羅昊宇 丁日佳 楊 洋

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院,北京市海淀區(qū),100083)

中國動(dòng)力煤庫存指數(shù)的構(gòu)建及預(yù)測分析

羅昊宇 丁日佳 楊 洋

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院,北京市海淀區(qū),100083)

以我國動(dòng)力煤庫存為研究對象,構(gòu)建我國動(dòng)力煤庫存指數(shù),可以客觀反映我國動(dòng)力煤市場的運(yùn)行狀況。基于GM(1,1)灰色系統(tǒng)理論實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力煤產(chǎn)需平衡指數(shù)的短期預(yù)測,對動(dòng)力煤生產(chǎn)、運(yùn)輸和消費(fèi)等相關(guān)行業(yè)市場化運(yùn)行起到指導(dǎo)性作用。

煤炭庫存 動(dòng)力煤 預(yù)測分析

受各方面的限制,到目前為止我國分析動(dòng)力煤庫存的研究較少,相關(guān)研究理論體系尚不完善。本文構(gòu)建動(dòng)力煤庫存指數(shù),可以對我國動(dòng)力煤市場進(jìn)行夠科學(xué)、客觀地衡量,有效避免動(dòng)力煤市場異常波動(dòng),從而保障中國煤炭工業(yè)的健康發(fā)展。從煤炭企業(yè)的角度來說,構(gòu)建動(dòng)力煤庫存指數(shù)可以使相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力煤市場進(jìn)行監(jiān)測,把握動(dòng)力煤產(chǎn)需異動(dòng)幅度,對動(dòng)力煤市場異常波動(dòng)的趨勢和原因做出快速的反應(yīng)。

1 動(dòng)力煤庫存指數(shù)的編制

1.1 動(dòng)力煤庫存指數(shù)編制思路

我國動(dòng)力煤庫存指數(shù)要求能夠反映出動(dòng)力煤市場環(huán)境變化,所以首先設(shè)定產(chǎn)需平衡的基準(zhǔn),通過相對于基準(zhǔn)狀態(tài)的相對值來反映實(shí)際動(dòng)力煤市場運(yùn)行狀態(tài)偏離基準(zhǔn)狀態(tài)的程度。

我國動(dòng)力煤庫存指數(shù)設(shè)定基準(zhǔn)狀態(tài)值為0,超出±30范圍內(nèi)視為超常狀況區(qū)間,±10～20范圍內(nèi)視為基本正常區(qū)間,±20～30范圍內(nèi)視為失常區(qū)間,指數(shù)值在±10范圍內(nèi)則視為正常變動(dòng)區(qū)間,指數(shù)值為負(fù)數(shù)時(shí)表示動(dòng)力煤市場供過于求的狀態(tài),指數(shù)值為正數(shù)時(shí)表示動(dòng)力煤市場供不應(yīng)求的狀態(tài)。動(dòng)力煤庫存指數(shù)是反映動(dòng)力煤市場冷熱性質(zhì)及冷熱程度的內(nèi)在特性,同時(shí)也可以反映動(dòng)力煤價(jià)格走勢,起到動(dòng)力煤市場價(jià)格預(yù)測的作用。動(dòng)力煤庫存指數(shù)的評價(jià)指標(biāo)見表1。

表1 動(dòng)力煤庫存指數(shù)的評價(jià)指標(biāo)

1.2 動(dòng)力煤庫存具體評價(jià)指標(biāo)

(1)動(dòng)力煤庫存率(國有重點(diǎn)煤礦)。動(dòng)力煤庫存率(國有重點(diǎn)煤礦)是基期煤炭企業(yè)動(dòng)力煤庫存量減去報(bào)告期煤炭企業(yè)動(dòng)力煤庫存量之差與基期動(dòng)力煤庫存量的比率。動(dòng)力煤庫存率(國有重點(diǎn)煤礦)計(jì)算公式如下:

式中:A1——?jiǎng)恿γ簬齑媛?國有重點(diǎn)煤礦);

B1——基期庫存量;

C1——報(bào)告期庫存量。

基期庫存量根據(jù)各企業(yè)實(shí)際情況設(shè)定,可以綜合考慮動(dòng)力煤產(chǎn)量、鐵路或公路運(yùn)輸條件、庫容量等因素。當(dāng)動(dòng)力煤庫存率(國有重點(diǎn)煤礦)為正值時(shí),說明煤炭企業(yè)庫存量較小,應(yīng)適當(dāng)降低煤炭調(diào)運(yùn)的頻率或適當(dāng)提高商品煤的價(jià)格,動(dòng)力煤市場可能會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況;與之相反,當(dāng)動(dòng)力煤庫存率(國有重點(diǎn)煤礦)為負(fù)值時(shí),說明企業(yè)庫存量較大,動(dòng)力煤市場可能會(huì)出現(xiàn)供過于求的情況。這個(gè)指標(biāo)可以從煤炭生產(chǎn)企業(yè)的動(dòng)力煤庫存量情況來反映動(dòng)力煤庫存的合理水平。

(2)動(dòng)力煤庫存率(主要港口)。動(dòng)力煤庫存率(主要港口)是指基期主要港口動(dòng)力煤庫存量與報(bào)告期主要港口動(dòng)力煤庫存量之差和基期主要港口動(dòng)力煤庫存量的比率。動(dòng)力煤庫存率(主要港口)計(jì)算公式如下:

式中:A2——?jiǎng)恿γ簬齑媛?主要港口);

B2——基期庫存量;

C2——報(bào)告期庫存量。

基期動(dòng)力煤庫存根據(jù)各企業(yè)實(shí)際情況設(shè)定,可以綜合考慮動(dòng)力煤產(chǎn)量、鐵路或公路運(yùn)輸條件、庫容量、動(dòng)力煤銷售市場的變化等因素。動(dòng)力煤庫存率(主要港口)是衡量主要港口動(dòng)力煤庫存水平的指標(biāo)。當(dāng)動(dòng)力煤庫存率(主要港口)為正值時(shí),說明主要港口庫存量較小,應(yīng)適當(dāng)降低煤炭調(diào)運(yùn)的頻率或適當(dāng)提高商品煤的價(jià)格,動(dòng)力煤市場可能會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況;與之相反,當(dāng)動(dòng)力煤庫存率(主要港口)為負(fù)值時(shí),說明主要港口煤炭庫存量較大,動(dòng)力煤市場可能會(huì)出現(xiàn)供過于求的情況。這個(gè)指標(biāo)可以從煤炭生產(chǎn)企業(yè)的煤炭庫存情況來反映動(dòng)力煤庫存的合理水平。

(3)動(dòng)力煤庫存率(主要發(fā)電企業(yè))。動(dòng)力煤庫存率(主要發(fā)電企業(yè))是指基期主要發(fā)電企業(yè)動(dòng)力煤庫存量和報(bào)告期主要發(fā)電企業(yè)動(dòng)力煤庫存量之差與基期主要發(fā)電企業(yè)動(dòng)力煤庫存量的比率。動(dòng)力煤庫存率(主要發(fā)電企業(yè))的計(jì)算公式如下:

式中:A3——?jiǎng)恿γ禾繋齑媛?主要發(fā)電企業(yè));

B3——基期庫存量;

C3——報(bào)告期庫存量。

基期動(dòng)力煤庫存根據(jù)各發(fā)電企業(yè)實(shí)際情況設(shè)定,可以綜合考慮火電裝機(jī)容量、年平均發(fā)電量、動(dòng)力煤庫容量等。動(dòng)力煤庫存率(主要發(fā)電企業(yè))是衡量主要電廠動(dòng)力煤庫存水平的指標(biāo)。當(dāng)動(dòng)力煤庫存率(主要發(fā)電企業(yè))為正值時(shí),說明主要電廠庫存量較小,應(yīng)適當(dāng)降低煤炭調(diào)運(yùn)的頻率或適當(dāng)提高商品煤的價(jià)格,動(dòng)力煤市場可能會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況;與之相反,當(dāng)動(dòng)力煤庫存率(主要發(fā)電企業(yè))為負(fù)值時(shí),說明主要電廠煤炭庫存量較大,動(dòng)力煤市場可能會(huì)出現(xiàn)供過于求的情況。這個(gè)指標(biāo)是一個(gè)考察我國主要發(fā)電企業(yè)動(dòng)力煤庫存合理程度的指標(biāo)。

1.3 動(dòng)力煤庫存指數(shù)模型

動(dòng)力煤庫存指數(shù)以月為計(jì)算周期。將各指標(biāo)的折倍率值進(jìn)行幾何平均,得出動(dòng)力煤庫存指數(shù)。動(dòng)力煤庫存指數(shù)的計(jì)算模型如下:

式中:D——?jiǎng)恿γ簬齑嬷笖?shù);

X——煤炭企業(yè)合理煤炭庫存率;

Y——主要港口合理煤炭庫存率;

Z——主要電廠合理煤炭庫存率。

1.4 動(dòng)力煤庫存指數(shù)

動(dòng)力煤庫存指數(shù)的測算需要以下3個(gè)指標(biāo):煤炭企業(yè)合理煤炭庫存率、主要港口合理煤炭庫存率、主要電廠合理煤炭庫存率。煤炭企業(yè)煤炭庫存量數(shù)據(jù)取自中國煤炭市場網(wǎng),全國重點(diǎn)煤礦庫存量基期值為2500萬t。主要港口煤炭庫存量數(shù)據(jù)取自中國煤炭市場網(wǎng),主要港口煤炭庫存量基期值為2500萬t。主要電廠煤炭庫存率量數(shù)據(jù)取自中國煤炭市場網(wǎng),全國重點(diǎn)發(fā)電企業(yè)庫存量量基期的值為7000萬t。2011年10月－2015年2月動(dòng)力煤庫存指數(shù)走勢圖見圖1。

圖1 2011年10月－2015年2月我國動(dòng)力煤庫存指數(shù)走勢圖

從圖1可以看出,動(dòng)力煤庫存指數(shù)走勢一個(gè)平緩向下的過程,動(dòng)力煤庫存指數(shù)在2012年上半年呈現(xiàn)供求基本平衡的局面、動(dòng)力煤庫存水平較寬松,而除了2012年9月及2014年3月出現(xiàn)嚴(yán)重庫存短缺的情況之外,動(dòng)力煤庫存指數(shù)一直在±10以內(nèi),說明我國動(dòng)力煤基本處于供求平衡。但是動(dòng)力煤指數(shù)一直是負(fù)數(shù),說明動(dòng)力煤庫存略微過剩。通過動(dòng)力煤庫存指數(shù)走勢圖可以觀察到動(dòng)力煤庫存指數(shù)與我國煤炭市場運(yùn)營情況相吻合。

2 動(dòng)力煤庫存指數(shù)的預(yù)測分析

2.1 預(yù)測方法的選擇

常見的預(yù)測方法有指數(shù)平滑法、回歸分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色模型預(yù)測法等?；疑Ｐ皖A(yù)測法可用于時(shí)序發(fā)展呈指數(shù)型趨勢的預(yù)測,但是隨著灰色預(yù)測方法的改進(jìn),可以對任一時(shí)序序列進(jìn)行預(yù)測,并且不要求歷史數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù),可以解決歷史數(shù)據(jù)少、序列完整性及可靠性低的問題,能將無規(guī)律的原始數(shù)據(jù)生成規(guī)律性較強(qiáng)的生成序列,運(yùn)算簡單,易于檢驗(yàn),不用考慮分布規(guī)律及變化趨勢。本文中,我們需要分別對動(dòng)力煤庫存指數(shù)進(jìn)行預(yù)測,這些數(shù)據(jù)的分布以及其他信息都不太明確,結(jié)合各預(yù)測方法的特點(diǎn)以及我們所要預(yù)測數(shù)據(jù)的特點(diǎn),可知,灰色模型預(yù)測法正是我們進(jìn)行預(yù)測所需要的。

2.2 GM(1,1)灰色預(yù)測模型的基本原理

灰色系統(tǒng)理論的核心體系是灰色模型,其中, GM(1,1)模型是適合于預(yù)測用的1個(gè)變量的一階微分方程模型,適合本文中所做的預(yù)測。單一變量一階微分方程用GM(1,1),只涉及一個(gè)變量,適合本文中所需要做的預(yù)測。GM(1,1)模型是灰色預(yù)測的核心,其離散時(shí)間響應(yīng)函數(shù)近似呈指數(shù)規(guī)律。

2.3 殘差GM(1,1)模型的建立及改進(jìn)方法

2.3.1 殘差灰色模型的建立

GM(1,1)模型具有要求樣本數(shù)量少、預(yù)測精度高、運(yùn)算簡單、可檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn),但其局限性也很明顯,其數(shù)據(jù)灰度越大預(yù)測精度越差,對于長期預(yù)測不合適。為了解決這些缺點(diǎn),改進(jìn)GM(1, 1)模型的方法已經(jīng)有很多種,如干涉因子灰色預(yù)測模型、新信息GM(1,1)模型等,均可以對GM(1,1)模型進(jìn)行一定的改進(jìn)。在實(shí)際中,應(yīng)用最廣泛的是殘差GM(1,1)模型,在一定程度上殘差GM(1,1)模型對于模型的預(yù)測精度有一定的提高。因此本文用殘差GM(1,1)模型來進(jìn)行預(yù)測。

可知,正確預(yù)測t≥n時(shí)候的值成了灰色預(yù)測精度提高的關(guān)鍵,為了提高預(yù)測精度,引入馬爾科夫過程。

2.3.2 馬爾可夫預(yù)測過程

馬爾可夫模型是描述當(dāng)某一系統(tǒng)在已知現(xiàn)在情況下的條件下,系統(tǒng)未來時(shí)刻情況只與現(xiàn)在有關(guān),而與過去的歷史無直接關(guān)系的隨機(jī)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型。馬爾可夫鏈?zhǔn)侵笗r(shí)間和狀態(tài)都是離散的馬爾可夫過程。而狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率則指的是從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)的可能性,由狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率組成馬氏鏈的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,

引進(jìn)馬爾可夫過程求殘差的正、負(fù)號(hào)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率,以此來確定t≥n時(shí)的殘差符號(hào)。具體步驟如下:確定狀態(tài),在這里只有兩種狀態(tài),即＋1和－1;根據(jù)已知的殘差數(shù)據(jù)狀態(tài),求出狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣P;根據(jù)已知的最后一個(gè)殘差符號(hào)確定初始向量C(0);根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移公式C(k)＝C(0)×Pk求出第k期狀態(tài)轉(zhuǎn)移的結(jié)果,取概率大的狀態(tài),如果出現(xiàn)的正負(fù)號(hào)的概率相等,一般取上期確定的結(jié)果。

2.3.3 檢驗(yàn)和判斷GM(1,1)模型的精度

為了確保所建立的灰色預(yù)測模型有較高的精度并能用于預(yù)測實(shí)際,檢驗(yàn)判斷模型的精度一般有三種方法,即殘差大小檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)、后驗(yàn)差檢驗(yàn)。

(1)殘差檢驗(yàn)。

殘差:

相對誤差:

殘差值越小越好。

(2)關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)。

關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)又稱幾何檢驗(yàn),用來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ颓€的形狀與原始數(shù)列曲線的形狀接近的程度。一般關(guān)聯(lián)度大于0.6即可認(rèn)為較為滿意,通過檢驗(yàn)。

(3)方差比和小誤差概率檢驗(yàn)。

殘差序列均值:

原始序列均值:

原始序列標(biāo)準(zhǔn)差:

殘差序列標(biāo)準(zhǔn)差:

方差比:

小誤差概率:

2.4 庫存指數(shù)預(yù)測結(jié)果

運(yùn)用2014年4月－2015年2月的動(dòng)力煤庫存指數(shù)數(shù)據(jù)來預(yù)測2015年3月－12月的動(dòng)力煤庫存指數(shù)。

運(yùn)用上述的殘差修正模型以及馬爾可夫過程,用MATLAB來實(shí)現(xiàn),可得到以下預(yù)測結(jié)果:平均相對誤差0.2236%,后驗(yàn)差比值C為0.3719,小誤差概率P為0.800,關(guān)聯(lián)度R為0.8045?？梢钥闯?模型的平均相對誤差都比較小,關(guān)聯(lián)度R皆大于0.6,關(guān)聯(lián)度通過檢驗(yàn),對比上述的模型精度等級表,由后驗(yàn)差比值C和關(guān)聯(lián)度P的值可以看出,動(dòng)力煤庫存指數(shù)模型精度為二級,說明它具有較高的預(yù)測準(zhǔn)確度,綜上所述,模型通過了檢驗(yàn),可以用來做預(yù)測,并且預(yù)測的準(zhǔn)確度很高。

動(dòng)力煤庫存指數(shù)預(yù)測分析如圖2所示,2014年動(dòng)力煤庫存指數(shù)的實(shí)際值和與預(yù)測值之間誤差極小,所以本研究建立的GM(1,1)灰色系統(tǒng)預(yù)測模型可以較好的模擬動(dòng)力煤庫存指數(shù)的走勢,能夠?qū)崿F(xiàn)指數(shù)的短期預(yù)測。

從圖2來看,2015年3月－12月期間的動(dòng)力煤庫存指數(shù)上升趨勢,進(jìn)入－5～0區(qū)間,但是依舊在±10以內(nèi),表明動(dòng)力煤供求平衡。2015年12月走勢為緩步上升的趨勢。從整體來看我國動(dòng)力煤處于供求平衡局面,但是依舊是動(dòng)力煤庫存略大于需求。

圖2 動(dòng)力煤庫存指數(shù)預(yù)測值走勢圖

3 總結(jié)

依據(jù)近3年煤炭市場運(yùn)行數(shù)據(jù)對動(dòng)力煤庫存指數(shù)進(jìn)行測算,從各指數(shù)走勢圖可以看出動(dòng)力煤庫存指數(shù)和近3年動(dòng)力煤市場運(yùn)行狀況一致。運(yùn)用GM (1,1)灰色模型理論預(yù)測動(dòng)力煤產(chǎn)需平衡指數(shù)的各指數(shù)值和綜合指數(shù)值。通過動(dòng)力煤產(chǎn)需平衡預(yù)測值,可以在短期內(nèi)指導(dǎo)動(dòng)力煤市場相關(guān)企業(yè)運(yùn)營管理的決策。

[1] 張業(yè)松.煤炭市場供需形勢的影響因素分析與對策建議[J].中國煤炭,2013(2)

[2] 張煜.中國動(dòng)力煤出口競爭力與市場分析[J].中國煤炭,2001(12)

[3] 撰文,杜麒棟,孟文君.我國煤炭市場及港口運(yùn)輸形勢現(xiàn)狀和發(fā)展研究[R].中港協(xié)港口研究中心, 2011

[4] 蔡璽玉.影響我國電煤供給的主要量化因素分析[J].中國煤炭,2007(5)

[5] 王迪.2012年中國煤炭供需狀況及價(jià)格走勢判斷[J].中國煤炭,2012(2)

(責(zé)任編輯 張大鵬)

The construction and predictive analysis on stock index of steam coal in China

Luo Haoyu,Ding Rijia,Yang Yang
(Management School,China University of Mining and Technology,Beijing,Haidian,Beijing 100083,China)

Taking China steam coal inventory as research object to build China steam coal stock index,which objectively reflects operational status of steam coal market in China．The current authors short-termly predicted production demand balance index of steam coal which playing a guiding role for related industry marketization operation of steam coal production,transportation,consumption and so on．

coal inventory,steam coal,predictive analysis

TD－9

A

羅昊宇(1980－),女,黑龍江省哈爾濱市人,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院博士后。