石油战略 3.docx
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石油战略3
2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛
承诺书
我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：
A
我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：
3
所属学校（请填写完整的全名）：
延安大学西安创新学院
参赛队员（打印并签名）：
1.毛华
2.刘已虎
3.张杰
指导教师或指导教师组负责人（打印并签名）：
日期：
2015年8月4日
赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛
编号专用页
赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：
评
阅
人
评
分
备
注
全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：
全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
摘要
随着石油与国家的经济发展，石油的合理定价对国家经济发展及社会和谐稳定有重要的意义，受世界经济危机等因素影响，国际石油价格持续下跌，国内石油价格调整了很多次，但是，国内石油价格一直居高不下，甚至在国际原油大幅度下降期间，国内石油价格出现了不降反升的情况。
针对问题，我们首先查阅资料和分析后，发现以下五个因素：
国际原油价格、原油进口量、原油出口量、进口价格、出口价格，决定了石油的价格。
然后，我们对这五个因素和成品油的价格关系建立了逐步线性回归模型，分析出国际原油价格是最深层因素，年原油进口量、年石油产量、年石油消费量是深层因素，全国能源消费总量是较深层因素。
最后，通过Excel做成品油价格关于时间的散点图，发现并建立成品油价格关于时间的一元线性回归模型并用matlab求解，还预测2015年的成品油价格为：
8.58元/升。
我们再通过Excel做2013年和2014年进出口量以及进出口价格的折线图，发现家庭汽车数量与时间成一元非线性回归模型并用matlab求解。
然后，我们通过一元非线性回归模型进行预测的到2020年家庭汽车数量：
366.1188万辆。
最后，我们结合问题一中的成品油价格模型和家庭汽车数量模型来预测讨论发现：
成品油价格的上涨对于家庭汽车数量无太大影响。
针对问题三，我们首先研究国外的成品油定价机制和分析现在国内的成品油定价机制，通过分析找出重要因素，用这些因素进行关于成品油价格多元线性回归并用matlab求解，最后进行分析得出最终的定价模型：
。
关键词：
时间序列分析、产量预测、石油安全
一、问题的重述
受世界经济危机等因素影响，国际石油价格持续下跌。
美国纽约交易所3月份交割的轻质低硫原油价格12日16时20分时（格林威治时间）下降了1.30美分，每桶为34.64美元。
在伦敦，欧洲基准的布伦特原油12日也下降了18美分，为每桶44.10美元。
国际市场的石油价格已经远低于国内价格，由于中石化两大石油公司的原油开采成本问题，两大石油公司的陆地开采成本在每桶50美元，海上开采成本大概在60美元。
问题：
根据石油市场的发展情况，建立数学模型说明当前中国应该采取的石油战略，以确保中国的经济安全和国家安全。
国内成品油价格=国际原油价格+运费+提炼加工成本+企业利润
假设国内成品油价格只与国际原油价格、运费、炼加工成本、企业利润有关。
二、问题的分析
2.1问题的分析
石油工业是我国国民经济的重要基础和支柱产业，在宏观经济的发展中占举足轻重的地位，石油问题已是举国关心的重要问题之一，事关国家安全和国家经济正常运行。
我国是一个石油资源缺乏相对缺乏的国家，从长远角度看，石油消费量的快速增大关系我国的长期可持续发展，因为前期石油消费过量会导致后期石油供给不足，IEA预测，2020年我国石油消费量约为6亿吨，但是我国石油生产量不可能大幅度，届时石油对外依存度会更高。
三、模型假设与符号说明
3.1模型假设
3.2符号说明
符号
说明
成品油价格（美元/桶）
国际原油价格（美元/桶）
原油进口量（桶）
原油出口量（桶）
进口价格（美元/桶）
出口价格（美元/桶）
时间（月）
四、模型的建立与求解
4.1问题的分析与处理
1.模型的提出
经过查找资料，知道了2013年和2014年每个月的原油进口量、原油进口价格、原油出口量和原油出口价格，如表1和表2所示：
表12013年原油进出口量及进出口价格
月份
2013年
原油进口量（桶）
进口价格（美元/桶）
原油出口量（桶）
原油出口价格（美元/桶）
1月
184331446.2
108.19
2058332.64
120.81
2月
152324642
109.55
684262.83
119.18
3月
168949485.2
111.43
1988687.64
128.96
4月
169155143
106.84
613521
131.51
5月
175538129
102.11
777273.2
110.557
6月
162509647.7
100.48
247512.11
114
7月
191350639.6
101.41
1265854.35
115.38
8月
157102922.4
104.46
1567102.69
118.63
9月
188257804.7
106.98
498440
138.82
10月
149638372.9
109.74
786567.64
123.08
11月
172688342.3
106.73
713179.68
123.83
12月
195466062.9
106.8
673227.9
140.17
从表1中可以看出：
⑴2013年中国进口281,952,206吨（2.82亿吨）原油；2.82亿吨原油花费2220.38亿美元，每吨原油购买费用为787.37美元，相当于107.42美元/桶；
⑵2013年中国出口1,617,328吨原油，仅为进口量的0.6%；
⑶中国原油出口收入费为12.77亿美元，相当于900.66美元/吨或122.87美元/桶；明显高于进口价格
表22014年原油进出口量及进出口价格
月份
2014年
原油出口量（桶）
出口价格（美元/桶）
原油进口量（桶）
原油进口价格（美元/桶）
1月
574,386
114.28
206372609.6
108.7
2月
1,279,092
98.73
168959498
107
3月
0
0
172389080.4
106.72
4月
0
0
204324109.2
105.81
5月
0
0
191184138.6
104.9
6月
0
0
170637313
106.1
7月
0
0
174144740
107.3
8月
788,620
116.22
184642985.9
105.7
9月
0
0
202139871.8
101.5
10月
37
105.76
176573579.5
96.6
11月
0
0
186261845.7
88.2
12月
1,757,280
117.71
222631891
77.5
从表2中可以看出：
⑴2014年中国进口308,374,104吨（3.08亿吨）原油，同比去年增加9.45%，是历年来最高的；3.08亿吨原油花费2280.87亿美元，每吨原油购买费用为739.65美元，相当于100.91美元/桶；
⑵2014年中国出口600,193吨原油，仅为进口量的0.2%；
⑶中国原油出口收入费为4.91亿美元，相当于818.07美元/吨或111.60美元/桶；明显高于进口价格。
为了更好的比较2013年和2014年原油进出口量的增长率，我们根据表1和表2数据在EXCEL软件中分别画出了2013年和2014年进出口量折线图以及2013年和2014年进出口价格柱形图，如图1、图2、图3和图4所示：
图12013年和2014年进口量折线图
图32013年和2014年进口价格柱形图
从以上图中可以看出：
2014年中国进口原油308,374,104吨，比2013年多进口26,421,898吨，增长9.4%，这是增长最多的一年。
2013年中国进口281,952,206吨原油，同比2012年增加4.03%；2013年每吨原油购买费用为787.37美元，相当于107.42美元/桶；而2014年每吨原油购买费用为739.65美元，相当于100.91美元/桶，有所降低。
虽然2014年6月全球油价开始下降，但中国进口油价在9月份才开始明显降低，所以变化还不太明显。
中国出口原油和成品油都很少，而且出口价格比进口价格高。
首先，我们通过查阅资料和分析后，发现以下五个因素：
国际原油价格（x1）、年原油进口量（x2）、年石油产量（x3）、年石油消费量（x4）、全国能源消费总量（x5），决定了成品油的价格（y）。
将这些数据（图
（1））进行逐步回归：
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
x1
28.53
33.73
41.45
55.37
67.06
74.46
88.27
67.27
x2
10269.3
13189.6
17291.3
17163.2
19453
21139.4
23015.5
25642.4
x3
16700
16960
17587.3
18135.3
18476.6
18631.6
19044
18949
x4
24789.2
27125.8
31700.5
32537.7
34876.2
36658.7
37302.9
38384.5
x5
151796.59
174990
203227
224682
246270
265583
265000
306647
y
2.83
3.14
3.44
3.98
4.78
5.12
6
5.79
图
（1）
1.1.2模型的求解
通过matlab求解得（代码见附录1）：
图
（2）
通过图
（2）我们可以得到：
x1是最深层因素，x2、x3、x4是深层因素，x5是较深层因素。
故，我们可以得出成品油价格的因素组成为：
国际原油价格（x1）是最深层因素，年原油进口量（x2）、年石油产量（x3）、年石油消费量（x4）是深层因素，全国能源消费总量（x5）是较深层因素。
我们再用Excel做出石油进出口价格（y）与时间（t）的散点图
（2）：
图
（2）
通过图
（2）我们可以发现石油进出口价格（y）与时间（t）近似可看成一元线性回归。
故，建立一元线性回归模型：
式
（1）
2.模型的求解
年份（年）
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
成品油价格（元/升）
2.89
2.98
2.83
3.14
3.44
3.98
4.78
5.12
6
5.79
7.17
7.63
通过matlab求解得（代码见附录2）：
式
（2）
将t=2015代入式
（2）得：
y（2015）=0.4305*2015-858.8690=8.58
故，在2015年时，成品油价格：
8.58元/升。
五、模型的结果分析
5.1应用分析
1.问题的结论
2.由问题的结论可为投资者提供一些参考意见
5.2误差分析
1
2
六、模型评价
5.1模型优点：
5.2模型缺点：
七、参考文献
[1]
[2]豆丁网专业娱乐文档
[3]
八、附录
附录一
x1=[28.5333.7341.4555.3767.0674.4688.2767.2791.7370.2760.0650.08]';
x2=[184331446.2152324642168949485.2169155143175538129162509647.7191350639.6157102922.4188257804.7149638372.9172688342.3195466062.9]';
x3=[2058332.64684262.831988687.64613521777273.2247512.111265854.351567102.69498440786567.64713179.68673227.9]';
x4=[108.19109.55111.43106.84102.11100.48101.41104.46106.98109.74106.73106.8]';
x5=[120.81119.18128.96131.51110.557114115.38118.63138.82123.08123.83140.17]';
y=[48.5353.7361.4575.3787.0694.46108.2787.27111.7390.2780.0670.08]';
x=[x1x2x3x4x5];
stepwise（x,y）
x=[ones（8,1）x1x2x3x4x5];
b=regress（y,x）
附录二
附录三
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