成品油价格与家庭汽车

河南城建学院第三届大学生数学建模竞赛承诺书我仔细阅读了《河南城建学院第三届大学生数学建模竞赛参赛须知》。我完全明白，在竞赛开始后参赛者不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与任何人研究、讨论与赛题有关的问题。我知道，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，我将受到严肃处理。我的选择题号为：C姓名系别交通运输工程学院学号联系方式（以下内容参赛同学不需填写，由竞赛组委会统一编码）评阅编号：河南城建学院第三届大学生数学建模竞赛编号专用页评阅编号（由组委会评阅前进行编号）：评阅记录（供评阅时使用）：评分评阅人备注1题目：成品油价格与家庭汽车摘要：本文以回归法为基础，并用灰色模型法和SIM分析法的原理，运用MATLAB数学软件对数据进行处理来建立数学模型，通过模型的建立来对数据进行预测和进行综合评价。问题（1），首先通过查找和分析与成品油价格的因素，找出与其关联性密切的几种如国际年平均石油价格、年人均GDP产值、全国能源消费、石油年平均产量、石油年平均消费量，首先用MATLAB对这几组数据进行线性最小二乘拟合得出几组数据分别于时间的关系。然后在把这几组影响成品油价格的因素进行多元线性回归，就可以得到它们之间的关系为：Y=-60.35371839456770+0.96499366964564x1-0.00002316707097x2-0.01312315742878x3+0.00065655604578x4+0.00262818786571x5然后再对模型进行检验，检验其相关系数和用MATLAB作出其残差图，有以上可知模型能够很好的符合实际，再把2015代入各个因素的函数得出它们的值代入Y得到2015年的成品油预测价格。问题(2),由于影响家庭汽车保有量的因素有很多，要想很好的预测2020年的汽车是很困难的，所以本文就选用了灰色模型法来预测汽车的前景，由于灰色模型的建立不需要其他因素的参与就能很好的预测，所以得到的预测值能很好的反应未来汽车的形式，本文通过灰色模型的建立用MATLAB求解得出数学模型，求得的结果用EXCEL对数据进行检验，得出该模型很好的符合实际。并把2020年代入得到预测值。问题（3），该题的求解把影响国内成品油的因素分为两类：一是用ISM分析法找出与价格相关的因素，由于这些因素不能预测成品油的价格只能把它们作为调控价格的因素来处理。所以还要建立模型，经过调查可知中国的成品油的价格受国际的影响比较大，所以找出几个有关的因素如国外原油价格（美元/桶）、税金、进口量（万吨）、生产量（万吨）进行建模得出模型为：J=-22.872+0.0115x1+0.000601x6+0.000490x7+0.0169x8问题（4），该题是对发改委提意见，由于今年发改委的油价改革已经更好的适合油价更好地适应规律，所以只需要根据问题三的模型来进行发表意见。一是根据SIM分析法找出国内的因素进行分析，本人认为特别是要把石油市场多元化不只是几家垄断的格局，这样对国内的油价起了很大的负面影响。二是根据模型的建立从国际的角度进行分析希望能及时到位的调整国内油价，以期与国际接轨的同时满足国内大众的需求。最后，对模型的优缺点进行评价，整体的看待油价和汽车的发展，希望我国能够很好的解决现存的问题，更好地为人们造福。关键词回归分析法灰色模型法ISM分析法线性最小二乘拟合MATLABEXCEL21问题的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（标出来源），对以下问题建立数学模型，并回答问题。1.分析影响中国成品油价格的因素，建立数学模型，并预测到2015年中国成品油价格情况。2.对家庭汽车数量的增长给出数学模型，并预测到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。3.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。4.根据你所建立的模型，给国家发改委提出中国成品油定价机制的建议。2问题的分析问题（1）的分析1、通过查找资料找到与油价相关的因素，并对其主要性和次要性做出判断，选出对成品油油价影响最大的五个因素。2、用MATLAB数学软件对五个因素和时间的关系进行拟合。3、在各影响因素与成品油油价具有相关性的基础上。对各影响因素与成品油油价做多元线性回归，找到各影响因素的权重。问题（2）的分析1.通过查找资料找出北京家庭汽车的近十年的保有量。2.自然和实际的现实生活中存在大量的部分信息已知和部分信息未知的介于“白色”和“黑色”之间的系统。由于影响它们的因素很多，很难全部判断该系统的信息。所以灰色预测方法有了广泛的应用，在本题中中得到体现。3.用MATLAB数学软件对GM(1，1)中的矩阵进行运算。问题（3）的分析1.影响国内成品有的因素有很多，我们把它分成两类。一是国内因素，从微观上调控成品油的价格。而是国际因素，它是油价变化的根本，所以用国际的因素来定位成品油。2.在成品油的定价研究中国内因素使用ISM分析法找出与价格相关的几个因素，以用来在国内微调控成品油的价格。3.成品油的定价使用多元线性回归定价，用MATLAB软件进行运算得出数学模型。问题（4）的分析1.有问题三的结论可以从两方面下手分析：一是SIM分析法得出与国内油价相关的因素来提出建议。二是从建立的模型出发，从模型来看得出影响价格的因素从而来提出建议。3模型的假设及符号的使用3.1模型的假设（1）文章中引用的数据能够准确，与真实值相差很小且对结果几乎起不到影响。（2）假设主要因素对成品油油价的影响占足够大的比重，且这些因素与成品油油价之间的关系均为线性关系。3（3)忽略商家对价格的操控。（4）国际危机对其产生微小的影响。3.2符号的使用及说明x1国际年平均石油价格与时间关系x3年人均GDP产值与时间关系x2全国能源消费总量与时间关系x4石油年平均产量与时间关系x5石油年平均消费量成品油与时间关系x6税金x7进口量x8生产量Y油价T年份S（i）影响国内成品油价格的因素（i=1,2,3...)R（Si）可达集合J成品油模型价格Q（Si）先行集合4模型的建立与求解4.1问题一模型建立与求解4.1.1目前，我国已进入重化工业化阶段，经济正处于新一轮增长周期的上升期，制造业快速发展使得对石油等能源消费急剧增加，以住宅、汽车、家电等消费需求为主的消费结构升级，对资源消耗增大，石油进口逐年攀升，对外依存度不断加大。由于国际原油交易主要以美元为标价，因此美元汇率也是影响原油价格的主要因素之一。当美元升值时，此类大宗商品的价格将下降，反之，美元贬值时，原油价格将上涨，世界经济发展状况——促进油价阶段性调整，突发事件与气候状况——是油价波动更加不确定，因此我们取各因素的综合影响因素——国际原油价对国内成品油油价的影响。下面是近十年的油价对比年份2003200420052006200720082009201020112012国际年平均油价（美元/桶）33.4546.5255.7963.2572.2497.561.6679.03104.9111.58国内年平均油价（美元/桶）30.1141.0570.1277.7977.79104.865.2282.782.791.95用MATLAB做拟合为下图4200220032004200520062007200820092010201130405060708090100110120得出x1=1.0e+004*（0.0007677T-1.53391508181813）4.1.2随着国民生产生活的提高，油耗也在随着增加，所以GDP对油价有深远的影响。能源消费是经济持续稳定增长的重要推动力，为经济发展提供了物质保证，经济发展又反过来刺激能源消费。近十几年的GDP调查如下年份2000200120022003200420052006200720082009201020112012人均GDP（美元）949104211351274149017322070265234143748439454326090用MATLAB做图拟合如下，200020022004200620082010201201000200030004000500060007000得出X3=1.0e+008*(0.000000383666332t-0.00153497746271t+1.53529951387897)4.13能源消费总量控制将对我国经济社会产生重大影响，将影响GDP增长速度、能源结构、能源价格、GDP产业结构，乃至耗能产业迁移。目前，国际原油价格已经飙升超过100美元一桶，不断升高的国际油价，不仅阻碍了全球的经济复苏，也增加了我国能5源进口的成本。此外，近几年异常天气和能源生产安全事故对能源行业的影响也越来越大，能源的平稳运行和持续稳定供应将面临挑战。一旦实施能源供应总量控制，能源供求关系可能失衡，能源价格可能上涨。因此能源消费总量的均衡与成品油油价有密切关系。全国能源消耗总量（万吨标准煤）151796.59174990203227224682246270265583265000306647296916347800362000年份20022003200420052006200720082009201020112012用MATLAB进行拟合如下20022003200420052006200720082009201020111.522.533.5x105x2=1.0e+007*(0.00200544004545t-3.99905533859075)4.1.4年平均石油产量和消费量与成品油油价之间的关系国内石油产量与消费量可通过供求关系影响成品油价格，间接地通过影响石油的出口量、进口量影响成品油价格。为了满足供需平衡，应使国内石油产量+进口量=石油消费量+出口量。因此，年平均石油产量和消费量客观上反映了这个关系。年平均石油产量（万吨）17075174701817518500185961890018940203012036420748年份2003200420052006200720082009201020112012用MATLAB进行拟合如下62003200420052006200720082009201020111.71.751.81.851.91.9522.05x104x4=1.0e+007*（0.000000691666672t-0.00273730287831t+2.70956493952355）年平均石油消耗量（万吨）27520291803170034650365703896039180439004700049300年份2003200420052006200720082009201020112012用MATLAB进行拟合如下2002200420062008201020122.533.544.55x104x5=1.0e+006*(0.00241054545455t-4.80137400000015)74.1.5各影响因素对成品油价格的综合影响20022003200420052006200720082009201020112012全国年平均石油价格（美元/桶）29.830.1141.0558.470.1277.79104.8265.2282.7100.7991.95国际年平均石油价格（美元/桶）28.5533.4546.5255.7963.2572.7497.561.6679.03104.39111.58全国能源消耗总量（万吨标准煤）151796.59174990203227224682246270265583265000306647296916347800362000年人均GDP产量（元）11351274149017322070265234143