系统工程-第八章

第八章系统工程应用系统工程应用

-题目：青海省能源矿产资源安全系统分析

1研究意义和研究现状2青海省国民经济与能源矿产开发背景分析3

青海省能源矿产需求预测4青海省能源矿产安全预警模型研究5青海省能源矿产系统动力学模型研究6结论与展望1.研究意义和研究现状1.1研究意义

(1)能源矿产安全的含义:

①能源供应的稳定性。

②能源使用的安全性。(2)我国的能源安全问题

①人均能源资源不足。

②优质能源供应不足,煤炭比重过高。③能源效率低。④以煤为主的能源结构造成了严重的能源环境问题。(3)针对省域能源矿产安全的理论与方法研究方法相对滞后。

(4)西部开发为青海省提供了良好发展机遇,因此研究青海省能源矿产安全问题,具有重要的理论意义和现实意义。

1.2能源矿产安全研究现状能源矿产安全的研究范围广泛，本文重点关注能源矿产资源开发利用的安全分析方面。下面从能源系统分析、能源需求预测、矿产保障程度分析方法、能源矿产对环境的影响、矿产资源安全评价等几个方面进行阐述。1.2.1能源系统分析

能源系统就是由煤炭、石油、天然气、水力、核能、生物质能等构成的一次能源，从资源开发、运输、加工、转换、分配直到最终使用的各个环节所组成的系统。能源安全研究的对象就是能源系统。

能源系统一般都用能源网络图表示，如图1.2所示。根据研究需要，可以综合成:(1)经济-能源-环境系统(2)世界能源系统(3)国家能源系统(4)省市能源系统(5)农村能源系统

(6)企业能源系统

图1.2能源系统

地热与水力煤天然气原油薪材其它非商品能源人力与畜力传输与分配用能设施最终用能部门加工与转换资源开发转换

运输核能城市商业城市民用工业运输（载人）运输（载货）农村工业农村民用农业(1)能源模型

针对不同的能源系统，国内外权威机构和学者建立了许多能源模型，典型的有：

世界能源模型（WEM）。由IEA于1993年研究开发.主要功能：①世界能源供需趋势分析；②能源使用的环境影响评价；③分析能源政策和能源技术的对能源供需和CO2排放的影响效果。

IASA全球能源系统模型。由国际应用系统分析研究所研究提出。①研究长期世界能源系统的战略；②评价替代能源的战略；③国家长期能源政策评价模型；④未来的能源系统和战略对社会、经济、环境和影响。

EEC中长期能源系统模型。由欧洲共同体提出。

该模型包括：①多个国家的宏观经济联接模型；②国家投入-产出模型；③国家能源需求模型；④多国家能源流优化模型；⑤能源网络系统。

中国能源系统模型。国家能源研究所等提出。该模型由能源供应系统模型与能源需求预测模型组成。（2）能源系统目前热点研究领域

①能源开发利用中的生态环境问题。②能源生产、投资与国民经济增长、宏观经济结构的关系研究。③能源矿产资源的产权研究。④新能源开发利用研究。1.2.2能源需求预测方法(1)回归分析法。在过去能源消费增长的基础上进行趋势外推.

⑵

弹性系数法。

模型为：

式中：E为能源需求量；G为国民生产总值、国内生产总值、社会总产值或工农业总产值等；K和e为宏观经济常数，e即弹性系数。

⑶

单位产值（产量）能耗预测法。

即根据单位产值（产量）能源消耗资料，并考虑到经济增长、经济结构调整和节能等各种因素进行预测的方法。

⑷

部门分析法。部门分析模型一般将经济部门按研究问题的目的、经济活动的管理程序和数据可获性分类，分析不同部门的活动水平及能源消费水平的历史状况，研究未来活动水平变化及能源消费水平变化及影响因素，预测能源需求状况。

通常，在进行国家或省市用能需求时可划分第一、第二、第三产业和城乡居民用能部门。⑸

投入产出法。利用投入产出表，在给定计划期各部门的最终产品时，可以预测出计划期对能源部门的需求量。应用此方法时，必须具备投入产出表。

⑹组合预测法。组合预测就是首先采用多个方法对能源需求进行预测，然后对预测结果进行加权组合，得到一个组合后的综合预测结果。确定最优加权的方法通常有最小二乘法、层次分析法等。

⑺其他方法。人工神经网络模型、混沌理论、灰色CM（1，1）模型、时间序列等方法。1.2.3能源矿产保证程度分析方法

保证程度分析是根据目前的保有可采储量，来分析未来一定时期内矿产资源对国民经济建设的保证程度。分析方法有总量分析法和生产统计法两类。(1)总量分析法是将总的矿产资源除以总的需求量,求出需求量占资源量的百分比，以确定矿产资源的保证程度。①静态分析法C=A/Bt

②半动态分析法③动态分析法：

(2)生产统计法。分为：①生产能力分析法②生产开采量分析法③生产资源消耗量分析法1.2.4能源矿产生产和使用对环境的影响

能源矿产在开采、加工、运输和使用的过程中，均会对环境造成严重影响。

能源矿产的燃烧是引起环境影响的主要环节。人类80%的温室气体排放来自能源消费，特别是化石燃料的燃烧。在二氧化碳CO2、甲烷CH4、氧化二氮N2O这三种温室气体中，CO2的影响最为严重。

美国环保局的研究表明，20世纪80年代CO2对温室效应的贡献是49%，2000年到2100年CO2对温室效应的贡献将达到71%。美国橡树岭国家实验室信息分析中心研究表明，全球1860-1990年的CO2累积排放量是1769亿吨。

王晓明、解新安等人从当前环境保护对CO2排放量的要求出发，对世界能源消耗所产生的CO2排放量的增长规律进行分析，在对我国的CO2排放与能源消费总量和消费结构之间的关系进行了分析研究基础上，得出了我国CO2排放量与能源消费总量间的回归模型和我国CO2排放量与煤炭、石油消费的回归模型。

陈新燕,张雷等从资源、生态、环境三个方面对矿产资源开发和利用进行了环境经济评价，并给出了评价指标。1.2.5矿产资源安全评价

张雷，张大超等在立足国内，同时积极参与国际市场竞争的我国资源战略框架下，综合考虑资源、政治、经济等方面，分析影响我国矿产资源安全的国内、国际因素，构建了矿产资源安全评价指标体系，从资源存量、资源开发、生态环境、资源利用、国际政治、军事因素、运输因素、国际市场、企业竞争力、资源来源等方面对矿产资源安全进行评价。

1.3主要研究工作将围绕青海省能源矿产安全分析研究目标，主要进行以下研究内容：⑴青海省国民经济与能源矿产资源开发背景分析⑵青海省能源矿产需求预测研究⑶能源矿产安全预警模型研究。研究能源矿产资源安全预警方法、指标体系和预警模型，并对青海省能源矿产安全作相应的分析和预警。⑷建立青海省能源系统动力学模型。研究在不同的经济发展速度和产业结构、储量及其他条件发生变化的情况下能源矿产资源系统（需求、供应、资源保障、污染等方面）的演化规律，为能源矿产开发提供科学决策参考依据。返回2青海省国民经济与能源矿产开发背景分析

2.1经济发展概况近年来,青海省经济高速发展.1995—2000年间,青海省国内生产总值年均增长速度为9.51%,2000-2003年年均增长速度高达12.17%.2003年国内生产总值390.21亿元.为适应青海省能源矿产资源发展规划的需要，根据统计数据和青海省发展规划,对青海省国民经济和各产业的发展、人口增长趋势进行了预测,结果见图2.1~图2.5.

图2.1青海省国内生产总值发展趋势

图2.2青海省第一产业发展趋势

图2.3青海省第二产业发展趋势

图2.4青海省第三产业发展趋势

图2.5青海省人口增长趋势2.2青海省能源矿产储量分布及开采利用现状

(1)储量及分布青海省主要能源矿产为煤、石油、天然气.截止2002年,已探明矿床98个，其中大型矿床6个，中型矿床9个，小型矿床83个。具体情况见表2.1表2.1青海省能源矿产及其产地数统计能源矿产种类矿床数储量计算单位上表储量大型中型小型合计储量基础储量资源量煤226771千吨80439818049334874253石油161017千吨-5488.425377天然气3159亿立方米-794.891472.2(2)开发及利用情况2003年全省能源生产总量中，煤炭占22.40％，石油占31.75％，天然气占18.90％，合计占全省能源生产总量（990.14万吨标准煤）的73.05％；同年，全省能源消费总量中，煤炭占28.72％，石油占13.47％天然气占15.07％，合计占全省能源消费总量（1122.7万吨标准煤）的57.26％。2003年,各能源矿产的生产能力分别达到:煤炭:310.57万吨,存在供应缺口200多万吨.石油:220.02万吨天然气:15.41亿立方米

(3)存在的问题:

①矿床勘查程度普遍较低，地区之间开发不均衡。

②开发规模小。

③资源利用回收水平低，资源浪费严重。

④矿山管理粗放，效益低下。

⑤环境污染破坏较为严重。

⑥矿业加工业严重滞后，加工原油和洗选精煤的能力都很有限。

返回3青海省能源矿产需求预测能源矿产需求预测既是能源矿产安全分析的基础，也是能源矿产安全分析的重要内容。3.1预测方法根据青海省经济发展的具体情况，主要采用灰色GM(1,1)模型和部门分析法相结合的预测方法。具体过程为:用能部门按产业结构和生活用能进行划分，即将需用能源部门分为第一、二、三产业和城乡居民生活用能等四个部门。具体用能部门的能源需求强度的预测，则根据历史数据采用灰色系统理论和回归分析进行预测。3.1第一产业能源矿产需求强度预测第一产业所消耗能源矿产主要为煤炭。油料消耗主要为油品，而不是直接消耗原油，为了避免重复计算，原油需求的预测将在第二产业中进行。此外，从统计数据来看，在第一产业中天然气的消耗量为零，因此，在第一产业中天然气的消耗暂不考虑。采用灰色GM（1，1）模型建立第一产业单位产值煤炭需求预测模型。根据1995－2003年青海省第一产业单位产值所消耗的煤炭统计数据,建立第一产业煤炭需求强度预测模型如下:利用该模型给出2005、2010、2015和2020年第一产业煤炭的消耗强度分别为：0.0921，0.0878，0.0837，0.0798(万吨/亿元)。3.2第二产业能源矿产需求强度预测(1)单位产值煤炭需求预测

根据1995-2003年统计数据,建立第二产业单位产值煤炭需求灰色预测模型:

2005、2010、2015和2020年第二产业煤炭的消耗强度分别为：1.8951，1.0690，0.6031，0.3402(万吨/亿元)。

(2)单位产值原油需求量预测

2005、2010、2015和2020年第二产业单位产值石油需求量分别为：0.5274，0.3659，0.2539，0.1762(万吨/亿元)。(3)单位产值天然气需求量预测

在研究过程中曾采用灰色预测模型来进行预测，但由于其预测值增长趋势较快，与青海开发利用的实际情况有较大的出入，相对误差较大，预测效果不理想。经过比较后,采用回归分析法建立预测模型:

2005、2010、2015和2020年的单位产值天然气需求量分别为0.0765、0.1061、0.1345和0.1622(亿立方米/亿元)。3.3第三产业能源矿产需求强度预测

根据1995-2003年统计数据,建立第三产业单位产值煤炭需求灰色预测模型:2005、2010、2015和2020年第三产业单位产值煤炭需求量分别为：0.2739，0.2186，0.1745，0.1392(万吨/亿元)。3.4城乡居民生活对能源矿产需求强度的预测根据1995-2003年统计数据,建立城乡居民煤炭需求灰色预测模型.(1)城镇人均煤炭需求强度预测

2005、2010、2015和2020年城镇人均煤炭需求量分别为：0.1900吨/人，0.1592吨/人，0.1333吨/人，0.1117吨/人。

(2)乡村人均煤炭需求强度预测

2005、2010、2015和2020年乡村人均煤炭需求量分别为：0.2031吨/人，0.1819吨/人，0.1629吨/人，0.1458吨/人。3.52005年青海省能源矿产总需求预测

根据青海省“十五”经济发展的目标要求，到2005年青海省第一产业GDP将达到46.88亿元，第二产业GDP将达到196.46亿元，第三产业GDP将达到182.97亿元。根据预测，2005年青海省城镇人口将达到192.20万人，乡村人口达到358.80万人。根据上述基本参数和已预测的不同产业部门、不同居民对不同能源矿产的单位消耗量预测量，可预测出2005年能源矿产总的需求量如表3.1。

表3.12005年各种能源矿产需求量预测部门分类原煤（万吨）原油（万吨）天然气（亿立方米）第一产业4.3600第二产业372.31103.6115.03第三产业50.1200城镇居民47.1100乡村居民61.5500合计535.45103.6115.033.6青海省中长期能源矿产需求预测

(1)青海省产业结构预测根据相关研究成果,青海省产业结果预测见表3.2.表3.2产业结构比重预测年份第一产业(%)第二产业(%)第三产业(%)200513.3051.7734.93200613.0051.4935.51200712.7051.2136.09200812.4050.9336.67200912.1350.6037.27201011.8650.2737.87201510.5748.7140.7220209.4447.2943.27(2)青海省人口发展变化情况预测

青海省人口从20世纪90年代之后变化趋于平稳，人口增长率基本上稳定在12-13‰之间。因此，2005-2020全省人口自然增长率按年均12.5‰计算，因此人口预测如下:2010年:585万人;2015年:622万人;2020年:662万人青海省城镇化人口比例预测:建立灰色预测模型:预测结果:2005年:34.88%,2010年:35.25%2015年:35.62%,2020年:36%

(3)青海省中长期能源矿产需求预测

青海省经济发展规划的总体目标是保持全省经济年均增长10％。为了满足青海省经济发展的需要，并根据已预测的不同能源矿产单位需求量、产业结构变化情况和人口发展变动情况，按照部门分析法对青海省2010、2015和2020能源产需求量进行预测，其结果见表3.3。表3.32010、2015、2020年各种能源矿产需求量预测能源种类年份原煤（万吨）原油（万吨）天然气（亿立方米）2010525.45123.5335.822015499.21133.7770.862020486.96145.14133.61返回4青海省能源矿产安全预警模型研究4.1安全预警基本概念能源矿产安全定义为能源矿产资源供应的稳定性和能源矿产资源使用的安全性。能源矿产安全预警就是对能源矿产资源开发与利用过程中相关问题的预测与评价,并根据预测结果发出不同程度的警报,为国民经济发展和资源开发决策提供参考依据.预警模型的建立过程包括确定警源、明确警情、分析警兆指标、预报警度。警源是产生能源矿产资源供应和使用问题的原因。可分为:⑴自然条件警源。⑵区域能源矿产生产、分配与使用警源。⑶能源市场警源。警兆指标是描述警源警情的指标，警度是指警情的程度。青海省能源矿产资源预警警度分为无警、轻警、中警、重警4级。这4种警度分别与警兆指标的数量变化区间相对应，相应地警兆指标有无警警限、轻警警限、中警警限、重警警限。4.2预警指标体系预警指标的选取，应遵照既能反映能源矿产资源的生产、使用及发展状态的主要情况,同时又便于获取统计数据进行分析的原则.在对青海省能源矿产资源的勘探、储量、生产、能源消费消费、能源市场现状及发展趋势进行分析的基础上，建立青海省能源矿产资源安全评价及预警指标体系，如图4.1所示。图4.1青海省能源矿产资源安全评价与预警指标资源安全程度B2=资源开发B3=能源资源市场P6=资源外部可获得性P4=资源生产能力指数P5=矿山开采条件及建设投资B1=资源状况P1=矿产资源储耗比P3=资源综合回收率P2=矿产资源储采比下面对各指标的含意及取值方法作进一步说明。⑴矿产资源储耗比

这是从本省角度考虑资源的使用安全问题。⑵矿产资源储采比

这是从资源的生产角度考虑资源的安全问题。⑶资源综合回收率

资源综合回收率的提高可以提高资源的保证程度。如果资源综合回收率低于某个指标，就可以认为资源的开采存在资源浪费问题。⑷资源生产能力指数

⑸矿山开采条件及建设投资矿山开采条件主要考虑资源的开采难易性、运输条件和其他基础设施条件、矿山开采矿山建设投资增长率等.可根据上述条件的情况以一定的量化指标（0～1之间的数）表示矿山开采条件的优劣程度.⑹资源外部可获得性在这里主要考虑从邻省获得资源的难易及价格合理程度，同时也要考虑该资源从外部引进的迫切性。可根据邻省资源保障程度、供应情况和价格以及引进迫切性以一定的量化指标（0～1之间的数）表示资源外部可获得性。4.3警度预报警度预报，就是在通过预警指标获得警情分析结果后，参照确定的警情评价标准和预警区间，将其转化为警度，并转换为一个综合预警指数，根据不同指数发出警报。在对青海省能源矿产资源历史数据分析和未来发展状况预测的基础上,将青海省能源矿产资源警情划分为无警、轻警、中警和重警4级，表示能源矿产资源的安全状况。确定预警指标的警限标准,见表4.1.表4.1预警指标的警度区间警兆指标无警轻警中警重警P1=矿产资源储耗比P1>3020<p1<3010<p1<20P1<10P2=矿产资源储采比P2>3020<P2<3010<P2<20P2<10P3=资源综合回收率煤炭:石油:天然气:P3>0.46P3>0.32P3>0.400.41<P3<0.460.27<P3<0.320.35<P3<0.400.36<P3<0.410.22<P3<0.270.30<P3<0.35P3<0.36P3<0.22P3<0.30P4=资源生产能力指数P4>10.80<P4<1.00.60<P4<0.80P4<0.60P5=矿山开采条件及建设投资P5>0.90.8<P5<0.90.7<P5<0.8P5<0.7P6=资源外部可获得性P6>0.90.8<P6<0.90.7<P6<0.8P6<0.7下面说明各警兆指标的警度区间的确定原理。⑴矿产资源储耗比预警区间考虑到青海省能源矿产资源的勘探程度和资源潜力，以矿产资源储耗比大于30年为无警状态，并以10年为间距（递减），划分无警、轻警、中警和重警的预警界限。⑵矿产资源储采比预警区间考虑同上，以矿产资源储采比大于30年为无警状态，并以10年为间距（递减），划分无警、轻警、中警和重警的预警界限。⑶资源综合回收率预警区间以我国目前平均水平为无警状态，并分别以5个百分点为间距（递减），划分煤炭、石油、天然气的无警、轻警、中警和重警的预警界限。⑷资源生产能力指数预警区间生产能力100%满足需求为无警状态，并以20%为间距（递减），划分无警、轻警、中警和重警的预警界限。⑸矿山开采条件及建设投资预警区间根据资源赋存、开采环境、运输等基本建设情况和矿山建设投资增长率等情况的评价程度，分别以0.9、0.8.、07作为无警、轻警、中警和重警的预警界限。⑹资源外部可获得性预警区间根据对资源外部可获得性的评价程度，分别以0.9、0.8.、07作为无警、轻警、中警和重警的预警界限。4.4基于突变理论的预警模型(1)应用突变理论进行系统评价由各预警指标预示的警情来判断整个能源矿产资源系统的警情实际上是一个多目标评价决策分析问题。由于警情指标存在着复杂关系，因此应用突变理论的多准则评价方法建立预警模型.应用突变理论进行系统评价首先将评价目标进行多层次矛盾分解，再用突变理论与模糊数学相结合产生的突变模糊隶属函数，由归一公式进行量化计算，最后归一为一个参数，即求出总的隶属函数，进行综合评价。应用突变理论进行系统评价时，无需确定各因素的权重，但应充分考虑各因素之间的主次关系。主要应用以下突变模型:①尖点突变系统模型为:归一公式为:②燕尾突变系统模型为:归一公式为:③蝴蝶突变系统模型为:

归一公式为:(2)预警指标规格化为了使各评价指标具有可比性，需要对不同量纲和取值范围的指标进行规格化，将其变换为0～１之间的初始隶属值。前面建立的青海省能源矿产资源预警模型的评价指标中，指标的性质都为越大越好型。因此采用以下公式将各指标的原始数据转化到0～１范围内的越大越好型无量纲可比较数据：式中，为指标的原始数据，和分别为该指标可能的最大值和最小值，为规格化后的指标数据。

根据预测警指标的规格化公式，由预警指标的预警界限可计算出与各警兆指标规格化数据相对应的预警界限，见表4.2.表4..2预警指标和预警界限

预警指标无警轻警中警重警C1=矿产资源储耗比0.750.50.25C1=矿产资源储采比0.750.50.25C3=资源综合回收率煤炭0.830.740.65石油0.800.670.55天然气:0.800.700.60C4=资源生产能力指数0.770.620.46C5=矿山开采条件及建设投资0.900.800.70C6=资源外部可获得性0.900.800.70总系统0.950.920.88(3)通过预警指标归一化求出总的隶属函数应用突变理论系统评价方法的归一化计算方法计算煤炭系统的警限,由此得到无警和轻警的界限为0.96。由上述计算方法可得轻警和中警以及中警和重警的界限分别为0.92和0.88.采用同样的方法计算石油和天然气系统的预警界限，在要求的计算精度范围内其结果和煤炭系统相同。因此将总系统的预警界限也列在表4.2的最后一行中.4.5青海省能源矿产资源安全分析与预警(1)青海省能源矿产生产能力预测根据历史生产数据进行回归分析，得到煤炭生产能力预测模型,如图4.2所示.4.2青海省煤炭生产能力预测根据历史数据建立原油生产能力预测模型:预测结果如图4.3所示.

图4.3青海省原油生产能力预测根据历史数据建立天然气生产能力预测模型:预测结果如图4.4所示.图4.4青海省天然气生产能力预测由图4.3和表4.4可看出，根据预测公式计算的石油、天然气的生产能力远大于本省需求，且呈明显的不断上升趋势，这是不合理的。考虑到目前探明的可采储量以及可能增加的储量和矿产资源开采规律，设想2005年以后原油及天然气生产能力应维持稳定生产状态。(2)青海省矿产资源保证程度分析

资源保证程度分析是指资源量满足消费需求的程度分析。采用半动态分析法，公式为：上式中，C为资源保证程度；t为研究分析期的年限；B为矿产资源的需求量；A为矿产资源的探明（保有）储量；k为采矿回采率或回收率；r为矿产资源需求的年均增长率。青海省煤炭资源保证程度预测:根据已探明煤炭的储量可计算出青海省2006-2010、2006-2015和2006-2020年煤炭需求的保证程度分别为3160.2％、1599.9%、1086.9%。青海省原油资源保证程度分析:根据原油的可采储量可计算出青海省2006-2010、2006-2015和2006-2020年原油需求的保证程度分别为328.8％、151.6%、95.3%。青海省天然气资源保证程度分析:

根据天然气的可采储量可计算出青海省2006-2010、2006-2015和2006-2020年天然气需求的保证程度分别为245.3％、78.67%、34.17%。(3)青海省能源矿产供需平衡分析

根据前面进行的需求预测和可供性分析,将青海省2005-2020年能源矿产供需平衡汇总如表4.3所示。表4.3青海省能源矿产供需平衡表

年份项目20052010煤炭石油天然气煤炭石油天然气供应339.16275.7927.54418.89400.0686.03需求535.45103.6115.03525.45123.5335.82供需差额-196.29172.1812.51-106.56276.5350.21年份项目20152020煤炭石油天然气煤炭石油天然气供应451.98580.35197.03483.26841.67377.37需求499.21133.7770.86486.96145.14133.61供需差额-47.23446.58126.17-3.70696.53243.76(4)青海省能源矿产预警分析在上述各项工作基础上,对青海省煤炭、石油\、天然气矿产资源进行预警分析,各预警指标取值及其相应警度。然后首先根据前述方法将各项预警指标换算为规则化指标，再通过突变预警模型运算，得到煤炭系统、石油系统、天然气系统总的安全程度系数和相应的警度.表4.4,表4.5和表4.6分别是煤炭、石油、天然气矿产系统的预警分析结果.表4.4煤炭系统预警

指标2006201020152020取值警度取值警取值警度取值警度P1=矿产资源储耗比157.41无警155.3无警158.2无警157.1无警P2=矿产资源储采比248.52无警201.44无警177.41无警161.05无警P3=资源综合回收率0.47无警0.49无警0.51无警0.52无警P4=资源生产能力指数0.63中警0.77中警0.90轻警0.99轻警P5=矿山开采条件及建设投资0.7重警0.8中警0.9轻警0.95无警P6=资源外部可获得性0.91无警0.91无警0.91无警0.91无警煤炭系统安全程度0.9654无警0.9749无警0.9790无警0.9812无警表4.5原油系统预警

指标2006201020152020取值警度取值警度取值警度取值警度P1=矿产资源储耗比17.04中警9.94重警4.49重警0重警P2=矿产资源储采比6.40重警0重警0重警0重警P3=资源综合回收率0.32无警0.35无警0.35无警0.35无警P4=资源生产能力指数2.66无警3.23无警3.23无警3.23无警P5=矿山开采条件及建设投资1.无警1.无警1.无警1无警P6=资源外部可获得性0.91无警0.85轻警0.8中警0.75重警石油安全程度0.89中警0.81重警重警重警表4.6天然气系统预警

指标2006201020152020取值警度取值警度取值警度取值警度P1=矿产资源储耗比21.15轻警5.26重警0重警0重警P2=矿产资源储采比11.54中警0.87重警0重警0重警P3=资源综合回收率0.40无警0.42无警0.45无警0.45无警P4=资源生产能力指数1.83无警1.39无警1.21无警1.0无警P5=矿山开采条件及建设投资1.0无警1.0无警1.0无警1.0无警P6=资源外部可获得性0.91无警0.85轻警0.8中警0.75重警天然气安全程度0.95轻警0.87重警返回5青海省能源矿产系统动力学模型研究5.1建模思想能源矿产资源的开发与利用是一个涉及多个方面的复杂系统。如何进行合理、适度及与环境友好的能源矿产资源开发，对于能源矿产资源可持续利用、最大限度的延长能源矿产资源的使用年限具有重要意义。建立青海省能源矿产资源系统动力学仿真模型的目的是通过系统动力学仿真研究在不同的经济发展速度和产业结构、储量及其他条件发生变化的情况下能源矿产资源系统（需求、供应、资源保障、污染等方面）的演化规律，为能源矿产资源的开发利用提供决策参考依据。系统动力学本身是一个定性与定量相结合的方法。为了使仿真结果能尽可能精确，在这里综合使用预测理论和系统动力学构建青海省能源矿产资源系统动力学仿真模型，充分利用前面所述的工作，使模型建立在可靠的基础之上。5.2模型建立（1）系统流图从经济发展、产业结构、资源、生产能力和环境污染等方面综合考虑能源矿产资源系统的内部主要因素和外部主要因素，设计系统动力学模型结构，见图5.1。

图5.1青海省能源矿产资源系统动力学模型(2)主要模块：

⑴青海省经济结构及增长模快；⑵人口变化模块；⑶煤炭地质储量变化模块；⑷石油地质储量变化模块；⑸天然气地质储量变化模块；⑹煤炭需求模块；⑺石油需求模块；⑻天然气需求模块；⑼煤炭生产供应模块；⑽石油生产供应模块；⑾天然气生产供应模块；⑿环境污染模块(仅考虑CO2排放污染)。(3)变量设计

系统主要设计以下状态（水平）变量：⑴

第一产业产值；⑵

第二产业产值；⑶

第三产业产值；⑷

城乡人口；⑸

煤炭储量；⑹

石油储量；⑺

天然气储量；⑻CO2排放量.

在本模型中，主要选择第一产业、第二产业、第三产业增长速度为控制变量，研究不同的国民经济发展速度（高、中、低）和不同的产业结构对能源矿产的需求、供应、环境等方面的影响。

5.3青海省能源矿产系统仿真试验

利用建立的系统动力学模型，对青海省能源矿产资源系统进行仿真研究。通过调整可控参数，对不同的发展方案进行考察和比较。青海省“十五”期间的发展目标是：国内生产总值年均增长10.5%，其中第一产业年均增长4%，第二产业年均增长11.5，第三产业年均增长10.5。设该方案为中方案，另设高、低两个发展方案，具体如下：第一方案：第一产业年增长5%，第二产业年增长12.5%，第三产业年均增长11.5%。第二方案：第一产业年增长4%，第二产业年增长11.5%，第三产业年均增长10.5%。第三方案：第一产业年增长3.5%，第二产业年增长10%，第三产业年均增长9%。在Vensim环境下调入建立的青海省能源矿产系统动力学模型，通过改变可