張彤　張文琴　王淵　羅超華

[摘要] 石油安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警是中國(guó)石油安全的重要內(nèi)容，本文采用壓力—狀態(tài)—響應(yīng)框架建立中國(guó)石油安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，基于數(shù)據(jù)挖掘理論的主成分分析和K-means聚類算法建立中國(guó)石油安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，并采用多元回歸分析驗(yàn)證模型的有效性。實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)石油供應(yīng)安全狀態(tài)近20年來(lái)處于較大的波動(dòng)中。石油消耗強(qiáng)度、國(guó)際原油價(jià)格、石油對(duì)外依存度主要影響著中國(guó)石油供應(yīng)安全。研究結(jié)果表明，建立的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型有效地反映出了中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)水平的演化及主要因素，其可用于中長(zhǎng)期石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

[關(guān)鍵詞] 石油安全；風(fēng)險(xiǎn)； 壓力—狀態(tài)—響應(yīng)框架； 主成分分析； Kmeans聚類算法；預(yù)警

[中圖分類號(hào)]F40722[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)] 1673-5595（2014）02-01-07

一、引言

能源安全中最重要的是石油安全[1]，石油占全球能源消費(fèi)的336%①。1973年的石油危機(jī)使石油安全問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。1974年成立的IEA（International Energy Agency）正式提出以穩(wěn)定原油價(jià)格為核心的國(guó)家能源安全概念，并逐漸形成能源供應(yīng)安全與使用安全的能源安全系統(tǒng)概念框架。2005年，墨西哥灣的卡特里娜颶風(fēng)凸顯了世界石油供應(yīng)安全的脆弱性以及其對(duì)世界政治與經(jīng)濟(jì)的沖擊，出現(xiàn)了大量相關(guān)研究。Mitchell和Schlesinger分別從國(guó)家戰(zhàn)略的角度對(duì)國(guó)家石油安全進(jìn)行了研究[23]；Sadorsky、Chorn和Chiou等從整體角度和國(guó)家、行業(yè)的角度分析了石油生產(chǎn)、消費(fèi)以及石油產(chǎn)量的預(yù)測(cè)等問(wèn)題[46]；Boyd等通過(guò)平衡模型分析國(guó)際油價(jià)對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響[7]；Hughes提出用于能源安全描述與分析的框架[8]；Sovacool提出測(cè)量能源安全的指標(biāo)體系[9]。國(guó)外學(xué)者對(duì)于石油問(wèn)題的研究主要立足于國(guó)家利益，針對(duì)本國(guó)的實(shí)際情況展開，關(guān)于中國(guó)的研究主要有，Bambawale等專門研究的中國(guó)能源安全問(wèn)題，并提出7項(xiàng)假設(shè)[10]；Li等研究了中國(guó)石油市場(chǎng)與世界石油市場(chǎng)的關(guān)系[11]。

中國(guó)石油產(chǎn)業(yè)以高度國(guó)有化和政府管制為特征，主要通過(guò)計(jì)劃調(diào)控。2000年以后，中國(guó)開始進(jìn)入工業(yè)化中期階段，以石油為代表的能源需求迅速增長(zhǎng)，中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中石油的比重高達(dá)19%。至2010年，中國(guó)消費(fèi)石油428億噸，成為僅次于美國(guó)的世界第二大石油消費(fèi)國(guó)，石油消費(fèi)占世界石油消費(fèi)的106%，但產(chǎn)量?jī)H占世界總產(chǎn)量的52%，石油進(jìn)口（包括原油和成品油）達(dá)294億噸①。同時(shí)，在全球經(jīng)濟(jì)一體化影響下，中國(guó)石油市場(chǎng)越來(lái)越受國(guó)際石油市場(chǎng)波動(dòng)的影響，尤其是國(guó)際石油價(jià)格的波動(dòng)，直接影響了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)國(guó)際石油價(jià)格高于5435美元/桶時(shí)，其對(duì)石油化工產(chǎn)業(yè)的影響凸顯并成為抑制中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素[12]。 從長(zhǎng)期看，石油價(jià)格上漲對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有負(fù)面的效應(yīng)[13]。中國(guó)石油對(duì)外依存度1995年為68%，2000年為27%，2010迅速躍至541%。預(yù)計(jì)至2020年，石油對(duì)外依存度將達(dá)60%，石油消費(fèi)量至少達(dá)45億噸。因此，中國(guó)石油供應(yīng)安全問(wèn)題變得非常突出[14]。

中國(guó)石油安全成為能源安全和經(jīng)濟(jì)安全的重要因素，并影響外交、政治和環(huán)境，促使國(guó)內(nèi)開始重視并致力于石油安全相關(guān)問(wèn)題的指標(biāo)體系的完善和評(píng)價(jià)方法的探討。近十年來(lái)，主要的研究成果有：吳文盛建立了石油資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，預(yù)測(cè)了2010年以前中國(guó)石油安全情況[15]；張華林、劉剛應(yīng)用層次分析法建立了石油安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[16]；李凌峰、張華林、于冬梅等應(yīng)用傳統(tǒng)層次分析法對(duì)中國(guó)石油安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并找出了影響石油安全的主導(dǎo)因素[1719]；范秋芳首次應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)中國(guó)的石油安全預(yù)警進(jìn)行了研究[20]；李小亮等基于PSR（PressureStateResponse）框架建立了石油安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用熵值法和灰色關(guān)聯(lián)法的集成對(duì)中國(guó)1993—2006年的石油安全趨勢(shì)進(jìn)行了實(shí)證研究[21]；王寶、李泓澤首次提出用脆弱性指數(shù)來(lái)衡量中國(guó)石油安全情況，并構(gòu)建了影響中國(guó)石油脆弱性的6個(gè)主要指標(biāo)，運(yùn)用主成分分析法對(duì)1998—2008年中國(guó)石油脆弱性進(jìn)行了綜合測(cè)算[22]。目前，關(guān)于石油供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警區(qū)間界定與控制的研究成果較少，典型的僅有李繼尊的相關(guān)研究[23]。

不斷增長(zhǎng)的石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自于不斷增長(zhǎng)的石油需求、相對(duì)穩(wěn)定的探明儲(chǔ)量、分布較為集中的石油供應(yīng)國(guó)、石油運(yùn)輸方式與能力。本文在文獻(xiàn)研究與調(diào)研的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，盡管上述研究成果對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究與探索，但是關(guān)于中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的研究仍然有待進(jìn)一步開展，主要表現(xiàn)為：（1）風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)不夠完善；（2）風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警水平確定是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，需要根據(jù)環(huán)境變化進(jìn)行調(diào)整；（3）隨著預(yù)警技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型需要進(jìn)一步完善。本文從中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)面臨的壓力—狀態(tài)—響應(yīng)三個(gè)維度設(shè)計(jì)中國(guó)石油安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，通過(guò)集成數(shù)據(jù)挖掘理論的主成分分析[24]與K均值聚類算法[25]，構(gòu)建中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，在此基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)1993—2011年的石油供應(yīng)安全進(jìn)行實(shí)證分析。

中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）2014年2月第30卷第1期張彤，等：中國(guó)石油供應(yīng)安全狀態(tài)分析與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警二、石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型

石油經(jīng)濟(jì)安全系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，導(dǎo)致石油經(jīng)濟(jì)安全的各種影響因素之間相互作用[26]。利用主成分分析法進(jìn)行分析，用較少的幾個(gè)新的綜合指標(biāo)來(lái)代替原有的較多的指標(biāo)，能消除指標(biāo)間的內(nèi)部影響，使評(píng)價(jià)更客觀、更接近事實(shí)、問(wèn)題大大簡(jiǎn)化。Kmeans算法在聚類方法的分類中屬于劃分方法的一種，以劃分的數(shù)目K（聚類中心）為參數(shù)，把n個(gè)對(duì)象劃分為K個(gè)簇，以使簇內(nèi)具有較高的相似度，如果將聚類的對(duì)象處于供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)水平，則通過(guò)Kmeans算法聚類分析得到的每一個(gè)簇就可以確定為一個(gè)預(yù)警區(qū)間。

模型主要思想為：（1） 利用PSR（PressureStateResponse）構(gòu)造石油供應(yīng)安全測(cè)量空間模型X（X）；（2）利用主成分分析方法將p維空間X （X）變換至低維主成分空間U=（U），以挖掘影響石油供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的主要因素，并定義石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)水平；（3） 通過(guò)主成分回歸與Kmeans聚類，建立中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，構(gòu)成石油風(fēng)險(xiǎn)分析識(shí)辨系統(tǒng)，使用Kmeans 聚類將石油供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)劃分為K個(gè)簇，每一個(gè)簇為一個(gè)預(yù)警區(qū)間；（4）假設(shè)中國(guó)能源安全內(nèi)外部環(huán)境為基本和平狀態(tài)，無(wú)大的政治波動(dòng)和戰(zhàn)爭(zhēng)，國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、科技進(jìn)步水平在可預(yù)期的范圍內(nèi)變化。模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由指標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、狀態(tài)分析系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（一）指標(biāo)體系

作為風(fēng)險(xiǎn)測(cè)量的基礎(chǔ)，首先設(shè)計(jì)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系?；陲L(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系既要有較好的代表性、可操作性，又能對(duì)長(zhǎng)期與中短期風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，所以本文以PSR框架[27]作為預(yù)警指標(biāo)體系基本框架，依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)與調(diào)研，設(shè)計(jì)測(cè)量指標(biāo)，構(gòu)造中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)測(cè)量模型，用于測(cè)量與預(yù)測(cè)中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)。PSR模型用“原因—效應(yīng)—響應(yīng)”模式，反映石油供應(yīng)安全系統(tǒng)中消費(fèi)、供應(yīng)與資源開采、石油市場(chǎng)之間的相互作用關(guān)系。國(guó)家經(jīng)濟(jì)活動(dòng)通過(guò)國(guó)內(nèi)石油資源開采與國(guó)際貿(mào)易獲取經(jīng)濟(jì)發(fā)展所必需的石油資源，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外石油資源與市場(chǎng)產(chǎn)生反作用，從而改變石油資源儲(chǔ)量與市場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)；而石油資源儲(chǔ)量與市場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)又反過(guò)來(lái)影響石油消費(fèi)與供應(yīng)。如此循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成了石油供應(yīng)與環(huán)境之間的壓力—狀態(tài)—響應(yīng)關(guān)系。該測(cè)量模型從影響石油供應(yīng)安全的壓力、維持石油供應(yīng)安全的現(xiàn)狀（狀態(tài)）和社會(huì)或政府為應(yīng)對(duì)這些變化的反應(yīng)（響應(yīng)）三個(gè)方面，以及目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)三個(gè)層次，反映石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。其中，壓力指標(biāo)表征中國(guó)石油消費(fèi)對(duì)供應(yīng)的作用；狀態(tài)指標(biāo)表征國(guó)內(nèi)石油開采與國(guó)際石油運(yùn)輸對(duì)保障石油消費(fèi)的作用；響應(yīng)指標(biāo)反映應(yīng)對(duì)石油安全危機(jī)能力。所有指標(biāo)均可通過(guò)權(quán)威統(tǒng)計(jì)資料獲得，具有可靠的可測(cè)量性。測(cè)量指標(biāo)體系基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。表1中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層變量說(shuō)明 石油

供應(yīng)

安全安全壓力石油消費(fèi)在能源消耗中所占比重（%）x1當(dāng)年石油消費(fèi)量占當(dāng)年能源消費(fèi)量的百分比石油消耗強(qiáng)度（%）x2石油消費(fèi)總量與當(dāng)年國(guó)內(nèi)國(guó)民生產(chǎn)總值之比國(guó)際原油價(jià)格（$）x3國(guó)際通行的某一時(shí)期的原油平均價(jià)格石油對(duì)外依存度（%）x4每年進(jìn)口的石油量與石油需求量的比值石油進(jìn)口集中度[28]（%）x5進(jìn)口來(lái)源的前三位或者前五位國(guó)家的石油進(jìn)口總量占總進(jìn)口量的比重安全狀態(tài)儲(chǔ)采比（%）x6石油探明儲(chǔ)量與年開采量的比值儲(chǔ)量替代率（%）x7當(dāng)年增加的探明儲(chǔ)量與開采量的比值石油進(jìn)口運(yùn)輸安全（分）x8反映的是資源運(yùn)輸國(guó)對(duì)運(yùn)輸通道安全保障的能力安全響應(yīng)石油儲(chǔ)備水平（天）x9當(dāng)前消費(fèi)水平下國(guó)內(nèi)石油可供使用的天數(shù)32 長(zhǎng)期石油進(jìn)口能力指數(shù)（%）x10石油資源進(jìn)口額與當(dāng)年國(guó)家外匯儲(chǔ)備的比值

（二）計(jì)算方法

模型計(jì)算的主要步驟：

第一，標(biāo)準(zhǔn)化處理。設(shè)指標(biāo)數(shù)為p，定義p維石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)空間為X=（x1， x2， …， xp）。樣本總數(shù)為n年的石油供應(yīng)安全樣本數(shù)據(jù)矩陣為

X=（xij）n×p=x11…x1pxn1…xnp

i=1，2，…，n；j=1，2，…，p。

由于是多屬性指標(biāo)，將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理為正向指標(biāo)，得標(biāo)準(zhǔn)化陣

Y=（yij）n×p， yij=xij-jσj

i=1，2，…，n；j=1，2，…，p （1）

式中，j=∑ni=1xijn；σj=∑ni=1（xij-j）2n-1； j=1，2，…， p。

第二，求Y的相關(guān)系數(shù)矩陣R

R=（rij）p×p=YTYn-1，i，j=1，2，…，p。 （2）

第三，求解R 的特征方程

R-λIp=0 （3）

的特征根，λj（j=1，2，…，p），采用特征根大于1 的抽取準(zhǔn)則（Kaiser準(zhǔn)則）確定主成分個(gè)數(shù)m，對(duì)每個(gè)λj（j=1，2，…，m）， 求解方程組Rb=λjb得單位特征向量b0j。

第四，將標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)變量轉(zhuǎn)換為主成分

Uj=Yb0j， j=1，2，…，m （4）

式中，Uj 為第j 主成分。m個(gè)不相關(guān)的Uj構(gòu)成m維主成分超平面空間U=（U1， U2， …， Um）。

第五，對(duì)m個(gè)主成分加權(quán)求和，構(gòu)成U上的石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)水平F

F=∑mj=1ωjUj （5）

式中，ωj=λj·∑mi=1λi-1，j=1，2，3，…，p，為主成分Uj的方差貢獻(xiàn)率。

第六，確定預(yù)警區(qū)間。令k=3， 進(jìn)行Kmeans聚類分析，構(gòu)造三水平預(yù)警區(qū)間。算法如下：

（1）從U上的F樣本中任意選出3個(gè)樣本作為初始中心， 記為m（0）1，m（0）2，m（0）3。

（2）從F的樣本中，以D（t）l=min{F-m（t）j ，j=1，2，3}， l∈{1，2，3}為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)， 測(cè)度為歐氏距離。逐個(gè)按照最小距離原則將樣本F劃分給3個(gè)類中的某一類C（t+1）j，j∈{1，2，3}，t代表迭代次數(shù)。

（3）計(jì)算重新分類后的各個(gè)聚類中心：

m（t+1）j=1N（t+1）j ∑F∈C（t+1）J F，j=1，2，3 （6）

式中，N代表在第t+1次迭代中，各聚類中心樣本的總數(shù)。

（4）如果m（t+1）j=m（t）j，j=1，2，3，則算法結(jié)束；否則返回步驟二，反復(fù)迭代。

（5）最終得到3個(gè)聚類中心，分別對(duì)應(yīng)特定的預(yù)警區(qū)間。

三、定量分析

（一）石油供應(yīng)安全主要因素

利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型進(jìn)行分析計(jì)算。數(shù)據(jù)集取自表2所示的1993—2011年中國(guó)石油供應(yīng)安全相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

依據(jù)計(jì)算模型得到貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率（見(jiàn)表3）與主成分的特征向量值（見(jiàn)表4）。

根據(jù)表3，選取前3個(gè)主成分U1、U2、U3進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)表4，由式（4）得各主成分的線性表達(dá)式：

由表4可知，第1主成分在石油消耗強(qiáng)度、石油對(duì)外依存度、國(guó)際原油價(jià)格、石油進(jìn)口運(yùn)輸安全上的載荷最高，綜合反映了中國(guó)石油供應(yīng)安全面臨的市場(chǎng)狀況，因此命名為市場(chǎng)環(huán)境因素；第2主成分在石油消費(fèi)在能源消耗中所占比重、石油儲(chǔ)備水平上的載荷最高，從石油消費(fèi)狀態(tài)反映了石油儲(chǔ)備水平應(yīng)對(duì)短暫供應(yīng)中斷的能力，因此命名為供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)水平；第3主成分在石油進(jìn)口集中度、儲(chǔ)采比、儲(chǔ)量替代率、長(zhǎng)期石油進(jìn)口能力上的載荷相對(duì)較高，反映了石油供應(yīng)的可持續(xù)能力，因此命名為可持續(xù)供給能力。

（二）石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)水平與空間結(jié)構(gòu)特征

將各特征值的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，對(duì)主成分得分進(jìn)行加權(quán)求和，由式（5）得第t年中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)水平：F（t）=03806U1（t）+026541U2（t）+012217U3（t）。最終計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

601%，其構(gòu)成的2維主超平面空間為U=（U1，U2），相應(yīng)的散點(diǎn)圖見(jiàn)圖2，有效地將描述石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)因素從p維空間降維至2維空間，直接刻畫出石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)樣本點(diǎn)之間的相關(guān)關(guān)系、分布特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)。

圖2石油供應(yīng)安全預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平主平面（三）確定預(yù)警區(qū)間

由主成分分析原理可知，所有的正指標(biāo)都變換成了負(fù)指標(biāo)，因此，預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平越小，預(yù)示著中國(guó)石油供應(yīng)狀況越安全；方差傳達(dá)的是一種信息量，其數(shù)值越大，傳達(dá)的信息量越大，同時(shí)也代表著數(shù)據(jù)的波動(dòng)性越大，越不穩(wěn)定，因此，主成分的得分越大，表明石油供應(yīng)安全壓力越大，石油供應(yīng)安全狀況越不好?；谝陨弦蛩兀M(jìn)行Kmeans 聚類分析，K=3，對(duì)應(yīng)預(yù)警區(qū)間：安全、值得關(guān)注、危險(xiǎn)。最后計(jì)算得出的聚類中心為：-135、-013、090，表示石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)水平的三個(gè)預(yù)警區(qū)間的平均水平，即石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)的警戒線。

（四）主成分回歸

利用回歸分析預(yù)測(cè)功能，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得出經(jīng)驗(yàn)公式，利用經(jīng)驗(yàn)公式就可以在已知自變量的情況下預(yù)測(cè)因變量的取值，然后進(jìn)行誤差分析，從而來(lái)說(shuō)明預(yù)警模型的有效性。將1993—2010年中國(guó)石油供應(yīng)安全預(yù)警指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)代入式（7）、（8）、（9），求得Ui（i=1，2，3）；然后以Ui為自變量，中國(guó)石油供應(yīng)安全預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平為因變量，進(jìn)行多元回歸分析。主成分回歸可以避免多重共線性的干擾，使回歸結(jié)果更有效?；貧w分析結(jié)果見(jiàn)表6，模型通過(guò)了擬合度檢驗(yàn)（R2=1 且 P<005）。

表6回歸分析結(jié)果

變量未標(biāo)準(zhǔn)化的回歸系數(shù)BStd. Error標(biāo)準(zhǔn)化后的回

歸系數(shù)（Beta）Sig.值 常量000 第1主成分0381007240 第2主成分0265005190 第3主成分0122001620

由于回歸分析數(shù)據(jù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此選用未標(biāo)準(zhǔn)化的回歸系數(shù)進(jìn)行擬合，得到中國(guó)石油供應(yīng)安全預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平回歸方程：

Y（t）=0381U1（t）+0265 U2（t）+0122 U3（t） （10）

將2011年的U1、U2、U3實(shí)際數(shù)據(jù)帶入式（10），結(jié)果為Y（2011）=-00756，與實(shí)際數(shù)據(jù)F（2011）=-007736比較，殘差小于001，說(shuō)明預(yù)警模型有效。

（五）結(jié)果討論

對(duì)表5的計(jì)算結(jié)果用警戒線設(shè)置控制邊界，得到石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)控制圖（見(jiàn)圖3），清楚地表明了石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)與臨界狀態(tài)。由式（10）得到主成分回歸分析結(jié)果，與表5中的中國(guó)石油供應(yīng)安全預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平對(duì)比（由于兩條線基本重合，為了便于觀察，將回歸結(jié)果上移了01個(gè)單位），得到對(duì)比分析及預(yù)測(cè)圖（見(jiàn)圖4），進(jìn)一步說(shuō)明了預(yù)警結(jié)果的有效性。利用模型對(duì)2011年中國(guó)石油供應(yīng)安全進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到風(fēng)險(xiǎn)水平的近期發(fā)展趨勢(shì)。

1995—2006年市場(chǎng)環(huán)境因素得分越來(lái)越大，2003年以后增長(zhǎng)幅度更加明顯，2007年開始下降，但是2009年后又逐漸上升，這說(shuō)明中國(guó)石油供應(yīng)安全的市場(chǎng)環(huán)境在2003年經(jīng)歷了危險(xiǎn)期，2007年后逐漸好轉(zhuǎn)，但是近幾年呈現(xiàn)惡化的趨勢(shì)。由第1主成分的系數(shù)發(fā)現(xiàn)，石油對(duì)外依存度、國(guó)際原油價(jià)格、石油消耗強(qiáng)度占較大比重，在中國(guó)石油供應(yīng)安全的市場(chǎng)環(huán)境因素中起主導(dǎo)作用。首先，石油對(duì)外依存度逐年上升，導(dǎo)致中國(guó)石油所處的市場(chǎng)環(huán)境不穩(wěn)定性增強(qiáng)，國(guó)際石油市場(chǎng)的行情變化影響到中國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2003年中國(guó)原油凈進(jìn)口超過(guò)9112萬(wàn)噸，石油進(jìn)口依存度達(dá)到325%，2011年達(dá)到565%。其次，國(guó)際油價(jià)的不斷上漲以及大幅波動(dòng)，對(duì)中國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的成本和競(jìng)爭(zhēng)力也產(chǎn)生了不良影響。再次，石油消耗強(qiáng)度增強(qiáng)意味著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)越來(lái)越依賴石油的消費(fèi)，導(dǎo)致石油供應(yīng)的壓力越來(lái)越大。總的來(lái)看，市場(chǎng)環(huán)境因素對(duì)于石油供應(yīng)安全具有舉足輕重的作用，需要引起高度重視。

圖3中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)控制圖圖4中國(guó)石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)主成分回歸與預(yù)測(cè)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)水平的得分在2000年達(dá)到了最大值，此后開始下降，這表明中國(guó)石油在需求供給方面的安全狀況開始改善。由第2主成分的系數(shù)發(fā)現(xiàn)，石油消費(fèi)在能源消耗中所占比重、石油儲(chǔ)備水平的相對(duì)權(quán)重較大。隨著石油消費(fèi)的需求不斷攀升，中國(guó)政府將石油安全提升到了國(guó)家戰(zhàn)略的高度，出現(xiàn)了從沿海分布到散入內(nèi)陸、從地上建庫(kù)到地下儲(chǔ)存的變化，很大程度上提高了應(yīng)對(duì)短暫供應(yīng)中斷的能力。

可持續(xù)供給能力的得分波動(dòng)比較大。由第3主成分的系數(shù)發(fā)現(xiàn)，可持續(xù)供給因素的得分與儲(chǔ)采比和儲(chǔ)量替代率的關(guān)系密切。石油儲(chǔ)量的稀缺性和不確定性等因素導(dǎo)致中國(guó)石油供給安全的可持續(xù)供給能力具有很大的不確定性，這無(wú)疑給中國(guó)石油供應(yīng)安全帶來(lái)了威脅。

由圖2可知，預(yù)警結(jié)果與回歸模型得到的結(jié)果基本一致，可見(jiàn)該預(yù)警模型是有效的。通過(guò)查閱資料，對(duì)2012年中國(guó)石油供應(yīng)安全的預(yù)警指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行估計(jì)，利用預(yù)警模型預(yù)測(cè)了2012年中國(guó)石油安全狀況，預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平為-008901。結(jié)果表明，2012年中國(guó)石油供應(yīng)安全壓力進(jìn)一步緩解，但仍需要進(jìn)一步關(guān)注。

綜合上述主成分因素分析，并由圖3可知，1993—1996年中國(guó)石油供應(yīng)安全的預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平都低于-135的警戒線，表明這段時(shí)間中國(guó)石油供應(yīng)安全。1997—1999年，中國(guó)石油供應(yīng)安全狀況開始值得關(guān)注。2000年開始，預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)水平有6年突破了090的危險(xiǎn)警戒線。但是自2007年開始，安全水平一直處于安全區(qū)間，這說(shuō)明中國(guó)的能源政策與經(jīng)濟(jì)調(diào)整政策發(fā)揮了作用。在實(shí)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，表現(xiàn)為中國(guó)經(jīng)濟(jì)較好地抵御了2008年金融危機(jī)，并在近年的石油價(jià)格大幅波動(dòng)中，保證了中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

由此可知，中國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)石油的依賴性越來(lái)越大，并面臨國(guó)際石油市場(chǎng)對(duì)中國(guó)石油市場(chǎng)的沖擊，但中國(guó)的石油供應(yīng)安全狀況近年來(lái)處于安全區(qū)間。

四、結(jié)論

其一，本文基于數(shù)據(jù)挖掘理論與PSR框架模型提出石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，將高維指標(biāo)系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析轉(zhuǎn)換為 3 維風(fēng)險(xiǎn)分析識(shí)辨系統(tǒng)，從而有效地降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高分析的精度以便分析深層次因素。通過(guò)實(shí)證分析及驗(yàn)證，證實(shí)了本模型的有效性。

其二，本研究表明中國(guó)石油供應(yīng)安全狀態(tài)近20年來(lái)處于較大的波動(dòng)中，可明顯地分為上升與下降兩個(gè)階段，2006年為分界點(diǎn)。自2007年開始，安全水平一直處于安全區(qū)間，這說(shuō)明中國(guó)的能源政策與經(jīng)濟(jì)調(diào)整政策具有較強(qiáng)魯棒性，保證了中國(guó)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

其三，影響中國(guó)石油供應(yīng)安全的主要因素為石油消耗強(qiáng)度、國(guó)際原油價(jià)格、石油對(duì)外依存度。其中，石油消耗強(qiáng)度反映國(guó)內(nèi)工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)石油的需求情況；石油對(duì)外依存度反映國(guó)內(nèi)石油生產(chǎn)狀態(tài)；而原油價(jià)格則直接反映中國(guó)石油需求狀態(tài)與國(guó)際原油市場(chǎng)的供求關(guān)系。這三項(xiàng)指標(biāo)作為主要因素對(duì)中國(guó)石油戰(zhàn)略具有重要影響。

注釋：

① 參見(jiàn)BP Statistical Review of World Energy 2011。

[參考文獻(xiàn)]

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[28] 張德勝.中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)的研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2008：

[責(zé)任編輯：張巖林]

由此可知，中國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)石油的依賴性越來(lái)越大，并面臨國(guó)際石油市場(chǎng)對(duì)中國(guó)石油市場(chǎng)的沖擊，但中國(guó)的石油供應(yīng)安全狀況近年來(lái)處于安全區(qū)間。

四、結(jié)論

其一，本文基于數(shù)據(jù)挖掘理論與PSR框架模型提出石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，將高維指標(biāo)系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析轉(zhuǎn)換為 3 維風(fēng)險(xiǎn)分析識(shí)辨系統(tǒng)，從而有效地降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高分析的精度以便分析深層次因素。通過(guò)實(shí)證分析及驗(yàn)證，證實(shí)了本模型的有效性。

其二，本研究表明中國(guó)石油供應(yīng)安全狀態(tài)近20年來(lái)處于較大的波動(dòng)中，可明顯地分為上升與下降兩個(gè)階段，2006年為分界點(diǎn)。自2007年開始，安全水平一直處于安全區(qū)間，這說(shuō)明中國(guó)的能源政策與經(jīng)濟(jì)調(diào)整政策具有較強(qiáng)魯棒性，保證了中國(guó)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

其三，影響中國(guó)石油供應(yīng)安全的主要因素為石油消耗強(qiáng)度、國(guó)際原油價(jià)格、石油對(duì)外依存度。其中，石油消耗強(qiáng)度反映國(guó)內(nèi)工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)石油的需求情況；石油對(duì)外依存度反映國(guó)內(nèi)石油生產(chǎn)狀態(tài)；而原油價(jià)格則直接反映中國(guó)石油需求狀態(tài)與國(guó)際原油市場(chǎng)的供求關(guān)系。這三項(xiàng)指標(biāo)作為主要因素對(duì)中國(guó)石油戰(zhàn)略具有重要影響。

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[16] 張華林，劉剛.我國(guó)石油安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系初探[J].國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)，2005（5）：4448.

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[18] 張華林，劉剛.層次分析法在石油安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2006，26（4）：135137.

[19] 于冬梅，秦江波，孫永波.基于層次分析法的石油資源安全評(píng)價(jià)[J].科技管理研究，2010（17）：6365.

[20] 范秋芳.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的中國(guó)石油安全預(yù)警研究[J].運(yùn)籌與管理，2007，16（5）：100105.

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[28] 張德勝.中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)的研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2008：

[責(zé)任編輯：張巖林]

由此可知，中國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)石油的依賴性越來(lái)越大，并面臨國(guó)際石油市場(chǎng)對(duì)中國(guó)石油市場(chǎng)的沖擊，但中國(guó)的石油供應(yīng)安全狀況近年來(lái)處于安全區(qū)間。

四、結(jié)論

其一，本文基于數(shù)據(jù)挖掘理論與PSR框架模型提出石油供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，將高維指標(biāo)系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析轉(zhuǎn)換為 3 維風(fēng)險(xiǎn)分析識(shí)辨系統(tǒng)，從而有效地降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高分析的精度以便分析深層次因素。通過(guò)實(shí)證分析及驗(yàn)證，證實(shí)了本模型的有效性。

其二，本研究表明中國(guó)石油供應(yīng)安全狀態(tài)近20年來(lái)處于較大的波動(dòng)中，可明顯地分為上升與下降兩個(gè)階段，2006年為分界點(diǎn)。自2007年開始，安全水平一直處于安全區(qū)間，這說(shuō)明中國(guó)的能源政策與經(jīng)濟(jì)調(diào)整政策具有較強(qiáng)魯棒性，保證了中國(guó)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

其三，影響中國(guó)石油供應(yīng)安全的主要因素為石油消耗強(qiáng)度、國(guó)際原油價(jià)格、石油對(duì)外依存度。其中，石油消耗強(qiáng)度反映國(guó)內(nèi)工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)石油的需求情況；石油對(duì)外依存度反映國(guó)內(nèi)石油生產(chǎn)狀態(tài)；而原油價(jià)格則直接反映中國(guó)石油需求狀態(tài)與國(guó)際原油市場(chǎng)的供求關(guān)系。這三項(xiàng)指標(biāo)作為主要因素對(duì)中國(guó)石油戰(zhàn)略具有重要影響。

注釋：

① 參見(jiàn)BP Statistical Review of World Energy 2011。

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