代蔣國　張曼玲　魏奇

摘 要：能源是推動社會經(jīng)濟發(fā)展所必需的物質(zhì)動力，但能源的過度消耗，會導致資源和環(huán)境無法承受，必須保持在一個相對合理的水平上。同時，能源消費與很多因素密切相關(guān)，但是無法一一列舉，因此該文利用降維的思想，采用主成分分析法把多個影響參數(shù)轉(zhuǎn)化為幾個綜合指標，確定了生產(chǎn)總值、能源消費構(gòu)成、經(jīng)濟水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源加工轉(zhuǎn)換效率等5個主要影響因素綜合指標。為探究他們與能源消耗之間存在的具體關(guān)系，該文利用數(shù)學建模的方法，建立多元回歸模型，分析得出各因素與能源消耗的內(nèi)在數(shù)學聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：能源消耗 降維思想 主成分分析 多元回歸

中圖分類號：F274 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0214-01

1 能源消費現(xiàn)狀

經(jīng)濟發(fā)展離不開能源的可靠供應(yīng)。經(jīng)濟快速發(fā)展雖會提高人民生產(chǎn)生活水平，但過快會導致能源過度消耗，不利于實現(xiàn)經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。因此，必須保持在一個相對合理的水平上。我國每個省份都是一個相對獨立的經(jīng)濟體，每個地方都希望從自身出發(fā)加快發(fā)展。

合理控制各地經(jīng)濟發(fā)展速度的手段之一就是合理控制各地能源消費量。當全國總的能源消費量在某個給定水平時，管理部門需要制定一個相對合理的方案將這有限的資源配置給各個地區(qū)，使得各地在合理均衡發(fā)展的基礎(chǔ)上，充分利用有限資源提升發(fā)展質(zhì)量。

2 影響能源消費總量因素分析

2.1 運用主成分分析法

首先分析影響能源消耗量的因素，設(shè)定了生產(chǎn)總值、煤炭消費總量、國民總收入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源加工轉(zhuǎn)換效率等主要影響因素。由于能源控制總量受多方面因素影響，首先采用主成分分析法確定主要因素。

主成分分析是設(shè)法將原來眾多具有一定相關(guān)性（比如個指標），重新組合成一組新的互相無關(guān)的綜合指標來代替原來的指標。通常數(shù)學上的處理就是將原來個指標作線性組合，作為新的綜合指標。

（1）由觀測數(shù)據(jù)計算及

（2）由相關(guān)系數(shù)矩陣得到特征值及各個主成分的方差貢獻、貢獻率和累計貢獻率，并根據(jù)累計貢獻率確定主成分保留的個數(shù)；

（3）利用施密特正交方法，用所表示的主成分；

（4）將的觀測值代入主成分的表達式中計算各個主成分的值；

（5）計算原指標與主成分的相關(guān)系數(shù)即因子載荷。

2.2 主成分分析法求解

通過查閱資料發(fā)現(xiàn)影響能源消費總量因素眾多，如國民總收入、國內(nèi)生產(chǎn)總值、工業(yè)增加值、建筑業(yè)增加值、交通運輸郵電業(yè)增加值、工業(yè)增加值能源加工轉(zhuǎn)換效率等各項參數(shù)，各個參數(shù)的性質(zhì)都不相同。由于參數(shù)較多，增加了其復(fù)雜性。變量之間可能存在一定的相關(guān)性，因此，多變量中可能存在信息的重疊。因此采用較少的變量來代替原來較多的變量。

通過查閱《中國統(tǒng)計年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)，得到能源消費總量、國民總收入、國內(nèi)生產(chǎn)總值、產(chǎn)業(yè)增加值、產(chǎn)業(yè)消耗值、加工轉(zhuǎn)換效率等相關(guān)變量在2003年—2012年參數(shù)值。

運用MATLAB軟件，結(jié)合上述數(shù)據(jù)，計算公因子方差和方差貢獻。見表1。

3 建立多元回歸分析模型

3.1 回歸模型的建立

觀察因素：首先，綜合指標對能源消耗都產(chǎn)生了影響，其中，資源稟賦與經(jīng)濟水平可分別由國民總收入、國內(nèi)生產(chǎn)總值主成分代替。其次，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素中的產(chǎn)業(yè)增減量也反映了能源消耗的內(nèi)在原因。因此，可將能源消耗總量作為被解釋變量（），國民總收入（）、國內(nèi)生產(chǎn)總值（）、產(chǎn)業(yè)增加值（）、產(chǎn)業(yè)消耗值（）、能源加工轉(zhuǎn)換效率（）作為解釋變量構(gòu)建模型。根據(jù)表中數(shù)據(jù)做出圖形（如圖1所示）。

3.2 能源消耗關(guān)系求解

這說明，在其他因素不變的情況下，當國民總收入增加1億萬，國內(nèi)生產(chǎn)總值每減少1億萬，產(chǎn)業(yè)增加值每增加1億萬，產(chǎn)業(yè)消耗值每增加1億萬，能源加工轉(zhuǎn)換效率每增加1%，能源消耗量分別增加0.009221億萬、0.038308億萬、0.043134億萬、0.617590億萬。

基于上述分析，針對不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展水平等因素，提出發(fā)展周期（如5年）能源消費總量按省份的分配或者分解的一種方案，可增加實際執(zhí)行過程中的可操作性和合理性。

參考文獻

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