摘要：近年來各國先后制定了相應的汽車尾氣排放法規(guī)并且越來越嚴格，通過優(yōu)化來降低辛烷值的損失量，提高汽油產(chǎn)品經(jīng)濟效益。對某石化公司積累的大量數(shù)據(jù)進行分析，尋找關鍵性主要變量，通過動態(tài)聚類法中的K-Means聚類算法對涉及的變量聚類，得出聚類中心，然后對所得的40個代表性變量做斯皮爾曼相關性檢驗，在一定的顯著性水平下篩選出最具代表性的22個主要變量，將其作為建立預測模型的關鍵性主要變量。選擇通過建立聯(lián)立方程模型來模擬影響辛烷值損失各變量之間的多向因果關系。根據(jù)主要變量篩選出適合的內(nèi)生變量及外生變量，建立關于辛烷值損失、汽油辛烷值和硫含量的聯(lián)立方程組模型。利用三階最小二乘法對聯(lián)立方程組進行檢驗估計，得出聯(lián)立方程參數(shù)。最后對所得聯(lián)立方程進行擬合優(yōu)度檢驗和殘差檢驗。

關鍵詞：辛烷值、聯(lián)立方程式、內(nèi)生變量、外生變量、殘差。

一、建立聯(lián)立方程模型

1.1變量分析與選取

由于本文主要研究影響辛烷值損失的影響因素預測，包含原料性質(zhì)、產(chǎn)品性質(zhì)、待生吸附劑性質(zhì)、再生吸附劑性質(zhì)以及操作變量，其之間相互影響，相互關聯(lián)，故依據(jù)問題二關鍵因素的篩選，選取原料硫含量S0與原料飽和烴含量T代表原料性質(zhì)代理變量;汽油硫含量S1作為產(chǎn)品性質(zhì)的代理變量。汽油中辛烷值R以及18個操作變量為外生變量。

1.2模型建立

設聯(lián)立方程計算經(jīng)濟學模型的結(jié)構式模型如下：

BY+ΓX=N

其中Y表示內(nèi)生變量，X表示先決變量，N表示隨機干擾項，B表示內(nèi)生變量的結(jié)構參數(shù)，Γ表示先決變量的結(jié)構參數(shù)。

其中，L為最終的辛烷值損失量;S0為原料硫含量;T為原料飽和烴含量;S1為汽油硫含量;R為汽油中辛烷值;X1，...X18為18個操作變量。上述結(jié)構式模型中，經(jīng)模型可識別性檢驗后可得，第一、二、三個方程都是恰好可識別的，即模型系統(tǒng)是恰好可識別的。

二、模型估計

由于模型系統(tǒng)是恰好可是別的，故本文使用恰好識別方程的估計方法進行估計，即選擇三階段最小二乘法對聯(lián)立方程組進行檢驗估計。此方法的優(yōu)點在于不僅考慮內(nèi)生變量的潛在空間相關性，同時也顧及各單方程變量之間的相關性，從而使得出的結(jié)果更加可靠嚴謹。結(jié)合Matlab軟件對其進行求估計可得結(jié)果如表所示：

三個方程判定系數(shù)（R-Square）都較為接近1，說明回歸方程擬合度良好。

三、模型擬合度檢驗

為了檢驗回歸結(jié)果，本文選取325和樣本中的前315個作為樣本數(shù)據(jù)，通過聯(lián)立方程模型建立模型，重新實施三階段最小二乘法回歸求得最終方程組，利用剩下的10個樣本對其方程進行檢驗分析。結(jié)果從殘差圖可以看出，三個方程數(shù)據(jù)的殘差離零點均較近，且殘差的置信區(qū)間均包含零點，三個方程均能較好的符合原始數(shù)據(jù);根據(jù)辛烷值預測擬合曲線可以看出，擬合效果很好，即上述聯(lián)立方程體系能較好的反映真實情況。

四、模型結(jié)果分析

根據(jù)回歸結(jié)果，得具體方程如下：

L=-2.5355-0.0650*R-0.0123*S1-0.0033*T+0.0002*X1-0.7835*2-0.0024*X3+0.0001*X4+0.0013*X7+0.0022*X8+0.0170*X9+0.0275*X10+0.0096*X12+0.0031*X13-0.0011*X14+0.0032*X15-0.0990*X17+0.1131*X18

由方程1’的擬合結(jié)果，我們分析可知：增加汽油內(nèi)硫含量或者原料中飽和烴含量的可降低辛烷值的損失;

R=100.7166+0.0578*S1+0.0018*S0-0.1108*T-0.0108*X1-1.7102*X2-0.0043*X3-0.0002*X4-0.1751*X7-0.0073*X8-0.0308*X9-0.0150*X10-0.0001*X11+0.0603*X12+0.0038*X13-0.0042*X14-0.0120*X15-0.3762*X17+0.4206*X18

由方程2’的擬合結(jié)果，我們分析可知：增加汽油內(nèi)硫含量或者原料中硫含量，或降低原料飽和烴值可提高汽油內(nèi)的辛烷值。

S1=40.2149+0.2230*R+0.0022*S0+0.0167*T+0.0049*X1+3.5152*X2+0.0100*X3-0.0003*X4+0.0004*X5+0.0564*X7-0.0037*X8-0.1335*X9-0.1116*X10+0.0004*X11-0.0175*X12-0.0425*X13+0.0126*X14-0.0224*X15+0.2207*X17+0.2264*X18

由方程3’的擬合結(jié)果，我們分析可知：增加汽油內(nèi)硫含量或原料中硫含量或原料飽和烴值均可提高汽油內(nèi)的硫含量。

綜合以上分析，可得影響辛烷值損失量各因素之間的因果關系如圖2所示，即原料飽和烴量和操作變量直接影響汽油內(nèi)硫含量、汽油內(nèi)辛烷值以及辛烷值的損失量;原料中的硫含量會對汽油中硫含量及辛烷值產(chǎn)生影響;汽油內(nèi)硫含量又會直接影響辛烷值的損失量和汽油內(nèi)的辛烷值量，而汽油內(nèi)的辛烷值直接關系到最終辛烷值的損失量。

參考文獻：

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作者簡介：宋雨倩（1997-）女，漢族。山西晉城人 學生 碩士研究生 單位：天津工業(yè)大學 物流工程專業(yè)研究方向：物流工程與物流管理