一种粮食最优储备量确定的方法及装置与流程

本发明涉及一种粮食最优储备量确定的方法及装置。特别是在同时考虑粮食短缺经济损失和粮食储备成本情况下，确定粮食最优储备量，属于粮食安全技术领域。

背景技术：

“国家大本，食足为先”，粮食安全问题直接关系到国家经济发展、社会稳定和国家安全，粮食储备则是保障国家粮食安全的物质基础和基本手段。党和政府高度重视粮食安全工作，积极探索建立适合我国国情的粮食储备制度。特别是随着我国粮食流通体制市场化改革的不断深入，如何建立健全科学的粮食储备制度和管理体制，切实增强粮食宏观调控能力，维护粮食市场稳定，确保国家粮食安全，成为各级政府十分关注和着力解决的重大问题。毫无疑问，在各级粮食储备中，中央储备粮数量最大，处于核心位置，在调节市场，平抑粮价，应对灾情，确保国家粮食安全中发挥着主导作用。尤其在我国加入WTO后面临着更加自由的国际贸易环境，粮食储备的外部条件发生了变化，利用国际市场调节粮食余缺的可能性增强，随着出现的问题就是多大的粮食储备规模既能做到节约储藏成本又能做到保证粮食安全。

现有的粮食储备量规模的预测方法只是单纯的考虑到国际粮食储备量计算值、粮食产量波动或粮食需求量等因素中的某一影响因素，如波动指数法只是考虑了粮食的生产量，没有考虑消费者对粮食需求情况的变化，因此不能够依据粮食储备的实际目标计算出粮食的最佳储备量。所以，现有的建立粮食储备量规模的方法存在一定的缺点，不能依据我国粮食实际储备情况，从而不能有效地发挥粮食储备在国家粮食安全调控中的作用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种粮食最优储备量确定的方法，用于解决现有的粮食储备量规模计算方法不能有效地预测未来最优粮食储备量的问题。本发明还提供一种粮食最优储备量确定的装置。

为解决上述问题，本发明的技术解决方案是提供一种粮食最优储备量确定的方法，包括：

1)统计历年相关数据，以统计数据为基础建立粮食最优储备量模型s(t)为：

其中，p(t)指粮食产量函数，g(t)指粮食总供给函数，c(t)指粮食总消费量函数，a指粮食短缺时单位经济损失，h指单位粮食储备成本；

所述粮食最优储备量模型中参数g(t)和参数c(t)的求取过程为：

粮食总供给量由粮食生产量和粮食进口量两部分组成，由历年数据首先求取粮食产量预测方程p(t)和粮食进口预测方程j(t)，则粮食总供给量函数g(t)为：g(t)＝p(t)+j(t)；

粮食总消费量由口粮消费量在粮食总消费量中所占的比例来计算：由历年数据求取口粮消费预测方程k(t)和口粮在粮食总消费量中的比例变化趋势方程b(t)，则粮食总消费量函数c(t)为：c(t)＝k(t)/b(t)；

2)利用建立的粮食最优储备量模型预测未来粮食的储备量。

进一步的，步骤1)中所述口粮消费总量由城镇口粮消费量和农村口粮消费量组成，其中，

城镇口粮消费量＝城镇人口×城镇人均口粮消费量

农村口粮消费量＝农村人口×农村人均口粮消费量

则得出所述口粮消费总量预测方程k(t)；

所述粮食总消费量由口粮、饲料粮、工业粮、种子用粮、损耗和出口数据六部分组成，求取口粮消费量在粮食消费总量中的比例变化趋势方程b(t)。

进一步的，原粮加工成口粮过程中的原粮损耗率为0.25。

本发明还提出一种粮食最优储备量确定的装置，该装置包括模块：

1)用于统计历年相关数据，以统计数据为基础建立粮食最优储备量模型的模块，粮食最优储备量模型s(t)为：

其中，p(t)指粮食产量函数，g(t)指粮食总供给函数，c(t)指粮食总消费量函数，a指粮食短缺时单位经济损失，h指单位粮食储备成本；

所述粮食最优储备量模型中参数g(t)和参数c(t)的求取过程为：

粮食总供给量由粮食生产量和粮食进口量两部分组成，由历年数据首先求取粮食产量预测方程p(t)和粮食进口预测方程j(t)，则粮食总供给量函数g(t)为：g(t)＝p(t)+j(t)；

粮食总消费量由口粮消费量在粮食总消费量中所占的比例来计算：由历年数据求取口粮消费预测方程k(t)和口粮在粮食总消费量中的比例变化趋势方程b(t)，则粮食总消费量函数c(t)为：c(t)＝k(t)/b(t)；

2)用于利用建立的粮食最优储备量模型预测未来粮食的储备量的模块。

进一步的，模块1)中所述口粮消费总量由城镇口粮消费量和农村口粮消费量组成，其中，

城镇口粮消费量＝城镇人口×城镇人均口粮消费量

农村口粮消费量＝农村人口×农村人均口粮消费量

则得出所述口粮消费总量预测方程k(t)；

所述粮食总消费量由口粮、饲料粮、工业粮、种子用粮、损耗和出口数据六部分组成，求取口粮消费量在粮食消费总量中的比例变化趋势方程b(t)。

进一步的，原粮加工成口粮过程中的原粮损耗率为0.25。

本发明的有益效果：本发明从粮食储备的调节机理出发，考虑到粮食的供给来源、供给比例、单位粮食短缺引起的经济损失、单位粮食储备成本等各种因素，得到最优粮食储备模型。以往计算粮食储备模型仅仅从粮食产量出发，未考虑粮食需求对粮食储备的影响，未依据粮食储备的实际功能计算粮食的最佳储备量。该方法在同时考虑粮食短缺时造成的经济损失和粮食储藏时需要的储备成本的前提下，综合考虑粮食生产、粮食进口、粮食消费、粮食储藏的单位成本和粮食短缺的单位经济损失等各种因素对模型构建的影响，从而得到最优粮食储藏模型。因此，该方法求得的预测模型更贴近我国粮食实际储备情况、更能发挥粮食储备在经济安全和社会安全中的作用，同时该方法计算简单、实用、客观，为我国粮食最优储备量的预测提供了较好的技术支撑。

附图说明

图1为粮食产量及需求量关系图；

图2为建立粮食储备模型的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

该技术方案的基本方法步骤为：

步骤一、统计历年相关数据，以统计数据为基础建立粮食最优储备量模型s(t)。

步骤二、利用建立的粮食最优储备量模型预测未来粮食的储备量。

上述各步骤的详细过程介绍如下：

步骤一、统计历年相关数据，以统计数据为基础建立粮食最优储备量模型s(t)。如图2所示流程图，则详细过程如下：

(1)建立粮食产量预测方程。根据统计数据求粮食产量拟合函数p(t)，本实施例中，统计了2000～2015年的全国粮食产量数据，以此为基础建立粮食产量拟合函数p(t)(t指年份)，得到的拟合函数为：

p(t)＝A₁t+B₁

其中A₁、B₁为拟合系数。

(2)建立粮食进口预测方程。根据统计数据求粮食进口拟合函数j(t)，本实施例中，统计了2000～2015年全国粮食进口数据，以此为基础建立粮食进口量的拟合函数j(t)(t指年份)，得到的拟合函数为：

j(t)＝A₂t+B₂

其中A₂、B₂为拟合系数。

(3)计算粮食总供给预测方程。根据粮食来源，国家粮食供给包括粮食生产和粮食进口两部分，粮食供给量等于上述两部分的总和，即

粮食供给量＝粮食生产量+粮食进口量

本实施例中，依据上述得到的粮食产量预测方程和粮食进口预测方程求取粮食总供给预测方程为：

g(t)＝p(t)+j(t)＝(A₁+A₂)t+(B₁+B₂)

其中，t指年份。

(4)计算粮食口粮消费总量。计算过程为：

a)计算城镇人口口粮消费量，城镇口粮消费量＝城镇人口×城镇人均口粮消费量；

b)计算农村人口口粮消费量，农村口粮消费量＝农村人口×农村人均口粮消费量；

c)计算口粮消费总量：

口粮消费总量＝城镇口粮消费量+农村口粮消费量；

d)考虑到原粮加工成可食用粮食过程中的损耗率为0.25，因此，这里按照0.75的比例将口粮消费量转化为原粮消费量。

本实施例中，统计了2000～2015年农村人口、城镇人口、农村人均口粮消费量和城镇人均口粮消费量的相关数据，并以此数据为基础，建立粮食口粮消费量的预测方程k′(t)(t指年份)为：

k′(t)＝A₃t+B₃

其中A₃、B₃为拟合系数。

考虑原粮加工成可食用粮食过程中的损耗，则原粮消费量为：

k(t)＝k′(t)/0.75＝(A₃t+B₃)/0.75

(5)计算粮食总消费量。粮食的总消费量也称粮食的总需求量，粮食总需求量主要包括口粮消费量、饲料粮消费量、工业用粮消费量、种子用粮消费量、粮食损耗量、粮食出口等几部分组成。一般而言，粮食的总需求量没有直接的统计数据，其构成相对较为复杂，将上述几部分相加求和即为某年的粮食总需求量，由于以上数据没有连续、统一的统计数据，因此直接计算粮食总需求量较为困难，这里采用计算口粮在粮食消费总量中的比例的变化趋势来间接的反映粮食的总需求量的变化。

本实施例中，首先分别统计y1,y2,…,yj共j个年份中每一年的口粮、饲料粮、工业用粮、种子用粮、损耗粮和出口粮的数据(这里j一般取6-8即可)，然后将上述六部分相加得到j个年份中粮食的总消费量序列M,即：

M＝{m₁,m₂,…,m_j}

依据步骤(4)中计算粮食口粮消费量的方法，得出j个年份中口粮消费量序列N,即：

N＝{n₁,n₂,…,n_j}

则可以进一步计算出六个年份中粮食口粮消费量在粮食总消费量中所占的比例序列Q，即：

Q＝{q₁,q₂,…,q_j}

这里，q_i＝n_i/m_i，i＝1,2,…,j。

建立上述比例变化趋势的拟合方程b(t)(t指年份)为：

b(t)＝A₄t+B₄

根据上述步骤(4)和步骤(5)，可以计算出粮食总消费量为：

粮食总消费量＝口粮消费量/口粮消费量在粮食总消费量中的比例则建立的粮食总消费量的预测方程c(t)(t指年份)为：

(6)为建立粮食最优储备量模型，这里同时考虑粮食短缺和粮食储备成本两个影响因素，综合粮食储备的单位成本和粮食短缺的单位经济损失，依据统计的历年数据构建粮食最优储备量模型。如图2流程图所示，具体求取过程如下：

a)考虑到粮食短缺影响因素时，设粮食储备率为r(t)，单位粮食短缺造成的经济损失为a，则根据粮食供求关系可知，在粮食生产小于粮食需求时，可以通过一定的粮食储备补偿粮食短缺。

如图1中所示的粮食产量及需求量关系可知，粮食短缺量为：

粮食短缺量＝粮食总消费量-粮食总供给量-粮食储备量

则从t₀年开始累积到t年所引起的粮食短缺量d(t)为：

由此造成的经济损失期望值e₁(t)为：

b)考虑到粮食储备成本时，设单位粮食储备所需要的成本为h，储备成本包括粮食购买成本、储粮设施建设成本、管理成本等。

则从t₀年开始累积到t年用于粮食储备所累积经济支出期望值e₂(t)为：

c)依据上述步骤a)和步骤b)，计算由于粮食短缺引起的经济损失和粮食储备成本共同导致的经济损失代价函数E(t)为：

对代价函数E(t)求时间导数，即

令其导数为零，得出粮食储备率r(t)为：

则上述的粮食储备函数r(t)＝f[c(t),g(t),a,h]是粮食消费、粮食供给、短缺成本和储备成本的函数。即当粮食消费量一定时，供给量越高则储备率越低，此时影响经济损失的主要因素为粮食储备成本；当粮食供给量一定时，粮食消费量越高则储备率要求越高，此时影响经济损失的主要因素为粮食短缺引起的经济损失。

由此第t年的粮食最优储备量函数s(t)为：

其中，t指年份。

本实施例中，考虑到粮食短缺影响因素时，单位粮食短缺造成的经济损失为a取值为0.454×10⁴元/吨；考虑粮食储备成本时，单位粮食储备所需要的成本为h取值为0.312×10⁴元/吨。

步骤二、利用建立的粮食最优储备量模型预测未来粮食的储备量。

本实施例中，利用2000～2015年数据建立的最优粮食储备模型预测未来五年粮食的最佳储备量，从而不仅保证粮食供应满足需求，又能够保证不浪费过多储备的成本，实现合理预测国家粮食储备量，确保国家粮食安全。

本发明实施例还提供了一种粮食最优储备量确定的装置，该装置包括：

1)用于统计历年相关数据，以统计数据为基础建立粮食最优储备量模型的模块，粮食最优储备量模型s(t)为：

其中，p(t)指粮食产量函数，g(t)指粮食总供给函数，c(t)指粮食总消费量函数，a指粮食短缺时单位经济损失，h指单位粮食储备成本；

所述粮食最优储备量模型中参数g(t)和参数c(t)的求取过程为：

粮食总供给量由粮食生产量和粮食进口量两部分组成，由历年数据首先求取粮食产量预测方程p(t)和粮食进口预测方程j(t)，则粮食总供给量函数g(t)为：g(t)＝p(t)+j(t)；

粮食总消费量由口粮消费量在粮食总消费量中所占的比例来计算：由历年数据求取口粮消费预测方程k(t)和口粮在粮食总消费量中的比例变化趋势方程b(t)，则粮食总消费量函数c(t)为：c(t)＝k(t)/b(t)；

2)用于利用建立的粮食最优储备量模型预测未来粮食的储备量的模块。

上述模块是装置中为实现该方法的各步骤所建立的功能模块，实际上是一种根据以上一种粮食最优储备量确定的方法进行编程，与该方法步骤对应的软件进程。因此，对于各个模块，下面不再进行详细介绍。