優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測的應(yīng)用

李治鋒

摘 要：天然氣作為我國能源體系的重要構(gòu)成，在保證能源穩(wěn)定供應(yīng)以及社會經(jīng)濟發(fā)展等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，為了充分發(fā)揮天然氣作用，實現(xiàn)對其進行持續(xù)、穩(wěn)定的開采，推動天然氣開發(fā)工作的有序進行。文章將從天然氣產(chǎn)量預(yù)測的角度出發(fā)，在相關(guān)科學(xué)理論的指導(dǎo)下，結(jié)合線性回歸預(yù)測模型、人工神經(jīng)預(yù)測模型以及灰色系統(tǒng)預(yù)測模型等為基礎(chǔ)，以優(yōu)化組合模型為切入點，探討其在天然氣產(chǎn)量預(yù)測中的應(yīng)用，以期實現(xiàn)現(xiàn)階段天然氣產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果的準確性，為后續(xù)開采工作的進行準備了條件。

關(guān)鍵詞：天然氣；產(chǎn)量預(yù)測；優(yōu)化組合；數(shù)學(xué)模型

中圖分類號： F407.22 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-101-2

0 引言

天然氣企業(yè)在進行生產(chǎn)計劃指定的過程中，為了滿足實際開發(fā)工作的客觀需求，需要對區(qū)域內(nèi)天然氣產(chǎn)量進行合理化預(yù)測與準確評估，并以此為基礎(chǔ)進行生產(chǎn)計劃的制定，保證天然氣生產(chǎn)活動的持續(xù)穩(wěn)定進行，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對于天然氣的消費需求。從實際情況來看，現(xiàn)階段共有大概200種的天然氣產(chǎn)量預(yù)測方式，其中20種產(chǎn)量預(yù)測方式在實踐中得到了最為廣泛的應(yīng)用[1]。每一種天然氣產(chǎn)量預(yù)測方式有著不同的使用場景與應(yīng)用條件，因此使得不同的產(chǎn)量預(yù)測方式有著不同的預(yù)測結(jié)果。為了保證天然氣產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果的準確性，需要立足于傳統(tǒng)的時間序列法、回歸分析法等分析方式，借鑒人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及灰色系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等全新的預(yù)測方式，結(jié)合天然氣的基本特性，進行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，實現(xiàn)我國天然氣產(chǎn)量的準確預(yù)測，為天然氣開發(fā)企業(yè)相關(guān)開發(fā)工作的有序進行創(chuàng)造了極為有利的條件。

1 優(yōu)化組合模型分析

1.1 優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作中的應(yīng)用有著十分重大的現(xiàn)實意義

現(xiàn)階段天然氣產(chǎn)量預(yù)測方式種類繁多，各種產(chǎn)量預(yù)測方式由于應(yīng)用場景、所需數(shù)據(jù)、預(yù)測條件等方面存在一定的差異，因此使得天然氣預(yù)測結(jié)果呈現(xiàn)出差異性，無法真正準確地描繪區(qū)域內(nèi)天然氣產(chǎn)量。為了有效應(yīng)對這一情況，相關(guān)技術(shù)人員立足于天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的實際需求，吸收借鑒傳統(tǒng)預(yù)測方式與模型工作的先進經(jīng)驗，進行組合預(yù)測模型的優(yōu)化，以期充分發(fā)揮組合模型在天然氣預(yù)測工作中的積極作用，有效提升天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的科學(xué)性與準確性。避免傳統(tǒng)單一預(yù)測模型中對于單一數(shù)據(jù)的依賴性，實現(xiàn)多種預(yù)測技術(shù)的有效使用，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下，天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的客觀需求，為后續(xù)天然氣開采工作的進行創(chuàng)造了極為有利的條件。

1.2 組合模型預(yù)測原理分析

天然氣產(chǎn)量預(yù)測組合模型由Bates和Granger率先提出，憑借組合預(yù)測模型自身的科學(xué)性與預(yù)測結(jié)果的準確性，其適應(yīng)于天然氣消費需求的科學(xué)預(yù)測與判斷，使得其在實踐中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，逐漸成為現(xiàn)階段天然氣產(chǎn)量主要的預(yù)測模型。為了提升預(yù)測結(jié)果的準確性，在組合模型實際應(yīng)用的過程中，以組合模型為基礎(chǔ)，采用多種預(yù)測方式，進行優(yōu)化組合模型的構(gòu)建，進一步提升天然氣產(chǎn)量預(yù)測的準確性，推動天然氣開發(fā)工作的有序進行。實踐證明，在組合模型預(yù)測工作中，及時預(yù)測中存在一種不合理的預(yù)測方式，只要其中含有預(yù)測系統(tǒng)中客觀信息，當(dāng)引入一個更為合理的預(yù)測方式進行優(yōu)化組合時，就能夠有效提升預(yù)測結(jié)果的準確性。例如對于同一區(qū)域天然氣產(chǎn)量預(yù)測，存在著n種預(yù)測方式，其中Yu（i+1，2，···，n，t=1，2，···，N），假設(shè)Yt為第t次天然氣產(chǎn)量預(yù)測的數(shù)量值，則可以進行下列組合模型預(yù)測方式構(gòu)建，如下列公式所示：

Yt=Σwi（Yu+eu） Yt′=ΣwiYu et=Yt-Yt′

其中，Yt為第t次，天然氣產(chǎn)量實際觀測數(shù)值；Wi為天然氣產(chǎn)量預(yù)測組合模型中的權(quán)重，et為組合預(yù)測模型過程中的擬合偏差[2]。通過上述公式的計算，能夠?qū)M合模型使用過程中所產(chǎn)生的各類偏差進行有效處理，進而提升組合模型產(chǎn)量預(yù)測的準確性?；谶@種認識，為了減少天然氣產(chǎn)量預(yù)測過程中，單一預(yù)測方式對預(yù)測結(jié)果準確性的消極影響，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的合理化使用，避免外部因素對預(yù)測活動的影響?，F(xiàn)階段天然氣產(chǎn)量預(yù)測組合模型常見方式由誤差平方差、離差絕對值等集中不同的方式，在一定程度上，能夠滿足現(xiàn)階段天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的客觀要求，有效提升天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的準確性，為天然氣企業(yè)進行生產(chǎn)計劃的制定提供了必要的參考。

2 優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測中所遵循的原則

對優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測中應(yīng)用過程中，相關(guān)原則進行全面的分析，能夠幫助相關(guān)企業(yè)與技術(shù)人員進一步明確優(yōu)化組合模型應(yīng)用過程中的重點要求與核心需求，為天然氣產(chǎn)量預(yù)測過程中優(yōu)化組合模型應(yīng)用過程中，優(yōu)化組合模型應(yīng)用方案設(shè)計思路以及應(yīng)用方案的實踐創(chuàng)造了良好的條件。

2.1 優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作中的應(yīng)用必須要遵循科學(xué)性的原則

優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作中應(yīng)用目標的實現(xiàn)，要充分體現(xiàn)科學(xué)性的原則，只有從科學(xué)的角度出發(fā)，對天然氣產(chǎn)量預(yù)測的相關(guān)內(nèi)容、優(yōu)化組合模型工作的定位以及具體職能，進行細致而全面的考量，才能夠最大限度的優(yōu)化組合模型能夠滿足天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作開展的客觀要求，只有在科學(xué)精神、科學(xué)手段、科學(xué)理念的指導(dǎo)下，我們才能夠以現(xiàn)有的技術(shù)條件與操作方式為基礎(chǔ)，確保天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作優(yōu)化組合模型應(yīng)用工作在實踐中的科學(xué)高效實現(xiàn)。

2.2 優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作中的應(yīng)用必須要遵循實用性的原則

由于天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作內(nèi)容多樣，信息數(shù)據(jù)繁多，使得天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作對于優(yōu)化組合模型的應(yīng)用有著較為嚴苛的要求。為了適應(yīng)這一現(xiàn)實狀況，就需要相關(guān)工作人員實現(xiàn)優(yōu)化組合模型應(yīng)用方案與相關(guān)管理工作的細致處理與操作。優(yōu)化組合模型在進行實際應(yīng)用的過程中，就要盡可能地增加優(yōu)化組合模型應(yīng)用方案的兼容性，減少復(fù)雜冗余數(shù)據(jù)對天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作優(yōu)化組合模型應(yīng)用活動的不利影響。因此優(yōu)化組合模型以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用流程必須進行簡化處理，降低操作的難度，提升優(yōu)化組合模型應(yīng)用方案的實用性能，使得在較短時間內(nèi)，進行批量操作，保證天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的順利開展，提升優(yōu)化組合模型工作的質(zhì)量與水平。

3 優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測中的應(yīng)用

優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的應(yīng)用是一個復(fù)雜的過程，需要相關(guān)就似乎人員立足于現(xiàn)階段組合模型預(yù)測原理與必要性，在科學(xué)性原則與實用性原則的指導(dǎo)下，采取針對性的措施，從多個角度發(fā)出，推動優(yōu)化組合模型在天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作中的有序應(yīng)用。

自適應(yīng)優(yōu)化組合模型的構(gòu)建與應(yīng)用，在進行組合模型優(yōu)化工作的過程中看，為了保證其對天然氣產(chǎn)量預(yù)測的準確性，需要進行最佳組合權(quán)系數(shù)的計算，實現(xiàn)自適應(yīng)組合模型的構(gòu)建與應(yīng)用。從實際情況來看，由于外界諸多因素會對天然氣消費需求產(chǎn)生較為深刻的影響，因此這就要求自適應(yīng)優(yōu)化組合模型在構(gòu)建的過程中，要根據(jù)實際情況進行最佳組合權(quán)系數(shù)的調(diào)整，使得能夠最為切合天然氣產(chǎn)量預(yù)測工作的實際。因此自適應(yīng)優(yōu)化組合模型在構(gòu)建的過程中，需要以變權(quán)數(shù)值問題進行分析，以原有移動樣本為依據(jù)，對歷史樣本S進行相應(yīng)的計算，公式如W1N=aWIn-1-1+（1-a）（Σw）-1，其中a為平滑系數(shù)，其數(shù)值大小與權(quán)系數(shù)的變化情況有著直接的聯(lián)系，通過對歷史樣本S的科學(xué)計算，在實現(xiàn)了對最佳組合權(quán)系數(shù)的計算與確定，滿足了天然氣預(yù)測工作的客觀需求[3]。同時為了保證自適應(yīng)優(yōu)化組合模式的應(yīng)用效果，需要進行預(yù)測模式的優(yōu)化與調(diào)整，以遠小近大為主要根據(jù)，對自適應(yīng)優(yōu)化組合模型中所使用的各類信息數(shù)據(jù)進行確定，由于歷史數(shù)據(jù)對于信息預(yù)測數(shù)據(jù)的影響程度較大，因此為了提升各類數(shù)據(jù)的準確度，工作人員需要重視起各類數(shù)據(jù)的重要性，并將相關(guān)信息進行必要的梳理，進行預(yù)測樣本的科學(xué)選擇，以期有效提升天然氣產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果的準確性。

4 結(jié)語

天然氣資源作為我國能源體系的重要構(gòu)成，在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵性的角色，為了實現(xiàn)天然氣資源的科學(xué)開發(fā)與有效使用，推動我國天然資源可持續(xù)的開發(fā)與利用，需要天然氣開發(fā)企業(yè)與油田管理部門利用相關(guān)檢測技術(shù)，在相關(guān)預(yù)測模型的指導(dǎo)下，對區(qū)域內(nèi)天然氣產(chǎn)量進行有效預(yù)測，文章從組合模型預(yù)測方式的角度發(fā)展，探究組合模型的技術(shù)原理，并進行組合優(yōu)化組合模型的構(gòu)建，以期實現(xiàn)天然氣產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果的準確性與完整性。

參 考 文 獻

[1] 王俊齊，鄭欣.天然氣產(chǎn)量預(yù)測的優(yōu)化組合模型及其應(yīng)用[J].西安石油大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2015（5）：6-9.

[2] 李宏勛，王海軍.基于改進灰色模型的我國天然氣產(chǎn)量預(yù)測研究[J].河南科學(xué)，2014，32（5）：872-876.

[3] 張衛(wèi)冰.一種灰色非齊次天然氣需求量預(yù)測模型的構(gòu)建[J].油氣儲運，2015，34（3）：288-292.