2001年廣州市管道煤氣年用氣量的預測和分析
摘要：管道煤氣年用氣量預測和分析，能為進行合理的生產(chǎn)調(diào)度，資源配置提供幫助。首先通過長期趨勢分析，預測明年管道煤氣外供量，再進行相關分析和回歸預測進行對預測量檢測，通過結構分析，計算各種氣源的所需煤氣量，為明年生產(chǎn)決策提供參考。
1引言
歷年來管道煤氣年用氣量是呈增長趨勢方向發(fā)展，通過對增長值的分析，確定采用折扣最小二乘法配合直線方程進行趨勢預測。因預測值是統(tǒng)計的平均值，只考慮了增長趨勢，未考慮影響其變化的內(nèi)在原因，影響煤氣外供量的因素是多方面的，如管網(wǎng)用戶的發(fā)展情況、氣候原因、管道煤氣價格等等，因而有必要通過相關分析，計算相關系數(shù)，選取影響其變化的主要因素進行回歸預測。由于管道煤氣構成不同，弛放氣和煉廠氣是由石化總廠提供。油制氣、液化氣和氮氣是由廣州油制氣廠提供。因而需進一步計算各種氣源組成比例關系，從而根據(jù)煤氣年用氣量預測值，預測各氣源所需量，為合理組織生產(chǎn)提供幫助。
2預測方法的確定
2.1 2000年全年用氣量估算
因進行分析時是2000年9月初，要進行2001年有預測分析需要用到2000年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對2000年9~12月的數(shù)據(jù)進行估計，估計的方法是根據(jù)1997年。2000年1~8月總氣量占全年總氣量的比重，計算5年來1~8月占全年總氣量的平均比重為63.61％。
2000年全年的管道煤氣管網(wǎng)外供氣量為2000年1~8月總供氣量除以63.61％，數(shù)值為11462.6萬m3。
2.2模型的確定
(1)根據(jù)1995年。2000年歷年來煤氣外供量數(shù)值繪出以時間年份為X軸，管道煤氣外供量為Y軸的管道煤氣外供量趨勢圖。
(2)繪出煤氣外供量趨勢圖進行判斷，煤氣外供量的發(fā)展趨勢大致成一條直線，適合用線性模型進行擬合。
圖1 管道煤氣外供量趨勢
煤氣外供量的波動不大，對其長期趨勢分析，就是對其在長期過程中的均勻連續(xù)變動進行分析，從而作趨勢預測，趨勢預測一般有兩種方法，一種是數(shù)學曲線擬合法，二是移動平均法。根據(jù)圖1知道管道煤氣年外?氣量的時間序列為直線，如采用簡單移動平均容易產(chǎn)生誤差，加權移動平均的權數(shù)又不易確定，圖l的曲線是直線型的，考慮擬合直線方程。這里的直線方程y＝a+bt，不涉及變量t與變量y之間任何因果關系，也沒有考慮誤差的任何性質(zhì)，它僅僅是一個直線擬合公式。進行預測時，假定趨勢變化的因素，到預測年份仍然起作用。
(3)采用折扣最小二乘法配合直線方程進行趨勢預測，直線方程為
為了預測2001年管道煤氣外供量，遵守“近大遠小”原則，將普通最小二乘法加以改進為折扣最小二乘法，應用這方法建立預測模型。建立模型之前關鍵的問題是選擇折扣系數(shù)，由于管道煤氣外供量受外界影響因素較多，我們選擇幾個不同折扣系數(shù)分別建立多個模型。輔之以經(jīng)驗判斷，(折扣打得稍大一些，取=0.6較為合適,因此選擇折扣系數(shù)=0.6建立線性模型。
然后將1995年至2000年管道煤氣外供量的數(shù)據(jù)列表計算
并計算各項從1995年~2000年的總和。
將表中的數(shù)值代入直線線性模型
解方程組得:
則得:a=4481.10 b=1108.28
預測模型為:
預計2001年煤氣外供量的趨勢值時,按1995年的序號為1,則2001年序號為7,即Xt=7
故
3相關分析和回歸預測
通過折扣最小二乘法對煤氣外供量的預測，只考慮了在增長趨勢基礎上的趨勢分析，沒有考慮其它影響因素，為了進一步解釋各年外供量變動的原因，探索影響各年煤氣外供量的主要因素，有必要對管道煤氣外供量進行相關分析和回歸預測。影響管道煤氣外供氣量的因素是多方面，影響其外供量變化最密切的因素是管網(wǎng)用氣戶數(shù)，本文所提及管網(wǎng)用氣戶數(shù)是已折合實際用氣戶數(shù)，相關分析可以揭示煤氣之間數(shù)值變化關系，然后通過建立回歸方程來反映相關關系的變量之間數(shù)值變化關系，據(jù)此由一個自變量的數(shù)值推斷出因變量的可能值。
3.1相關系數(shù)的確定：
計算相關系數(shù)的公式為：
管道煤氣外供量用Y代替，管網(wǎng)用氣戶數(shù)用X代替，將數(shù)據(jù)代入計算Y2，X2，XY，并計算其合計值。將表三數(shù)據(jù)代入上公式，得：
3.2 線性關系檢測和回歸方程得確定
(1)線性關系預測:
由資料,可計算得
取顯著水平α＝O.O1(即置信概率為99％)，查相關系數(shù)檢驗表，知r＝O.8805稍小于r0.01＝0.9，可以認為，煤氣外供量與管網(wǎng)用氣戶數(shù)之間相關關系比較顯著，呈直線正相關。
圖2 管道煤氣外供量散點
(2)回歸預測值確定：
歷年的回歸預測值是將表中數(shù)據(jù)代入方程y＝a+bx，計算所得。
從以上散點圖可以看出，煤氣外供量與管網(wǎng)用氣戶數(shù)具有線性關系，可配合回歸線方程。
(3)剩余標準差確定：
歷年的預測誤差是歷年管道煤氣外供量與歷年來的回歸預測值之差平方。故回歸線方程為
y＝-3923.88+436.04x
剩余標準差
4 2001年管道煤氣外供量預測
假設2001年的管網(wǎng)用氣戶數(shù)比2000年增加4.5萬戶，即X0＝38.5，則2001年煤氣外供氣量的回歸預測值
但是,按回歸線方程預測,得出的煤氣外供氣量為平均值，有必要計算其估計區(qū)間，設置信概率為95％，則2001年煤氣外供氣量的估計區(qū)間為：
可以看出，當X0＝38.5時，按回歸線預測的煤氣外供氣量符合按趨勢線預測的趨勢值。
5各種氣源的結構分析
掌握煤氣外供氣量的發(fā)展趨勢和其影響因素后，可以決策2001年的煤氣外供氣量。但是組成煤氣外供量的氣源包括油制氣、弛放氣、煉廠氣、液化氣、氮氣，因油制氣、液化氣和氮氣是經(jīng)我廠生產(chǎn)，而弛放氣和煉廠氣量是由石化總廠提供，為了進行合理生產(chǎn)調(diào)配，有必要對煤氣外供量的組成進行分析(因管道煤氣外供量與產(chǎn)量數(shù)值相近，下面產(chǎn)量代替管道煤氣外供量分析。)
通過數(shù)據(jù)計算從1995年至2000年總氣量、油制氣、弛放氣、煉廠氣、液化氣、氮氣的簡單算術平均值。然后計算各種氣源在總氣量的比例相對指標SI，利用上面的預測量Tt＝12240萬m3，計算
6討論
(1)本方法采用“折扣最小二乘法”來預測2001年用氣量，主要基于以下原因：廣州市管道煤氣投產(chǎn)初期，煤氣用戶主要以居民為主，且用戶發(fā)展較為緩慢。近幾年，隨著油改氣工程的實施，現(xiàn)在的
管道煤氣既有居民用戶，又有工業(yè)、工商、公福用戶，且用氣量比前幾年大大提高。這就要求我們在做預測時，應把近期數(shù)據(jù)的權重加大，而遠期權重減少，減少預測結果的誤差。而“折扣最小二乘法”正是采用了“遠小近大”這一方法，提高了預測結果的準確性。
(2)在進行相關分析時，從計算結果可以看出，影響管道煤氣外供量的最主要因素是管網(wǎng)用氣戶數(shù)。管道煤氣外供量和管網(wǎng)用氣戶數(shù)呈直線正相關，我們在做預測時，是假設2001年用戶數(shù)比2000年增加4，5萬戶，若實際發(fā)展的用戶數(shù)與此數(shù)據(jù)不符，應以實際數(shù)為準，但應相應調(diào)整估計區(qū)間,根據(jù)公式：
(3)在進行氣源結構分析時，我們根據(jù)2001年預測的管道煤氣用氣總量，計算出各組成氣源的需要量，主要是為生產(chǎn)調(diào)度提供參考，為合理組織生產(chǎn)提供幫助。各組成氣源的需要量是可以相應調(diào)整的，在滿足總氣量的前提下，通過調(diào)整比例達到降低生產(chǎn)成本的目的。
(4)2001年管道煤氣用氣量的預測值為12240萬m3(波動范圍在11857.02~13870.3萬m3)，隨著廣州市煤氣公司油改氣工程的實施，2002年的管道煤氣年用氣量將更大。
(5)廣州市管道煤氣2000年日最大外供氣量為43．79萬m3，2001年日最大外供氣量為54萬m3(以上數(shù)值取自廣州油制氣廠生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù))，那么，2002年日最大用氣量可能突破氣源廠現(xiàn)有的最大外供能力，這就要求氣源廠增加生產(chǎn)能力，滿足日益增長的用氣需求。
參考文獻
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