一种粮食最优储藏量确定的方法及装置与流程

本发明涉及一种粮食最优储藏量确定的方法及装置。特别是在综合考虑有粮食储藏和无粮食储藏的情况下，进行确定粮食最优储藏量，属于粮食安全技术领域。

背景技术：

建立和维持适度规模的粮食储藏量是实现粮食安全的重要手段，粮食储藏水平的变化是衡量和评价粮食安全的一个重要指标。粮食市场一旦出现严重的供不应求就会引起粮价的巨大波动，那么对社会的发展甚至整个国家的安全都会产生巨大的负面影响。粮食储藏不仅可以保证人们获得所需的粮食，维护社会安定，更是具有调节市场供求、维持粮食价格的作用。但是，粮食储藏本身是要花费成本的(包括直接的粮食储藏成本和过度储藏可能引起的社会福利损失)。因此，粮食储藏规模过小可能导致粮食不安全，而粮食储藏规模过大又会增加仓容压力和财政负担。尤其是在加入WTO后我国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，随之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。

现有的粮食储藏量的计算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，如基于联合国粮农组织(FAO)方法使用经验数据，没有结合我国国情及粮食实际的供应情况，因此不能够依据粮食储藏的实际目标计算出粮食的最佳储藏量。所以，现有的计算粮食储藏量的方法存在一定的缺点，不能结合我国实际情况确定出粮食最优储藏量，以致于不能有效地发挥粮食储藏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藏量确定的方法，用于解决现有的粮食储藏量计算方法不能有效地确定最优粮食储藏量的问题。本发明还提供一种粮食最优储藏量确定的装置。

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藏量确定的方法，包括：

1)统计相关数据，以统计数据为基础计算粮食储藏率r为：

其中，a指粮食缺口时的单位经济损失；c指粮食储藏的单位成本；P_g指粮食供应中断发生的概率；P_j指粮食进口中断发生的概率；R_j指进口粮食量占粮食总供应量的比重；

2)根据粮食储藏率r建立粮食最优储藏量s为：

s＝r·H

其中，H指粮食产量。

本发明还提供一种粮食最优储藏量确定的装置，该装置包括模块：

1)用于统计相关数据，以统计数据为基础计算粮食储藏率r的模块，粮食储藏率r为：

其中，a指粮食缺口时的单位经济损失；c指粮食储藏的单位成本；P_g指粮食供应中断发生的概率；P_j指粮食进口中断发生的概率；R_j指进口粮食量占粮食总供应量的比重；

2)用于根据粮食储藏率r得出的粮食最优储藏量s的模块，粮食最优储藏量s为：

s＝r·H

其中，H指粮食产量。

本发明的有益效果是：本发明分别考虑国家有无粮食储藏体系的情况下，建立粮食最优储藏量模型，该模型计算科学、客观，为我国合理确定粮食储藏量提供依据，确保国家有效的预测粮食供应量，保证国家粮食安全。

附图说明

图1为储藏模型建立流程图。

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。

本发明提供的一种粮食最优储藏量的确定方法，该方法的步骤为：

步骤一、统计相关数据，以统计数据为基础计算粮食储藏率r。

步骤二、根据粮食储藏率r建立粮食最优储藏量s。

上述各步骤的详细过程介绍如下：

步骤一、统计相关数据，以统计数据为基础计算粮食储藏率r。如图1所示流程图，则具体计算过程如下：

粮食供应由国内粮食供应和粮食进口，因此，粮食总供应量＝国内粮食供应量+粮食进口量。国内粮食供应量占粮食总供应量的比重为R_g(0＜R_g＜1)，粮食进口量占粮食总供应量的比重为R_j(0＜R_j＜1)，并且R_g+R_j＝1。若某年里粮食总供应量为T，则国内粮食供应量为TR_g，粮食进口量为TR_j。

粮食安全是指粮食总供应量大于或等于粮食的总消费量。粮食的不安全因素包括粮食供应中断和粮食进口中断。粮食供应中断是指因国内粮食歉收导致粮食供小于求的情况，其发生的概率为P_g(0＜P_g＜1)，则粮食供应正常的概率为(1-P_g)；粮食进口中断是指因国际粮食供应紧张，粮食进口出现中断的情况，其发生的概率为P_j(0＜P_j＜1)，则粮食进口正常的概率为(1-P_j)，并且P_g＜P_j。

为分析求取最优的粮食储藏量，现同时考虑无粮食储藏和有粮食储藏的两种情况下，计算粮食储藏率。

1、无粮食储藏的情况

在国家没有建立起粮食储藏体系的情况下，粮食的消费量就是粮食供给量，在发生粮食供不应求的粮食危机时，国家没有粮食储藏以备紧急使用，因此粮食短缺将导致国家经济发生损失。现针对国内粮食供应和粮食进口发生多种可能性组合时，分别计算出经济损失，其中单位经济损失为a。

(1)国内粮食供应中断、粮食进口中断。此时粮食需求得不到有效补给，该情况出现的概率为P_gP_j，造成的经济损失为aT。

(2)国内粮食供应中断、粮食进口正常。此时粮食供给缺口主要来自国内粮食供应部分，该情况出现的概率为P_g(1-P_j)，造成的经济损失为aR_gT。

(3)国内供应正常、粮食进口中断。此时粮食供给缺口主要来自粮食进口部分，该情况出现的概率为(1-P_g)P_j，造成的经济损失为aR_jT。

(4)国内供应正常、粮食进口正常。此时粮食供给刚好满足粮食消费需求，不会出现经济损失，该情况出现法概率为(1-P_g)(1-P_j)，造成的经济损失为零。

(5)根据多目标最优化理论的相关方法，由此得到无粮食储藏的情况下粮食短缺造成的经济损失为：

E₁＝P_gP_j·aT+P_g(1-P_j)·aR_gT+(1-P_g)P_j·aR_jT

＝P_gP_j·aT+(P_g-P_gP_j)·a(1-R_j)T+P_j·aR_jT-P_gP_j·aR_jT

＝P_gP_j·aT+P_g·a(1-R_j)T-P_gP_j·a(1-R_j)T+P_j·aR_jT-P_gP_j·aR_jT

＝P_gP_j·aT+P_g·aT-P_gR_j·aT-P_gP_j·aT+P_gP_jR_j·aT+P_j·aR_jT-P_gP_j·aR_jT

＝P_g·aT-P_gR_j·aT+P_j·aR_jT

＝aT[(P_j-P_g)R_j+P_g]

2、有粮食储藏的情况

在国家建立了粮食储藏体系的情况下，如果发生粮食供应危机，国家可以调动粮食储藏以缓解粮食短缺对国家经济造成的损失。但是，粮食储藏是有储藏成本的，因此，不可能无休止的建立庞大的粮食储藏体系，必须考虑粮食储藏的成本和效益，这里单位粮食储藏成本为c，即每储藏一吨粮食所需要的费用，粮食储藏成本主要包括直接的粮食每吨采购价格、仓储设施建设、维护、管理费用以及过度储藏引起的社会福利损失。

粮食供应出现危机时，粮食储藏可以立即投放到市场，缓解一部分国家经济损失，现针对国内粮食供应和粮食进口发生多种可能性组合时，分别计算出经济损失，其中粮食储藏率为r，即粮食储藏量占粮食总供应量的比例。

(1)国内粮食供应中断、粮食进口中断。实际库存粮食供给量为rT，则粮食短缺量为(1-r)T，造成的经济损失为a(1-r)T，同时储藏粮食的成本为crT，该情况出现的概率为P_gP_j，造成的经济损失合计为a(1-r)T+crT。

(2)国内粮食供应中断、粮食进口正常。实际库存粮食供给量为rT，国内粮食供应中断出现的粮食欠缺量为R_gT，但由于库存补给，实际粮食欠缺量为R_gT-rT，造成的经济损失为a(R_gT-rT)，同时粮食储藏成本为crT，该情况出现的概率为P_g(1-P_j)，造成的经济损失合计为a(R_gT-rT)+crT。

(3)国内供应正常、粮食进口中断。实际库存粮食供给量为rT，粮食进口中断出现的粮食欠缺量为R_jT，但由于库存补给，实际粮食欠缺量为R_jT-rT，造成的经济损失为a(R_jT-rT)，同时粮食储藏成本为crT，该情况出现的概率为(1-P_g)P_j，造成的经济损失合计为a(R_jT-rT)+crT。

(4)国内供应正常、粮食进口正常。此时粮食需求能得到保证，所以不存在粮食短缺的情况，但由于粮食库仍然存在，为维持粮食库存需要付出的成本代价为crT，该情况出现的概率为(1-P_g)(1-P_j)，造成的经济损失为crT。

(5)根据多目标最优化理论的相关方法，由此得到有粮食储藏的情况下粮食短缺造成的经济损失为：

E₂＝P_gP_j[a(1-r)T+crT]+P_g(1-P_j)[a(R_gT-rT)+crT]

+(1-P_g)P_j[a(R_jT-rT)+crT]+(1-P_g)(1-P_j)crT

＝P_gP_ja(1-r)T+P_gP_jcrT+P_g(1-P_j)a(R_gT-rT)+P_g(1-P_j)crT

+(1-P_g)P_ja(R_jT-rT)+(1-P_g)P_jcrT+(1-P_g)crT-(1-P_g)P_jcrT

＝P_gP_jaT-P_gP_jarT+P_gP_jcrT+(P_g-P_gP_j)a(R_gT-rT)+P_gcrT-P_gP_jcrT

+(1-P_g)P_jR_jTa-(1-P_g)P_jarT+P_jcrT-P_jP_gcrT+crT-P_gcrT-P_jcrT+P_gP_jcrT

＝P_gP_jaT-P_gP_jarT+P_gP_jcrT+P_ga(R_gT-rT)-P_gP_ja(R_gT-rT)+P_gcrT-P_gP_jcrT

+P_jR_jTa-P_jR_jP_gTa-P_jarT+P_gP_jarT+P_jcrT-P_jP_gcrT+crT-P_gcrT-P_jcrT+P_gP_jcrT

＝P_gP_jaT-P_gP_jarT+P_gP_jcrT+P_gaR_gT-P_garT-P_gP_jaR_gT+P_gP_jarT+P_gcrT-P_gP_jcrT

+P_jR_jTa-P_jR_jP_gTa-P_jarT+P_gP_jarT+P_jcrT-P_jP_gcrT+crT-P_gcrT-P_jcrT+P_gP_jcrT

＝P_gP_jaT+P_ga(1-R_j)T-P_garT-P_gP_ja(1-R_j)T+P_gP_jarT

+P_jR_jTa-P_jR_jP_gTa-P_jarT+crT

＝P_gaT-P_gaR_jT-P_garT+P_gP_jarT

+P_jR_jTa-P_jarT+crT

＝aT[P_g+R_j(P_j-P_g)+rP_gP_j-r(P_j+P_g)]+crT

由上述两种情况下出现粮食供应波动时引起的经济损失量计算粮食储藏率r过程如下：

ΔE＝|E₁-E₂|

＝|arT[(P_j+P_g)-P_gP_j]-crT|

(6)在建立粮食储藏体系的情况下，由于粮食供应中断出现的经济损失为E₂，国家建立粮食储藏的目的是保证粮食安全，在粮食供应波动的情况下，能够确保粮食供给和经济损失最小，因此，将E₂对粮食供应量T求导可得：

令导数为零，则有：

则上述的粮食储藏率r＝f[P_g,P_j,R_j,a,c]可知，在粮食供应波动的情况下，粮食储藏率与国内粮食供应中断、粮食进口中断、粮食国内供应率、粮食进口率、单位粮食短缺成本以及单位粮食储藏成本有关。

步骤二、根据粮食储藏率r建立粮食最优储藏量s。

由步骤一中得到的粮食储藏率得到粮食最优储藏量为：

其中，H是指粮食总供给量。

本实施例中，结合国家统计局及国家粮食局提供的2015年的统计数据，对2015年的国家粮食最优储藏量的计算过程如下：

(1)统计的相关数据有：国内粮食供应量占粮食总供应量的比重R_g＝0.83；粮食进口量占粮食总供应量的比重R_j＝0.17；粮食供应中断率P_g＝0.1；粮食进口中断率P_j＝0.2；粮食总供应量T＝62143.5万吨；单位粮食短缺造成的经济损失a＝0.454×10⁴元/吨；单位粮食储藏成本c＝0.312×10⁴元/吨。

(2)将上述数据带入粮食储藏率公式有：

即2015年的粮食储藏率为0.287，则由粮食总供应量可知粮食储藏量为：

s＝r·H

＝62143.5×0.287＝17835.2

也就是说2015年国家粮食储藏达到17835.2万吨时为最优储藏量。此时，如果发生粮食供应危机，可以很好的调控国家粮食市场稳定，保证粮食安全。

本发明实施例还提供了一种粮食最优储藏量确定的装置，该装置包括：

1)用于统计相关数据，以统计数据为基础计算粮食储藏率r的模块，粮食储藏率r为：

其中，a指粮食缺口时的单位经济损失；c指粮食储藏的单位成本；P_g指粮食供应中断发生的概率；P_j指粮食进口中断发生的概率；R_j指进口粮食量占粮食总供应量的比重；

2)用于根据粮食储藏率r得出的粮食最优储藏量s的模块，粮食最优储藏量s为：

s＝r·H

其中，H指粮食产量。

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藏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。