本發(fā)明涉及一種糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量確定的方法及裝置。特別是在同時(shí)考慮糧食短缺經(jīng)濟(jì)損失和糧食儲(chǔ)備成本情況下，確定糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量，屬于糧食安全技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

“國(guó)家大本，食足為先”，糧食安全問題直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家安全，糧食儲(chǔ)備則是保障國(guó)家糧食安全的物質(zhì)基礎(chǔ)和基本手段。黨和政府高度重視糧食安全工作，積極探索建立適合我國(guó)國(guó)情的糧食儲(chǔ)備制度。特別是隨著我國(guó)糧食流通體制市場(chǎng)化改革的不斷深入，如何建立健全科學(xué)的糧食儲(chǔ)備制度和管理體制，切實(shí)增強(qiáng)糧食宏觀調(diào)控能力，維護(hù)糧食市場(chǎng)穩(wěn)定，確保國(guó)家糧食安全，成為各級(jí)政府十分關(guān)注和著力解決的重大問題。毫無疑問，在各級(jí)糧食儲(chǔ)備中，中央儲(chǔ)備糧數(shù)量最大，處于核心位置，在調(diào)節(jié)市場(chǎng)，平抑糧價(jià)，應(yīng)對(duì)災(zāi)情，確保國(guó)家糧食安全中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。尤其在我國(guó)加入WTO后面臨著更加自由的國(guó)際貿(mào)易環(huán)境，糧食儲(chǔ)備的外部條件發(fā)生了變化，利用國(guó)際市場(chǎng)調(diào)節(jié)糧食余缺的可能性增強(qiáng)，隨著出現(xiàn)的問題就是多大的糧食儲(chǔ)備規(guī)模既能做到節(jié)約儲(chǔ)藏成本又能做到保證糧食安全。

現(xiàn)有的糧食儲(chǔ)備量規(guī)模的預(yù)測(cè)方法只是單純的考慮到國(guó)際糧食儲(chǔ)備量計(jì)算值、糧食產(chǎn)量波動(dòng)或糧食需求量等因素中的某一影響因素，如波動(dòng)指數(shù)法只是考慮了糧食的生產(chǎn)量，沒有考慮消費(fèi)者對(duì)糧食需求情況的變化，因此不能夠依據(jù)糧食儲(chǔ)備的實(shí)際目標(biāo)計(jì)算出糧食的最佳儲(chǔ)備量。所以，現(xiàn)有的建立糧食儲(chǔ)備量規(guī)模的方法存在一定的缺點(diǎn)，不能依據(jù)我國(guó)糧食實(shí)際儲(chǔ)備情況，從而不能有效地發(fā)揮糧食儲(chǔ)備在國(guó)家糧食安全調(diào)控中的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量確定的方法，用于解決現(xiàn)有的糧食儲(chǔ)備量規(guī)模計(jì)算方法不能有效地預(yù)測(cè)未來最優(yōu)糧食儲(chǔ)備量的問題。本發(fā)明還提供一種糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量確定的裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量確定的方法，包括：

1)統(tǒng)計(jì)歷年相關(guān)數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型s(t)為：

其中，p(t)指糧食產(chǎn)量函數(shù)，g(t)指糧食總供給函數(shù)，c(t)指糧食總消費(fèi)量函數(shù)，a指糧食短缺時(shí)單位經(jīng)濟(jì)損失，h指單位糧食儲(chǔ)備成本；

所述糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型中參數(shù)g(t)和參數(shù)c(t)的求取過程為：

糧食總供給量由糧食生產(chǎn)量和糧食進(jìn)口量?jī)刹糠纸M成，由歷年數(shù)據(jù)首先求取糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)方程p(t)和糧食進(jìn)口預(yù)測(cè)方程j(t)，則糧食總供給量函數(shù)g(t)為：g(t)＝p(t)+j(t)；

糧食總消費(fèi)量由口糧消費(fèi)量在糧食總消費(fèi)量中所占的比例來計(jì)算：由歷年數(shù)據(jù)求取口糧消費(fèi)預(yù)測(cè)方程k(t)和口糧在糧食總消費(fèi)量中的比例變化趨勢(shì)方程b(t)，則糧食總消費(fèi)量函數(shù)c(t)為：c(t)＝k(t)/b(t)；

2)利用建立的糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型預(yù)測(cè)未來糧食的儲(chǔ)備量。

進(jìn)一步的，步驟1)中所述口糧消費(fèi)總量由城鎮(zhèn)口糧消費(fèi)量和農(nóng)村口糧消費(fèi)量組成，其中，

城鎮(zhèn)口糧消費(fèi)量＝城鎮(zhèn)人口×城鎮(zhèn)人均口糧消費(fèi)量

農(nóng)村口糧消費(fèi)量＝農(nóng)村人口×農(nóng)村人均口糧消費(fèi)量

則得出所述口糧消費(fèi)總量預(yù)測(cè)方程k(t)；

所述糧食總消費(fèi)量由口糧、飼料糧、工業(yè)糧、種子用糧、損耗和出口數(shù)據(jù)六部分組成，求取口糧消費(fèi)量在糧食消費(fèi)總量中的比例變化趨勢(shì)方程b(t)。

進(jìn)一步的，原糧加工成口糧過程中的原糧損耗率為0.25。

本發(fā)明還提出一種糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量確定的裝置，該裝置包括模塊：

1)用于統(tǒng)計(jì)歷年相關(guān)數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型的模塊，糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型s(t)為：

其中，p(t)指糧食產(chǎn)量函數(shù)，g(t)指糧食總供給函數(shù)，c(t)指糧食總消費(fèi)量函數(shù)，a指糧食短缺時(shí)單位經(jīng)濟(jì)損失，h指單位糧食儲(chǔ)備成本；

所述糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型中參數(shù)g(t)和參數(shù)c(t)的求取過程為：

糧食總供給量由糧食生產(chǎn)量和糧食進(jìn)口量?jī)刹糠纸M成，由歷年數(shù)據(jù)首先求取糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)方程p(t)和糧食進(jìn)口預(yù)測(cè)方程j(t)，則糧食總供給量函數(shù)g(t)為：g(t)＝p(t)+j(t)；

糧食總消費(fèi)量由口糧消費(fèi)量在糧食總消費(fèi)量中所占的比例來計(jì)算：由歷年數(shù)據(jù)求取口糧消費(fèi)預(yù)測(cè)方程k(t)和口糧在糧食總消費(fèi)量中的比例變化趨勢(shì)方程b(t)，則糧食總消費(fèi)量函數(shù)c(t)為：c(t)＝k(t)/b(t)；

2)用于利用建立的糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型預(yù)測(cè)未來糧食的儲(chǔ)備量的模塊。

進(jìn)一步的，模塊1)中所述口糧消費(fèi)總量由城鎮(zhèn)口糧消費(fèi)量和農(nóng)村口糧消費(fèi)量組成，其中，

城鎮(zhèn)口糧消費(fèi)量＝城鎮(zhèn)人口×城鎮(zhèn)人均口糧消費(fèi)量

農(nóng)村口糧消費(fèi)量＝農(nóng)村人口×農(nóng)村人均口糧消費(fèi)量

則得出所述口糧消費(fèi)總量預(yù)測(cè)方程k(t)；

所述糧食總消費(fèi)量由口糧、飼料糧、工業(yè)糧、種子用糧、損耗和出口數(shù)據(jù)六部分組成，求取口糧消費(fèi)量在糧食消費(fèi)總量中的比例變化趨勢(shì)方程b(t)。

進(jìn)一步的，原糧加工成口糧過程中的原糧損耗率為0.25。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明從糧食儲(chǔ)備的調(diào)節(jié)機(jī)理出發(fā)，考慮到糧食的供給來源、供給比例、單位糧食短缺引起的經(jīng)濟(jì)損失、單位糧食儲(chǔ)備成本等各種因素，得到最優(yōu)糧食儲(chǔ)備模型。以往計(jì)算糧食儲(chǔ)備模型僅僅從糧食產(chǎn)量出發(fā)，未考慮糧食需求對(duì)糧食儲(chǔ)備的影響，未依據(jù)糧食儲(chǔ)備的實(shí)際功能計(jì)算糧食的最佳儲(chǔ)備量。該方法在同時(shí)考慮糧食短缺時(shí)造成的經(jīng)濟(jì)損失和糧食儲(chǔ)藏時(shí)需要的儲(chǔ)備成本的前提下，綜合考慮糧食生產(chǎn)、糧食進(jìn)口、糧食消費(fèi)、糧食儲(chǔ)藏的單位成本和糧食短缺的單位經(jīng)濟(jì)損失等各種因素對(duì)模型構(gòu)建的影響，從而得到最優(yōu)糧食儲(chǔ)藏模型。因此，該方法求得的預(yù)測(cè)模型更貼近我國(guó)糧食實(shí)際儲(chǔ)備情況、更能發(fā)揮糧食儲(chǔ)備在經(jīng)濟(jì)安全和社會(huì)安全中的作用，同時(shí)該方法計(jì)算簡(jiǎn)單、實(shí)用、客觀，為我國(guó)糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量的預(yù)測(cè)提供了較好的技術(shù)支撐。

附圖說明

圖1為糧食產(chǎn)量及需求量關(guān)系圖；

圖2為建立糧食儲(chǔ)備模型的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

該技術(shù)方案的基本方法步驟為：

步驟一、統(tǒng)計(jì)歷年相關(guān)數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型s(t)。

步驟二、利用建立的糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型預(yù)測(cè)未來糧食的儲(chǔ)備量。

上述各步驟的詳細(xì)過程介紹如下：

步驟一、統(tǒng)計(jì)歷年相關(guān)數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型s(t)。如圖2所示流程圖，則詳細(xì)過程如下：

(1)建立糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)方程。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)求糧食產(chǎn)量擬合函數(shù)p(t)，本實(shí)施例中，統(tǒng)計(jì)了2000～2015年的全國(guó)糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)建立糧食產(chǎn)量擬合函數(shù)p(t)(t指年份)，得到的擬合函數(shù)為：

p(t)＝A₁t+B₁

其中A₁、B₁為擬合系數(shù)。

(2)建立糧食進(jìn)口預(yù)測(cè)方程。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)求糧食進(jìn)口擬合函數(shù)j(t)，本實(shí)施例中，統(tǒng)計(jì)了2000～2015年全國(guó)糧食進(jìn)口數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)建立糧食進(jìn)口量的擬合函數(shù)j(t)(t指年份)，得到的擬合函數(shù)為：

j(t)＝A₂t+B₂

其中A₂、B₂為擬合系數(shù)。

(3)計(jì)算糧食總供給預(yù)測(cè)方程。根據(jù)糧食來源，國(guó)家糧食供給包括糧食生產(chǎn)和糧食進(jìn)口兩部分，糧食供給量等于上述兩部分的總和，即

糧食供給量＝糧食生產(chǎn)量+糧食進(jìn)口量

本實(shí)施例中，依據(jù)上述得到的糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)方程和糧食進(jìn)口預(yù)測(cè)方程求取糧食總供給預(yù)測(cè)方程為：

g(t)＝p(t)+j(t)＝(A₁+A₂)t+(B₁+B₂)

其中，t指年份。

(4)計(jì)算糧食口糧消費(fèi)總量。計(jì)算過程為：

a)計(jì)算城鎮(zhèn)人口口糧消費(fèi)量，城鎮(zhèn)口糧消費(fèi)量＝城鎮(zhèn)人口×城鎮(zhèn)人均口糧消費(fèi)量；

b)計(jì)算農(nóng)村人口口糧消費(fèi)量，農(nóng)村口糧消費(fèi)量＝農(nóng)村人口×農(nóng)村人均口糧消費(fèi)量；

c)計(jì)算口糧消費(fèi)總量：

口糧消費(fèi)總量＝城鎮(zhèn)口糧消費(fèi)量+農(nóng)村口糧消費(fèi)量；

d)考慮到原糧加工成可食用糧食過程中的損耗率為0.25，因此，這里按照0.75的比例將口糧消費(fèi)量轉(zhuǎn)化為原糧消費(fèi)量。

本實(shí)施例中，統(tǒng)計(jì)了2000～2015年農(nóng)村人口、城鎮(zhèn)人口、農(nóng)村人均口糧消費(fèi)量和城鎮(zhèn)人均口糧消費(fèi)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，并以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立糧食口糧消費(fèi)量的預(yù)測(cè)方程k′(t)(t指年份)為：

k′(t)＝A₃t+B₃

其中A₃、B₃為擬合系數(shù)。

考慮原糧加工成可食用糧食過程中的損耗，則原糧消費(fèi)量為：

k(t)＝k′(t)/0.75＝(A₃t+B₃)/0.75

(5)計(jì)算糧食總消費(fèi)量。糧食的總消費(fèi)量也稱糧食的總需求量，糧食總需求量主要包括口糧消費(fèi)量、飼料糧消費(fèi)量、工業(yè)用糧消費(fèi)量、種子用糧消費(fèi)量、糧食損耗量、糧食出口等幾部分組成。一般而言，糧食的總需求量沒有直接的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其構(gòu)成相對(duì)較為復(fù)雜，將上述幾部分相加求和即為某年的糧食總需求量，由于以上數(shù)據(jù)沒有連續(xù)、統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此直接計(jì)算糧食總需求量較為困難，這里采用計(jì)算口糧在糧食消費(fèi)總量中的比例的變化趨勢(shì)來間接的反映糧食的總需求量的變化。

本實(shí)施例中，首先分別統(tǒng)計(jì)y1,y2,…,yj共j個(gè)年份中每一年的口糧、飼料糧、工業(yè)用糧、種子用糧、損耗糧和出口糧的數(shù)據(jù)(這里j一般取6-8即可)，然后將上述六部分相加得到j(luò)個(gè)年份中糧食的總消費(fèi)量序列M,即：

M＝{m₁,m₂,…,m_j}

依據(jù)步驟(4)中計(jì)算糧食口糧消費(fèi)量的方法，得出j個(gè)年份中口糧消費(fèi)量序列N,即：

N＝{n₁,n₂,…,n_j}

則可以進(jìn)一步計(jì)算出六個(gè)年份中糧食口糧消費(fèi)量在糧食總消費(fèi)量中所占的比例序列Q，即：

Q＝{q₁,q₂,…,q_j}

這里，q_i＝n_i/m_i，i＝1,2,…,j。

建立上述比例變化趨勢(shì)的擬合方程b(t)(t指年份)為：

b(t)＝A₄t+B₄

根據(jù)上述步驟(4)和步驟(5)，可以計(jì)算出糧食總消費(fèi)量為：

糧食總消費(fèi)量＝口糧消費(fèi)量/口糧消費(fèi)量在糧食總消費(fèi)量中的比例則建立的糧食總消費(fèi)量的預(yù)測(cè)方程c(t)(t指年份)為：

(6)為建立糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型，這里同時(shí)考慮糧食短缺和糧食儲(chǔ)備成本兩個(gè)影響因素，綜合糧食儲(chǔ)備的單位成本和糧食短缺的單位經(jīng)濟(jì)損失，依據(jù)統(tǒng)計(jì)的歷年數(shù)據(jù)構(gòu)建糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型。如圖2流程圖所示，具體求取過程如下：

a)考慮到糧食短缺影響因素時(shí)，設(shè)糧食儲(chǔ)備率為r(t)，單位糧食短缺造成的經(jīng)濟(jì)損失為a，則根據(jù)糧食供求關(guān)系可知，在糧食生產(chǎn)小于糧食需求時(shí)，可以通過一定的糧食儲(chǔ)備補(bǔ)償糧食短缺。

如圖1中所示的糧食產(chǎn)量及需求量關(guān)系可知，糧食短缺量為：

糧食短缺量＝糧食總消費(fèi)量-糧食總供給量-糧食儲(chǔ)備量

則從t₀年開始累積到t年所引起的糧食短缺量d(t)為：

由此造成的經(jīng)濟(jì)損失期望值e₁(t)為：

b)考慮到糧食儲(chǔ)備成本時(shí)，設(shè)單位糧食儲(chǔ)備所需要的成本為h，儲(chǔ)備成本包括糧食購(gòu)買成本、儲(chǔ)糧設(shè)施建設(shè)成本、管理成本等。

則從t₀年開始累積到t年用于糧食儲(chǔ)備所累積經(jīng)濟(jì)支出期望值e₂(t)為：

c)依據(jù)上述步驟a)和步驟b)，計(jì)算由于糧食短缺引起的經(jīng)濟(jì)損失和糧食儲(chǔ)備成本共同導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失代價(jià)函數(shù)E(t)為：

對(duì)代價(jià)函數(shù)E(t)求時(shí)間導(dǎo)數(shù)，即

令其導(dǎo)數(shù)為零，得出糧食儲(chǔ)備率r(t)為：

則上述的糧食儲(chǔ)備函數(shù)r(t)＝f[c(t),g(t),a,h]是糧食消費(fèi)、糧食供給、短缺成本和儲(chǔ)備成本的函數(shù)。即當(dāng)糧食消費(fèi)量一定時(shí)，供給量越高則儲(chǔ)備率越低，此時(shí)影響經(jīng)濟(jì)損失的主要因素為糧食儲(chǔ)備成本；當(dāng)糧食供給量一定時(shí)，糧食消費(fèi)量越高則儲(chǔ)備率要求越高，此時(shí)影響經(jīng)濟(jì)損失的主要因素為糧食短缺引起的經(jīng)濟(jì)損失。

由此第t年的糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量函數(shù)s(t)為：

其中，t指年份。

本實(shí)施例中，考慮到糧食短缺影響因素時(shí)，單位糧食短缺造成的經(jīng)濟(jì)損失為a取值為0.454×10⁴元/噸；考慮糧食儲(chǔ)備成本時(shí)，單位糧食儲(chǔ)備所需要的成本為h取值為0.312×10⁴元/噸。

步驟二、利用建立的糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型預(yù)測(cè)未來糧食的儲(chǔ)備量。

本實(shí)施例中，利用2000～2015年數(shù)據(jù)建立的最優(yōu)糧食儲(chǔ)備模型預(yù)測(cè)未來五年糧食的最佳儲(chǔ)備量，從而不僅保證糧食供應(yīng)滿足需求，又能夠保證不浪費(fèi)過多儲(chǔ)備的成本，實(shí)現(xiàn)合理預(yù)測(cè)國(guó)家糧食儲(chǔ)備量，確保國(guó)家糧食安全。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量確定的裝置，該裝置包括：

1)用于統(tǒng)計(jì)歷年相關(guān)數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型的模塊，糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型s(t)為：

其中，p(t)指糧食產(chǎn)量函數(shù)，g(t)指糧食總供給函數(shù)，c(t)指糧食總消費(fèi)量函數(shù)，a指糧食短缺時(shí)單位經(jīng)濟(jì)損失，h指單位糧食儲(chǔ)備成本；

所述糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型中參數(shù)g(t)和參數(shù)c(t)的求取過程為：

糧食總供給量由糧食生產(chǎn)量和糧食進(jìn)口量?jī)刹糠纸M成，由歷年數(shù)據(jù)首先求取糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)方程p(t)和糧食進(jìn)口預(yù)測(cè)方程j(t)，則糧食總供給量函數(shù)g(t)為：g(t)＝p(t)+j(t)；

糧食總消費(fèi)量由口糧消費(fèi)量在糧食總消費(fèi)量中所占的比例來計(jì)算：由歷年數(shù)據(jù)求取口糧消費(fèi)預(yù)測(cè)方程k(t)和口糧在糧食總消費(fèi)量中的比例變化趨勢(shì)方程b(t)，則糧食總消費(fèi)量函數(shù)c(t)為：c(t)＝k(t)/b(t)；

2)用于利用建立的糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量模型預(yù)測(cè)未來糧食的儲(chǔ)備量的模塊。

上述模塊是裝置中為實(shí)現(xiàn)該方法的各步驟所建立的功能模塊，實(shí)際上是一種根據(jù)以上一種糧食最優(yōu)儲(chǔ)備量確定的方法進(jìn)行編程，與該方法步驟對(duì)應(yīng)的軟件進(jìn)程。因此，對(duì)于各個(gè)模塊，下面不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。