的影响,建立系统解释结构模型ISM(Interpretive Structural Mode),首先要弄清这些因素两两之间的逻辑关系,图1给出了各因素之间的关系。图中“1”表示该行因素对该列有直接或间接的联系,“0”表示该行因素对该列没有影响。 表2 S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S1S211111111111S31111S41S511S611S71S81111S91S10S11S12 2 影响因素的ISM系统解释结构模型(ISM),是美国沃菲尔德(J.Warfield)教授于1973年
7、作为分析复杂社会经济系统问题而开发出的一种系统分析方法,该方法的主要依据是有向图模型和布尔矩阵。根据图1所示成品油价各影响因素的逻辑关系,可得到其可达矩阵(Reach Matrix)R,R的行、列因素相同,为12阶方阵。排列顺序均为S0、S1、S2S12,对应矩阵中为1的元素表示该行因素对该列因素有影响(包括自相关,即Si影响Si),为0的元素则表示该行因素对该列因素无影响。按照ISM方法,要对可达矩阵R进行处理,首先要划去R中具有完全相同的行及其相对应的列,从上面的R中看出,本可达矩阵中,没有两行元素完全相同;然后再按R中每行元素1的个数多少,从少至多顺序排列,形成具有右上角元素全为0的减缩
8、矩阵R*。R*中行和列的排列顺序为S0、S1、S10、S11、S12、S5、S6、S7、S9、S4、S8、S3、S2。表3S0S1S10S11S12S5S6S7S9S4S8S3S2S0 1S11 1S101 1S11 1 1S12 1 1S5 1 1 1S6 1 1 1 1S7 1 1 1S9 1 11S4 1 1 1S8 1 1 1 1 1 1S3 1 1 1 1 1 1S2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 R*中对角线上的每个单位矩阵(R*中所标方框图表示),所对应的全部行因素为一个递阶结构层次。从R*中可以看出,影响成品油价格S0的因素层次共有四层: 第一层:S1、S
9、10、S11、S12; 第二层:S4、S5、S6、S7、S9; 第三层:S8、S3; 第四层:S2;这四层因素集中反映了影响成品油价格的原因,它们之间的层次关系形成了有一定逻辑关系的影响因素链,通过R*可绘出影响因素的结构图,如图2所示。3 ISM分析 从图2所示的递阶结构模型可以看出影响因素及相互关系,在影响成品油价格(S0)的因素链中,最直接因素,也就是表层现象原因取决于原油价格(S1)、成品油市场供给(S10)、市场需求(S11)和市场竞争(S12)状况。中层原因为成品油环保与消费政策(S4)、燃油税(S5)、成品油走私(S6)、进出口(S7)和我国石油储备制度(S9)五大因素。深层次原
10、因是加入WTO(S8)和我国替代能源及发展战略(S3)。而影响成品油价的根源则是国际油价(S2)。4 模型应用通过运用ISM模型对成品油价格影响因素的分析,为众多制约、影响成品油价格的关联交叉因素梳清了层次,找到了影响因素的主次。本文结合2009年年底和2013年年初,我国国内汽油油价格变化情况,运用ISM进行解释分析。表4给出了2010年到2013年的原油价格,表5给出了2010年到2013年中国国内的汽油价格。 以及相应的折线图。表4时间 价格第一季度第二季度第三季度第四季度201078.4076.8076.1085.10201191.40102.6090.3094.802012117.1
11、2124.02105.15109.01 原油价格 美元桶表5时间 价格第一季度第二季度第三季度第四季度20108370.008613.338460.008793.3320119233.339850.009850.009550.0020129850.0010053.339613.3310110.00中国汽油价格 元吨从表4和表5以及两个折线图可以看出,中国汽油价格和原油价格存在必然的联系。而且看以看出整体呈上涨趋势,主要是由于原油资源的减少和人们对燃油的需求增长。表面上是国际油价和市场需要促使中国成品油的价格增长。实际上,影响成品油价格最根本的因素是中国进入WTO后,整个成品市场将逐渐开放,国内
12、成品油价格与国际市场接轨,成品油市场将面临更大范围的全球竞争。在能源政策方面,国家将制定新的能源发展战略,新型、环保、优质、高效能源具有广泛的市场前景,天然气、液化石油气(LPG)、电力、太阳能将在一定程度上取代成品油,成为成品油的主要替代竞争者。原油主产地中东地区由于战乱、宗教等诸多因素,导致原油价格上涨,所以国际油价的变动将直接影响到我国成品油的价格走势,成为左右国内油价的根源。5 回归分析法因为原油价格是中国成品油价格变化的主要因素,我们采用回归分析法预测2015年中国汽油的价格,如下图所示我们使用EXCEL和之前的数据推算出中国2015年汽油价格。FORECAST(B7,C2:C4,B
13、2:B4)如图表6为EXCEL绘制的一维回归图。表6时间价格直线回归分析法的价格2010年18559.172011年29620.832012年39906.672013年410709.722014年511383.472015年612057.22即2015年的中国汽油价格为12057.22元吨。(二)家庭汽车增长模型采用2000-2006 年烟台市区每百户居民家用汽车拥有量数据,应用Compertz 增长。模型对该地区家用汽车拥有量的饱和年份及未来几年的拥有量进行了定量分析及预测。Compertz 增长模型Compertz 模型主要用来反映一些经济现象与时间的变化关系,这种关系的规律是:某一经济变
14、量(如耐用消费品人均拥有量等)有一个最大的极限值,随着时间的推移,该经济变量在初始阶段增长较慢,然后进入快速增长阶段,最后又进入缓慢的增长阶段,最终趋于其极限值。设该经济总量的积累变化量为Y,则其Compertz 增长模型可表示为: 为y的上限值,可凭经验确定,为待定系数,可通过经济计量方法从已知统计资料中计算得出。Compertz模型的拐点令,可得拐点坐标为:即为经济变量增长速度开始递减的时刻。待定系数的确定令,则有如下的线性回归模型:其中回归系数由下式求得: 数据采集与转换 数据主要采自烟台统计局统计数据。统计局每年对城镇居民进行抽样调查,然后对调查数据从方面与相关资料进行验证、评估,评估
15、结果与相关资料基本吻合,相对误差基本在国家允许范围( 3% )左右,因此调查具有较强的代表性,能反映烟台市居民的实际家庭汽车拥有量。下图为2006-2012年烟台市区每百户居民家用汽车拥有量见图7图7结合汽车的消费特点及烟台市的实际情况,在未来相当长一段时间内,烟台市户均家用汽车拥有量不会超过100辆。因此本文将宁波市区每百户居民家用汽车拥有量的上限值定为 =100辆。按公式可以算出以往各年的y值,并以t表示年度数,如,表示2006年,表示2007年,表示2012年。如下表:t1234567y1.2385 1.1771 1.0690 0.9920 0.8380 0.6387 0.5026 使用
16、EXECL进行一元线性回归得:X=0.7351-0.0616*4=0.4887则: (1) 即烟台市居民家用汽车拥有量在2014年基本达到饱和状态,饱和拥有量为每百户56.9辆;在此之前拥有量都是以递增的速度增长的,此后,则以平滑的速度浮动。预测2020年烟台市汽车量为每百户56.9辆。有关年度拥有量预测结果见图8 。 (三)国外成品油价格的定价因素分析1.模型的建立因为影响进口石油价格的因素有很多,我们采用层次分析法来解决这一问题。所谓层次分析法,是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统,将目标分解为多个目标或准则,进而分解为多指标(或准则、约束)的若干层次,通过定性指标模糊量化方法算出层
17、次单排序(权数)和总排序,以作为目标(多指标)、多方案优化决策的系统方法即AHP递阶层次法,AHP递阶层次结构三个层次组成:目标层、准则层、指标层,如图所示: 构造判断矩阵时用到1-9标度,对重要性程度按1-9赋值(重要性标度值见下表)2 层次单排序(计算权向量)与检验层次单排序是指每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重,所以本质上是计算权向量。计算权向量有特征根法、和法、根法、幂法等,这里简要介绍和法。 和法的原理是,对于一致性判断矩阵,每一列归一化后就是相应的权重。对于非一致性判断矩阵,每一列归一化后近似其相应的权重,在对这n个列向量求取算术平均值作为最后的权重。具体的公式是: 需要注意
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