（管理科學(xué)與工程專業(yè)論文）電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

l l d e s i g na n dr e a l i z a t i o no fc o s ta n a l y s i sa n df r e i g h t p r e d i c t i o ns y s t e mf o rm a r i n et r a n s p o r t a t i o no ff u e lc o a l at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fm a n a g e m e n t w a n gy i n g ( m a n a g e m e n t s c i e n c ea n d e n g i n e e r i n g ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rc h e nx i u q u a n m a y 2 0 1 1 帆9舯4刪4 69眥8iiii_帆y ，i|l-i，r in， ii #，p l，f、i ；覃j 、|!叫!確， 一屯 氧 ，川川=-， o，|，：， 大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果， 撰寫成碩士學(xué)位論文= = 魚力縫堪塹運盛奎僉板塑運繪亟趔丕統(tǒng)遮鹽昱塞現(xiàn)二一。 除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均 已在文中以明確方式標明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體 已經(jīng)公開發(fā)表或未公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責任由本人承擔。 匆乏 學(xué)位論文作者簽名：圭! 笪 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解大連海事大學(xué)有關(guān)保留、使用研究生學(xué) 位論文的規(guī)定，即：大連海事大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論 文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可以將本 學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，也可采用影印、縮印或掃 描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。同意將本學(xué)位論文收錄到中國優(yōu)秀博碩士 學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫( 中國學(xué)術(shù)期刊( 光盤版) 電子雜志社) 、中國學(xué)位論文全 文數(shù)據(jù)庫( 中國科學(xué)技術(shù)信息研究所) 等數(shù)據(jù)庫中，并以電子出版物形式出版發(fā) 行和提供信息服務(wù)。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定。 本學(xué)位論文屬于：保密口在年解密后適用本授權(quán)書。 不保密( 請在以上方框內(nèi)打“ ) 論文作者簽名：l 、移 導(dǎo)師簽名： 0 吵 勺， 哆忪 日期：1 以1 年g 月7 y 日 中文摘要 摘要 隨著科學(xué)決策化要求日益突出，如何根據(jù)市場的變化及時做出科學(xué)決策必須 有一定的科學(xué)手段相配合。作為國家重要的戰(zhàn)略能源企業(yè)，電力公司在全國電力 供給方面發(fā)揮著舉足輕重的作用，而作為火力發(fā)電企業(yè)，燃煤的供應(yīng)是公司生存 的首要基礎(chǔ)。目前電力公司海運運力的組織方式是與船公司簽訂年度運輸合同， 確定運價與合同條款。每年的合同條款、運價都會隨航運市場的波動而波動，并 且在每年的海運合同談判中都消耗相當大的人力物力。運價的波動是公司成本控 制面臨的最大問題，研究運價形成機制可以降低公司運輸成本變動風險，提升公 司競爭優(yōu)勢。 本文針對目前電力公司海運煤炭的運輸現(xiàn)狀，以實際運用為背景，運用s t r u t s 、 h i b e r n a t e 以及j s p 等成熟的開發(fā)技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了一套電力燃煤海運成本分析和 運價預(yù)測系統(tǒng)。本文首先分析了電力公司在運輸成本控制方面存在的問題，提出 要使用科學(xué)手段輔助決策者進行決策，然后結(jié)合電力公司的實際需求，設(shè)計了電 力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)。本文按照常規(guī)的信息系統(tǒng)開發(fā)過程，對系 統(tǒng)進行了詳細的分析和設(shè)計，最后給出實現(xiàn)過程。 該系統(tǒng)主要分為四個模塊。( 1 ) 用戶管理模塊，從用戶的層次對用戶進行添 加、刪除等管理，主要負責系統(tǒng)的安全訪問控制；( 2 ) 成本分析模塊，通過對船 舶成本進行列項分析，測算船運公司適航船型的具體經(jīng)營成本：( 3 ) 運價預(yù)測模 塊，采取布朗線性指數(shù)平滑法、季節(jié)性指數(shù)平滑法和a r m a 模型等多種定量模型 和定性預(yù)測分析相結(jié)合的方式，預(yù)測和分析國內(nèi)沿海運輸市場運價，用以輔助電 力公司進行市場租船；( 4 ) 日志管理模塊，可以對所有用戶的登錄，操作，退出 進行記錄，保證系統(tǒng)安全。 關(guān)鍵詞：成本分析；定量預(yù)測；定性預(yù)測；軟件設(shè)計 英文摘要 a b s t r a c t w i t ht h ei n c r e a s i n g l yd e m a n do fs c i e n t i f i cd e c i s i o n - m a k i n g ，h o wt om a k es - c i e n t i f i cd e c i s i o na c c o r d i n gt ot h ec h a n g e so ft h em a r k e tm u s tc o m b i n e 、航t l lt h e s c i e n t i f i cm e a n s a sa ni m p o r t a n te n e r g ye n t e r p r i s e ，p o w e rc o m p a n yp l a y sav e r y i m p o r t a n tr o l ei np o w e rs u p p l y t h ew a yo fs h i p p i n gi s t os i g nt h et r a n s p o r t a t i o n c o n t r a c tw i t ht h es h i pc o m p a n yt od e c i d et h ef r e i g h ta n dt e r m so ft h ec o n t r a c t ， w h i c hh a st ob en e g o t i a t e d ，a n dw i l lt a k eal o to fh u m a na n dm a t e r i a lr e s o u r c e s t h e r e f o r e ，f r e i g h tf l u c t u a t i o n i st h eb i g g e s tp r o b l e mt h ee n t e r p r i s ef a c e s ，a n ds t u d y o nt h ef r e i g h tf o r m a t i o nm e c h a n i s mc a nr e d u c et h e r i s ko fc h a n g e s ，e n h a n c et h e c o m p a n yc o m p e t i t i v ea d v a n t a g e i nt h i sp a p e r , s t r u t s 、h i b e r n a t e 、j s pa n do t h e rs o p h i s t i c a t e dt e c h n o l o g i e sa r e u s e dt od e v e l o pc o s ta n a l y s i sa n df r e i g h tp r e d i c t i o ns y s t e mf o rm a r i n et r a n s p o r t a - t i o no ff u e lc o a l f i r s to fa l l ，ih a v ea n a l y z e dt h ep r o b l e mo ft r a n s p o r t a t i o nc o s t c o n t r o li nt h ec o m p a n y t h e n ，c o m b i n dt h ea c t u r a ln e e d so fp o w e rc o m p a n y , i d e s i g nt h es y s t e m a c c o r d i n gt o t h ec o n v e n t i o n a li n f o r m a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n t p r o c e s s ，t h i sp a p e rg i v e st h ed e t a i l e da n a l y s i sp r o 粵卸ma n dt h ei m p l e m e n t a t i o np - t h es y s t e mi sm a i n l yd i v i d e di n t of o u rp a r t s ( 1 ) u s e r sm a n a g e m e n tm o d u l e i su s e dt oa d da n dd e l e t eu s e r s ，r e s p o n s i b l ef o rt h es e c u r i t yo ft h es y s t e ma c c e s s c o n t r o lf o r mt h el e v e lo fu s e r s ；( 2 ) c o s ta n a l y s i sm o d u l ee s t i m a t e st h es p e c i f i c s h i po p e r a t i n gc o s t s ；( 3 ) f r e i g h tp r e d i c t i o nm o d u l eu s eq u a n t i t a t i v em o d e ls u c ha s b r o w ns i n g l ep a r a m e t e rl i n e a re x p o n e n t i a ls m o o t h i n gm e t h o d 、s e a s o n a le x p o n e n t - i a ls m o o t h i n gm e t h o da n da r m am o d e l ，a tt h es a m et i m e ，c o m b i n e d 州t hq u a l i t - a t i v ep r e d i c t i o nt op r e d i c ta n da n a l y z et h ed o m e s t i cc o a s t a lt r a n s p o r t a t i o nm a r k e t f r e i g h t , i n s t r u t st h ep o w e rc o m p a n yt o r e n ts h i p s ；( 4 ) l o gm a n a g e m e n tm o d u l e s g e tt h er e c o r do ft h el o g i n ，o p e r a t i o n ，l o g o u to fa l lu s e r s ；g u a r a n t e et h es e c u r i t y o fm es y s t e m k e yw o r d s ：c o s ta n a l y s i s ：q u a n t i t a t i v ep r e d i c t i o n ；q u a l i t a t i v ep r e d i e t i o m s o f t w a r ed e s i g n 目錄 目錄 第1 章緒論1 1 1 課題背景1 1 2 研究目的和意義2 1 3 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)3 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析5 2 1 系統(tǒng)概述5 2 2 系統(tǒng)面向的用戶群體。5 2 3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)5 2 4 成本分析模塊業(yè)務(wù)流程分析。7 2 4 1 運輸成本測算原理7 2 4 2 固定成本8 2 4 3 變動成本9 2 4 4 成本分析流程1 0 2 5 運價預(yù)測模塊業(yè)務(wù)流程分析1l 2 5 1 定量預(yù)測12 2 5 2 定量預(yù)測模型選擇依據(jù)。1 3 2 5 3 定量模型簡介。1 4 2 5 4 定性預(yù)測1 5 2 5 5 組合預(yù)測。1 8 2 5 6 運價預(yù)測流程18 2 6 本章小結(jié)。2 0 第3 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計2 l 3 1 概述2 l 3 2 系統(tǒng)總體架構(gòu)2 1 3 3 成本分析模塊設(shè)計2 2 3 3 1 船舶信息管理2 3 3 3 2 港口信息管理2 3 3 3 3 運輸成本測算2 4 3 4 運價預(yù)測模塊設(shè)計2 8 3 4 1 定量預(yù)測2 9 3 4 2 定性預(yù)測3 3 3 5 用戶管理模塊設(shè)計3 5 3 6 日志管理模塊設(shè)計3 6 目錄 3 7 數(shù)據(jù)庫設(shè)計3 7 3 8 本章小結(jié)3 9 第4 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)的實現(xiàn)4 0 4 1 概述4 0 4 1 1s t r u t s 框架及其工作原理4 1 4 1 2h i b n a t e 框架及其工作原理4 2 4 1 3s t r u t s 與h i b e r n a t e 整合4 2 4 2 成本分析模塊的實現(xiàn)4 3 4 2 1 用戶表示層一“ 4 2 2 控制處理層一4 6 4 2 3 業(yè)務(wù)邏輯層4 7 4 2 4 數(shù)據(jù)持久層4 7 4 3 運價預(yù)測模塊的實現(xiàn)5 0 4 3 1 定量預(yù)測模型5 0 4 3 2 定性預(yù)測模型5 3 4 4 用戶管理5 4 4 5 日志管理5 5 4 6 系統(tǒng)測試5 6 4 7 本章小結(jié)5 9 第5 章系統(tǒng)運行6 0 5 1 成本分析效果6 0 5 2 運價預(yù)測效果6 3 第6 章總結(jié)6 6 參考文獻6 8 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文7 2 致謝7 5 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 第1 章緒論 1 1 課題背景 本論文選題，源自作者參加的大連海事大學(xué)與神華集團某電力公司( 簡稱電 力公司，或者公司) 簽約的實際項目，該項目自2 0 1 0 年春開始研發(fā)，年底在北京 通過了專家驗收。 神華集團某電力公司截止2 0 1 0 年底，資產(chǎn)總額近1 2 0 0 億元，擁有若干沿海 火力發(fā)電廠( 簡稱電廠) ，運營裝機容量近3 0 0 0 萬千瓦。 近年來，我國國民經(jīng)濟呈現(xiàn)出持續(xù)、快速、穩(wěn)定發(fā)展的趨勢，由此帶來了電 力需求的快速增長，由于我國電力主要為火力發(fā)電，煤炭需求也大幅增加。煤炭 作為工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的主要能源，是國家經(jīng)濟發(fā)展的命脈，在我國能源結(jié)構(gòu) 中占有重要地位。盡管石油進口和天然氣開發(fā)逐年增多，煤炭的消費比例有所下 降，煤炭仍然是國內(nèi)最主要的能源資源，預(yù)計到2 0 2 0 年我國煤炭需求量將達到2 2 2 4 億噸左右【。由于煤炭資源與煤炭消費在地域上分布的差異，使我國形成了“西 煤東運“北煤南運”的煤炭運輸格局。在我國煤炭運輸系統(tǒng)中，由于公路運輸成本 高，鐵路運力有限，沿海煤炭運輸就成了解決我國煤炭運輸瓶頸的重要途徑。 作為國家重要的戰(zhàn)略能源企業(yè)，電力公司在全國電力供給方面發(fā)揮著舉足輕 重的作用，而作為火力發(fā)電企業(yè)，燃煤的供應(yīng)是公司生存的首要基礎(chǔ)。其煤炭供 應(yīng)鏈系統(tǒng)起始于上游的煤炭采購供應(yīng)，中間的運輸、配送一直到下游的煤炭接卸 和庫存等環(huán)節(jié)，控制各個環(huán)節(jié)的成本和風險是保證電力公司有效運營和發(fā)揮競爭 優(yōu)勢的關(guān)鍵。從燃煤運輸來看，電力公司主要通過鐵路和海運兩種運輸方式實現(xiàn)。 與相對穩(wěn)定的鐵路運價不同，由于受海運需求快速增長及國際投機資本的炒作等 因素相互影響，國際、國內(nèi)航運價格均出現(xiàn)了大幅度波動，航運價格波動給電力 公司燃煤海運的成本控制帶來了極大困難，使企業(yè)承擔了巨大的經(jīng)營風險。據(jù)統(tǒng) 計，2 0 0 8 年燃煤成本占到電力公司總成本的7 0 以上，而海運費占到沿海電廠燃 料成本的1 6 以上。國際、國內(nèi)航運市場行情大起大落，2 0 0 9 年以來，沿海運輸 市場整體低迷，與2 0 0 8 年上半年相比，運價跌了近6 0 ，許多發(fā)電公司年初簽訂 的長協(xié)運價遠遠高出市場運價，給發(fā)電公司的燃料運輸成本控制帶來了極大風險， 運價已與市場有所違背。雖然目前世界經(jīng)濟與貿(mào)易有所回暖，但未來運輸市場的 第1 章緒論 變動趨勢仍不明朗。作為全國大型的能源集團，煤炭供給是關(guān)系到該公司電力生 產(chǎn)和運營的基礎(chǔ)性的問題，作為低值貨物運輸成本在總成本中占有較大比重，對 運輸價格的變動非常敏感。因此，運價的波動是企業(yè)成本控制面臨的最大問題， 研究運價形成機制可以降低企業(yè)運輸成本變動風險。該公司對煤炭海運價格的定 價機制進行科學(xué)論證、采取合理管控措施對于公司實施“成本領(lǐng)先戰(zhàn)略，實現(xiàn)戰(zhàn) 略成本控制，提升公司競爭優(yōu)勢具有重要意義。另外，如何合理確定燃煤海運價 格，以期實現(xiàn)整體利益最大化、維護電力和航運兩個事業(yè)板塊利益、提高協(xié)調(diào)效 率也成為該公司迫切需要解決的課題。 1 2 研究目的和意義 電力公司作為神華集團的主要事業(yè)板塊之一，在神華集團礦、電、路、港一 體化經(jīng)營模式的框架下，發(fā)揮著越來越重要的作用。面對當前復(fù)雜的航運市場形 勢，電力公司需要對2 0 11 年沿海航運市場做出正確預(yù)判分析，提出一套適合該公 司海運煤炭運輸?shù)牟僮髂Ｊ?，為了控制成本和實施“成本領(lǐng)先戰(zhàn)略，有效保證 船舶運輸?shù)陌踩?yīng)，應(yīng)該建立符合市場變化的運價定制模式和租船操作模式， 形成貨主與船運公司的長效合作機制。另外，隨著決策科學(xué)化規(guī)范化要求日益突 出，決策科學(xué)化是指把科學(xué)手段引入決策過程，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，采用民 主和科學(xué)的方法制定政策設(shè)計、選擇方案、決定問題，把決策變成集思廣益的、 有科學(xué)依據(jù)的、有制度保證的過程，使政策的調(diào)查研究和決定過程建立在科學(xué)的 基礎(chǔ)之上，從而達到最佳化的管理【2 】。面對日益復(fù)雜的市場形勢和繁多的供應(yīng)鏈環(huán) 節(jié)，如何能夠根據(jù)市場的變化及時做出科學(xué)決策必須有一定的科學(xué)手段相配合。 目前電力公司海運運力的組織方式是與船公司簽訂年度運輸合同，確定運力、 運價與合同條款。在此模式下，每年海運合同的條款、運價都需經(jīng)過談判才能確 定，每年的合同條款、運價都會隨航運市場的的波動而波動，并且在每年的海運 合同談判中都消耗了相當大的人力物力。開發(fā)與應(yīng)用電力燃煤海運成本分析和運 價預(yù)測系統(tǒng)可以提高電力公司煤炭供應(yīng)鏈的管理效率，實現(xiàn)決策科學(xué)化。 針對目前電力公司海運煤炭的運輸現(xiàn)狀，對目前國際、國內(nèi)煤炭海運運輸市 場進行調(diào)研分析，結(jié)合海運煤的運輸方式和實際特點、裝卸港條件、適運船舶市 場供給情況，建立電力煤炭海運價格定價模型，編制電煤海運運價管控模式、管 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 理流程及標準。通過對船舶成本進行列項分析，測算船運公司適航船型的具體經(jīng) 營成本；采取布朗單一參數(shù)線性指數(shù)平滑法、季節(jié)性指數(shù)平滑法和時間序列的 a r m a 模型等多種定量模型和定性預(yù)測分析相結(jié)合的方式，預(yù)測和分析2 0 11 年國 內(nèi)沿海運輸市場，為日常海運調(diào)運工作和運輸成本決策提供指導(dǎo)建議。在海運市 場波動較為劇烈的情況下對保障電力公司的煤炭運輸和提高經(jīng)濟效益，提升該公 司在電力行業(yè)的競爭優(yōu)勢具有重要意義。 因此開發(fā)與應(yīng)用電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)可以提高電力公司管 理效率，實現(xiàn)決策科學(xué)化。將船舶成本、運價預(yù)測融入計算機決策支持系統(tǒng)中， 有助于輔助決策者及時準確進行市場判斷和成本分析，科學(xué)確定海運費率和合同 條款，減少每年在合同談判中耗費的人力物力。有效地降低電力公司海運煤炭的 運輸成本和管理成本，決策者根據(jù)市場變動情況及時為企業(yè)決策提供有效支持， 可以對市場做出迅速反應(yīng)，避免經(jīng)濟損失和決策失誤。 1 3 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 本文針對目前電力公司海運煤炭的運輸現(xiàn)狀，對目前國際、國內(nèi)煤炭海運運 輸市場進行調(diào)研分析，結(jié)合海運煤的運輸方式和實際特點、裝卸港條件、適運船 舶市場供給情況，開發(fā)電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括 兩個方面： ( 1 ) 通過對船舶營運成本進行列項分析和具體測算，輸入各項參數(shù)，測算出 相應(yīng)船舶的營運成本； ( 2 ) 通過歷史運價、市場情況預(yù)測沿海煤炭運輸短期、中期、長期等運價趨 勢，用以指導(dǎo)電力公司進行市場租船。 本文共分為六章，內(nèi)容安排如下： 第1 章緒論。主要介紹了本文的選題背景及研究的目的和意義，最后闡述了 論文的主要內(nèi)容； 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析。首先介紹了本系統(tǒng)的總 體目標和業(yè)務(wù)功能需求。然后分析成本分析模塊和運價預(yù)測模塊的業(yè)務(wù)流程。介 紹了運價預(yù)測模塊中需要用到的數(shù)學(xué)模型； 第1 章緒論 第3 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計。該章是本文的核心部分， 對電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)進行具體的開發(fā)與功能設(shè)計；首先分析 系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行詳細設(shè)計； 第4 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。首先對開發(fā)環(huán)境和開 發(fā)工具作了簡要的介紹，然后闡述了系統(tǒng)的實現(xiàn)思路。最后給出成本分析和運價 預(yù)測兩個子系統(tǒng)的詳細設(shè)計及實現(xiàn)過程； 第5 章系統(tǒng)運行。本章主要截取系統(tǒng)的一些典型的運行效果圖并做簡單的介 紹。給出了系統(tǒng)程序運行的主要界面和功能說明，同時還對系統(tǒng)的實際應(yīng)用、試 運行現(xiàn)狀進行了說明： 第6 章總結(jié)。對論文的研究工作總結(jié)，然后指出了目前研究中存在的一些問 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析 2 1 系統(tǒng)概述 作為國家重要的戰(zhàn)略能源企業(yè)，電力公司在全國電力供給方面發(fā)揮著舉足輕 重的作用，而作為火力發(fā)電企業(yè)，燃煤的供應(yīng)是公司生存的首要基礎(chǔ)。其煤炭供 應(yīng)鏈系統(tǒng)起始于上游的煤炭采購供應(yīng)，中間的運輸、配送一直到下游的煤炭接卸 和庫存等環(huán)節(jié)，控制各個環(huán)節(jié)的成本和風險是保證該公司有效運營和發(fā)揮競爭優(yōu) 勢的關(guān)鍵。從燃煤的運輸來看，該公司主要通過鐵路和海運兩種運輸方式實現(xiàn)。 與相對穩(wěn)定的鐵路運價不同，由于近年來受海運需求快速增長及國際投機資本炒 作等因素相互作用影響，國際、國內(nèi)航運價格均出現(xiàn)了大幅度波動，航運價格波 動給電力公司燃煤海運的成本控制帶來了極大困難，使企業(yè)承擔了巨大的經(jīng)營風 險。針對目前電力公司海運煤炭的運輸現(xiàn)狀，對目前國際、國內(nèi)煤炭海運運輸市 場進行調(diào)研分析，結(jié)合海運煤的運輸方式和實際特點、裝卸港條件、適運船舶市 場供給情況，開發(fā)了一套電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于 b s ( 瀏覽器服務(wù)器) 模式，主要發(fā)布在電力公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，外網(wǎng)用戶可以使用 v p n ( 虛擬專用網(wǎng)絡(luò)) 使用本系統(tǒng)。該系統(tǒng)為以后進行航運企業(yè)船舶成本測算、 沿海煤炭( 華南、華東航線) 運價預(yù)測，同船公司洽談運輸合同提供了依據(jù)。 2 2 系統(tǒng)面向的用戶群體 該系統(tǒng)主要是面向電力公司的的工作人員，包括系統(tǒng)管理員、公司領(lǐng)導(dǎo)和業(yè) 務(wù)人員。系統(tǒng)管理員負責對整個系統(tǒng)的配置，包括用戶管理、權(quán)限分配和其他各 種操作；公司領(lǐng)導(dǎo)可以查看輔助公司決策成本以及未來的運價等信息；業(yè)務(wù)人員 主要負責底層的業(yè)務(wù)操作，包括船舶基本信息管理，港口基本信息管理等。 2 3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu) 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)主要包括用戶管理、成本分析、運價 預(yù)測、日志管理四大模塊。其中成本分析和運價預(yù)測是系統(tǒng)的核心部分。其具體 功能結(jié)構(gòu)圖如圖2 1 所示。 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析 圖2 1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) ( 2 ) 成本分析 船舶信息管理：對該系統(tǒng)的所有船舶分別按船名、噸位、船舶類型進行統(tǒng)計， 以及對船舶的基本數(shù)據(jù)的維護。 港口信息管理：對該系統(tǒng)中所有的裝船港和卸船港進行管理，以及對港口基 本數(shù)據(jù)的維護。 成本測算：根據(jù)用戶需要，選擇裝船港、卸船港以及船舶名稱，輸入航運市 場數(shù)據(jù)等信息，依據(jù)成本算法模型，得出單航次船舶的成本分析，并保存到數(shù)據(jù) 庫中。 查詢成本明細：以列表形式給出單航次船舶的各項成本，并以柱狀圖的形式 顯示各項成本所占比例。 ( 3 ) 運價預(yù)測 歷史運價管理：是對該系統(tǒng)中所有的歷史運卦數(shù)據(jù)進管理并對運價基本數(shù)據(jù) 進行維護。 查看運價走勢圖：選擇周期( 月，半年，年) 顯示運價走勢圖。 運價預(yù)測：應(yīng)用定量模型預(yù)測結(jié)果，再將預(yù)測結(jié)果進行組合預(yù)測，最后由定 性模型修正預(yù)測結(jié)果。 ( 4 ) 日志管理 日志管理功能可以對所有用戶的登錄，操作，退出進行記錄，保證系統(tǒng)安全。 2 4 成本分析模塊業(yè)務(wù)流程分析 船舶運輸業(yè)是一個投資大、風險高的行業(yè)。目前世界經(jīng)濟競爭激烈，航運企 業(yè)面臨著艱難的競爭形勢【3 1 。航運成本是航運企業(yè)從事客貨運輸所必須發(fā)生的費 用，是船公司制定運價的主要依據(jù)。如今，燃油價格的上漲、港口使費的上升以 及維修費用的增加等因素導(dǎo)致了船舶營運成本大幅度增漲，所以航運業(yè)一定會加 強船舶營運成本控制，降低成本，增加船舶的營運利潤。 電力公司要想在與航運企業(yè)運價談判的過程中占據(jù)主動，就要對其運輸成本進 行測算，從而為煤炭海運定價操作模式的制定提供依據(jù)。 2 4 1 運輸成本測算原理 航運企業(yè)與從事物質(zhì)生產(chǎn)的企業(yè)不同，它的生產(chǎn)成果表現(xiàn)為一定時間內(nèi)，以良 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析 好的服務(wù)質(zhì)量，完成貨物的空間位移。航運企業(yè)沒有實物形態(tài)的產(chǎn)品，它的成本 主要是航運企業(yè)提供運輸服務(wù)所支出的一切費用的總和，即船舶的運輸成本【4 】。船 舶的運輸成本隨運輸生產(chǎn)過程中的技術(shù)與經(jīng)濟的因素而變動，是生產(chǎn)管理的最重 要指標之一，可用來判定航運組織工作的經(jīng)濟效果。 船公司的航運成本可分為固定成本，即為船舶的正常營運和保養(yǎng)每天必須發(fā)生 的成本；變動成本，即為船舶航次進行時發(fā)生的所有成本，主要由燃料費、港口 費和國際航道上的通行費所構(gòu)成。成本測算原理如圖2 3 所示。 圖2 3 成本測算原理 f i g 2 3p i c t u r eo f c o s te s t i m a t e sp r i n c i p l e 2 4 2 固定成本 固定成本( f i x e dc o s t s ) 是在一定時間范圍內(nèi)，其發(fā)生總額不受運量增減變動 的影響而相對固定的費用嘲。只要航運企業(yè)一經(jīng)建立，即使運量為零，固定成本也 要發(fā)生。 按照我國航運企業(yè)過去習慣的劃分方法，屬于固定成本的項目主要有： ( 1 ) 船員費用：包括船員工資、伙食費、各種補貼與津貼及其它社會福利費 等，以及各種形式花銷在船員身上的支出。 ( 2 ) 潤料費用：主要指各種機械上使用的潤滑油、清潔劑的費用。與燃油相 比，潤滑油可以循環(huán)使用，其用量很少，內(nèi)燃機船的潤料費占燃料費的5 0 o - 1 5 ， 大功率船的比例小。 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) ( 3 ) 物料費用：是船舶營運過程中耗用的各種材料、如纜繩、索具、木料、 油料等的費用。 ( 4 ) 船舶折舊費：是對船舶投資賬面價值所規(guī)定的每年回收額，當船舶投資 是以貸款形式實現(xiàn)時，還應(yīng)考慮到償還貸款的利息費用，折舊費和投資貸款利息 構(gòu)成了資本成本。 ( 5 ) 船舶貸款利息：由于船舶的建造成本太高，很多航運企業(yè)都會選擇通過 銀行貸款來融資，貸款數(shù)額占船舶購置成本比例的大小通常取決于船公司的經(jīng)營 實力，而還款年限和貸款利率是由船公司和銀行具體協(xié)商確定的。 ( 5 ) 年修理費：船舶在使用過程中，各個部件磨損、腐蝕、損壞在所難免。 使用年限內(nèi)，通過定期或不定期的修理來保持船舶良好的技術(shù)狀況和適航性是必 要的。修理保養(yǎng)費包括了全部為使船舶達到航運企業(yè)和船級社所需的標準所發(fā)生 的船舶修理和一般維修費用。 ( 6 ) 年保險費：航運業(yè)是一個風險很大的行業(yè)，保險可以幫助單個船東將損 失分攤到整個航運業(yè)中。船舶的保險費由船體和機械的基本保險費，第三方費用， 以及電機損壞、污染與戰(zhàn)爭風險等費用組成。 ( 7 ) 管理費及其它費用：航運企業(yè)進行運輸生產(chǎn)，除了要有船舶以外，還得 設(shè)立各種管理部門和代理機構(gòu)，開展人事、商務(wù)、財務(wù)等管理工作。為從事這些 活動所支出的費用的總和就是管理費。 2 4 3 變動成本 變動成本( v a r i a b l ec o s t s ) 也叫可變成本，是指發(fā)生總額隨著運量、發(fā)到港、 組織方式等因素變動而變動的費用【6 j 。 變動成本水平的高低主要取決于船舶航行的距離、平均航行速度、在港停泊 時間以及船舶燃料的消耗及其價格水平。燃料價格與世界原油價格的變化直接相 關(guān)，同時也受燃料供需平衡情況的影響。此外，港口費的多少與地理位置有關(guān)。 因此，變動成本的高低與船舶行駛的航線也密切相關(guān)。 按照我國航運企業(yè)過去習慣的劃分方法，屬于變動成本的項目主要有： ( 1 ) 年燃料費用：是船舶在航行、停泊、裝卸作業(yè)時所耗用的各種燃料費之 和，主要包括重油和輕油。 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析 ( 2 ) 港口費用：指船舶在港口或特定航道所發(fā)生的各項費用。例如：船舶噸 稅、停泊費、碼頭費、引航費、拖輪費、裝卸費、開關(guān)艙費、檢疫費、代理費等。 因此，船舶單位運輸成本是指運輸單位重量貨物所消耗的成本，由以上分析可 得到公式2 1 。 單位運輸成本= 墮堊旦室號毒害霎型 ( 2 ) 2 4 4 成本分析流程 由業(yè)務(wù)人員對該公司所擁有的船舶和港口的基本信息分別通過船舶信息管理 和港e l 信息管理進行維護，進行成本分析時，由公司領(lǐng)導(dǎo)人員從數(shù)據(jù)庫中選擇相 應(yīng)的船舶和港口，得到船舶和港口的基本參數(shù)數(shù)據(jù)，然后輸入當前的航運市場信 息，包括市場油價，船舶折舊年限，船舶貸款比例等信息，最后運用成本分析算 法模型得到船舶運營的各項成本。成本分析業(yè)務(wù)流程圖如圖2 4 所示。 圖2 4 成本分析業(yè)務(wù)流程圖 f i g 2 4p i c t u r eo fc o s ta n a l y s i sb u s i n e s sp i 蝴s 數(shù)據(jù)流程圖描述了系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的流向，通過繪制數(shù)據(jù)流程圖，可以看清系統(tǒng) 之間數(shù)據(jù)的來龍去脈。成本分析數(shù)據(jù)流程圖如圖2 5 所示。其中港口信息維護和船 舶信息維護都包括基本數(shù)據(jù)的增添、刪除、修改、查詢操作。成本分析操作讀取 存入數(shù)據(jù)庫中的港口和船舶數(shù)據(jù)，根據(jù)算法模型，測得船舶運營的各項成本，保 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 存到數(shù)據(jù)庫中，供領(lǐng)導(dǎo)人員查看。 回一一一 回一鰳一 回一一 回琳孵 4 成本分析信息卜成本分析 領(lǐng)導(dǎo) 圖2 5 成本分析數(shù)據(jù)流程圖 f i g 2 5d a t af l o wc h a r to fc o s ta n a l y s i s 2 5 運價預(yù)測模塊業(yè)務(wù)流程分析 運價預(yù)測模塊的目標是對我國煤炭沿海運輸華南航線和華東航線的運價進行 實時預(yù)測，預(yù)測周期包括月、半年、年，用來輔助公司上層領(lǐng)導(dǎo)做出正確決策。 因此追求預(yù)測精度的極大化是用戶的最大需求。 預(yù)測方法分為定性預(yù)測和定量預(yù)測。定性預(yù)測法以邏輯判斷為主，適用于對 缺乏歷史統(tǒng)計資料的事件或?qū)厔蒉D(zhuǎn)折的事件進行預(yù)測。定性預(yù)測在本文指決策 者通過主觀判斷進行預(yù)測。它是決策者通過所掌握的信息和情報，并結(jié)合各種因 素對事物的發(fā)展前景做出判吲7 】。定量預(yù)測是基于這樣一種假設(shè)：目前現(xiàn)象之間的 關(guān)系會延續(xù)下去。它通過歷史數(shù)據(jù)尋找現(xiàn)象之間的關(guān)系，建立模型，再依據(jù)所建 立的模型預(yù)測后期現(xiàn)象【s 】。 本文擬采用定量預(yù)測與定性預(yù)測相結(jié)合的預(yù)測手段，首先采用季節(jié)指數(shù)平滑 法、布朗線性指數(shù)平滑法和a r m a 模型三種數(shù)學(xué)模型初步預(yù)測出下一觀察期的運 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析 價。然后運用誤差反比例法計算各方法的權(quán)重，通過組合預(yù)測得出初步定量預(yù)測 運價結(jié)果。然后，通過定性分析修正初步預(yù)測結(jié)果，分析影響運價的主要因素的 變化趨勢，以及它們對運價的影響程度，設(shè)定調(diào)整因子修正定量預(yù)測結(jié)果。運價 預(yù)運價預(yù)測整體思路如圖2 6 所示。 圖2 6 運價預(yù)測總體思路 f i g 2 6g e n e r a li d e ao ff r e i g h tp r e d i c t i o n 2 5 1 定量預(yù)測 定量預(yù)測是指利用原始數(shù)據(jù)，借助數(shù)學(xué)手段，建立數(shù)學(xué)模型來進行預(yù)測的方 法。它是在歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料的基礎(chǔ)上，運用數(shù)學(xué)或其他分析技術(shù)，建立可以 表現(xiàn)數(shù)量關(guān)系的模型，并利用它來計算預(yù)測對象在未來可能表現(xiàn)的數(shù)量，是對預(yù) 測對象未來的數(shù)量表現(xiàn)加以確定。其預(yù)測的精確度與可靠性在很大程度上取決于 數(shù)據(jù)的準確性和方法的科學(xué)性。定量預(yù)測方法可分為兩大類：一為因果分析法， 即利用變量之間的因果關(guān)系，建立回歸方程進行預(yù)測，如回歸分析法、計量經(jīng)濟 模型等；一為時間序列法，即研究時間推移對預(yù)測值的影響，如趨勢外推法、指 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 數(shù)平滑法、分解法等。這種方法已被人們廣泛利用。它不但能給以量的確切描述， 也能給以質(zhì)的定性描述，能夠包括多種因素變量和假設(shè)，能充分利用信息和電子 計算機，對不確定現(xiàn)象作較為精確的科學(xué)預(yù)測【9 】。 2 5 2 定量預(yù)測模型選擇依據(jù) 預(yù)測領(lǐng)域經(jīng)常采用的方法主要包括回歸預(yù)測法、趨勢外推法、時間序列平滑 法、平穩(wěn)時間序列法等。下面逐個對這些方法在本文中的適用情況進行分析和研 究，從而得出最適用于沿海煤炭海運運價的定量預(yù)測模型。 ( 1 ) 回歸預(yù)測法是用數(shù)學(xué)方法找出相關(guān)因素與預(yù)測目標之間的函數(shù)關(guān)系的近 似表達，再利用樣本數(shù)據(jù)對其模型估計參數(shù)和誤差檢驗，確定模型，再根據(jù)因素 的變化值進行預(yù)測n o 以2 1 。在本系統(tǒng)中影響運價的關(guān)鍵因素很難用量化的指標表示， 若采用回歸預(yù)測法，存在既需要找到相關(guān)因素與運價的數(shù)學(xué)關(guān)系，又需要預(yù)測相 關(guān)因素的變化趨勢的問題，實際存在兩次預(yù)測過程，從而產(chǎn)生雙重誤差，預(yù)測結(jié) 果沒有保障。回歸預(yù)測的方法不宜采用，但影響運價的關(guān)鍵因素必須考慮，這就 是定性預(yù)測模塊需要解決的問題。 ( 2 ) 趨勢外推法要求數(shù)據(jù)序列變化有明顯的發(fā)展趨勢，主要適合宏觀經(jīng)濟數(shù) 據(jù)的預(yù)測，并不適用于波動頻繁的運價預(yù)測，本文中也不采用。 ( 3 ) 時間序列平滑法【1 3 , 1 4 就是通過編制和分析時間序列，根據(jù)時間序列所反 映出來的發(fā)展過程、方向和趨勢，進行類推或延伸，借以預(yù)測下一段時間或以后 若干年內(nèi)可能達到的水平，最突出的特點是簡單實用，是國內(nèi)運價預(yù)測研究最常 用的方法。其中比較常用的包括移動平均法、布朗線性指數(shù)平滑法、霍爾特雙參 數(shù)線性指數(shù)平滑法和季節(jié)指數(shù)平滑法。 本文中對以上各種方法的選擇采用的是試算法，通過對以上各種方法的預(yù)測 結(jié)果對歷史數(shù)據(jù)的擬合情況和相對誤差的大小進行驗證，同時結(jié)合理論和實際研 究，確定采用布朗線性指數(shù)平滑法和季節(jié)指數(shù)平滑法兩種方法。布朗線性指數(shù)平 滑法的平均相對誤差在所有方法中誤差相對最小，因此選用。季節(jié)指數(shù)平滑法平 均誤差大小可以接受，同時它是理論研究領(lǐng)域比較成熟常用的方法，常常用來預(yù) 測b f i ( b a l t i cf i e i g h ti n d e x 波羅的海運價指數(shù)) 、c c f i ( c h i n ac o n t a i n e rf r i e g h ti n d e x 中國出口集裝箱運價指數(shù)) 等運價指數(shù)【1 5 1 7 1 ?？紤]這兩年受金融危機和經(jīng)濟刺激 第2 章電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)分析 計劃的影響，運價的季節(jié)性變化趨勢受到一定影響，根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者研究，在沒 有更加主導(dǎo)型因素干擾時，考慮季節(jié)因素的季節(jié)指數(shù)法的預(yù)測結(jié)果令人滿意。 ( 4 ) a r m a 模型是預(yù)測波動數(shù)據(jù)的最廣泛使用的模型【1 8 ，1 9 1 ，廣泛應(yīng)用于股票、 運價指數(shù)、原油價格指數(shù)等領(lǐng)域的預(yù)測。利用a r m a 模型對波羅的海干散貨運價 指數(shù)等國內(nèi)國際運價指數(shù)的預(yù)測是個研究熱點，使a r m a 模型對運價指數(shù)預(yù)測的 理論和方法十分成熟，在本文里也可以選用。 2 5 3 定量模型簡介 ( 1 ) 季節(jié)指數(shù)平滑法 在日常生活中，經(jīng)濟現(xiàn)象的某些屬性往往是呈一定的周期性變動，即受季節(jié) 因素的影響，呈現(xiàn)出季節(jié)變動的規(guī)律性，只要掌握季節(jié)變動的規(guī)律性，就可以用 來預(yù)測月度、季度的變動趨勢【2 0 , 2 1 】。季節(jié)指數(shù)平滑法就是根據(jù)經(jīng)濟現(xiàn)象按月( 季) 編制的時間序列資料，以一定的統(tǒng)計方法測算出反應(yīng)季節(jié)變動規(guī)律的季節(jié)指數(shù)， 并利用季節(jié)指數(shù)進行近期預(yù)測的一種方法。 季節(jié)變動的特點是：它的變動有規(guī)律性，每年重復(fù)出現(xiàn)，各年的變動幅度一 般差別不大，而且表現(xiàn)為逐年同月有相同的變化方向和大致相同的變動幅度捌。 季節(jié)性指數(shù)平滑法是一種非統(tǒng)計性的數(shù)學(xué)模型。它的基本方法是先把直接觀 測到的時間序列分解成水平因素、趨勢因素和周期因素三部分，然后再把三者合 起來進行預(yù)測。這種預(yù)測方法能有效地反映季節(jié)變動對時間序列的影響，提高了 對兼有趨勢和季節(jié)變動兩種形式時間序列預(yù)測的準確性。 ( 2 ) 布朗線性指數(shù)平滑法 布朗線性指數(shù)平滑法是二次指數(shù)平滑法，它是在一次指數(shù)平滑值的基礎(chǔ)上進 行的再一次平滑。一次指數(shù)平滑法是直接利用平滑值作為預(yù)測值，二次指數(shù)平滑 法是利用平滑值對時間序列下的線性趨勢進行修正，建立平滑模型。布朗線性平 滑法適用于具有線性趨勢的時間數(shù)列【2 3 1 。布朗線性指數(shù)平滑法操作起來較為簡便， 可根據(jù)預(yù)測需要調(diào)整當前期數(shù)據(jù)權(quán)重，靈活度高，其預(yù)測公式為公式2 2 - 2 4 ： = a x t + o - a ) t 。，= a s ：( 1 - a ) s ；一。 ( 2 2 ) 口，= 2 s ；一，包= 擊( 一g ) ( 2 3 ) 電力燃煤海運成本分析和運價預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) f + 。= 口f + 6 f m ( 2 4 ) 其中，s ：第t 期一次指數(shù)平滑值 s 卜第t 期二次指數(shù)平滑值 m 預(yù)測的超前期數(shù) 應(yīng)用布朗線性平滑法的關(guān)鍵在于選擇合適的平滑常數(shù)，實際預(yù)測時，一般根 據(jù)時間序列特點和預(yù)測經(jīng)驗，先預(yù)選幾個口，然后根據(jù)預(yù)測誤差的對比分析，選 擇預(yù)測誤差最小的t ；t 。 ( 3 ) a r m a 模型 時間序列分析中a r m a ( a u t o r e g r e s s i v ea n dm o v i n ga v e r a g em o d e l ) 模型對 短期預(yù)測具有較好的效果，它適用于平穩(wěn)過程或者通過差分可平穩(wěn)化的非平穩(wěn)過 程?；舅枷胧牵簩㈩A(yù)測對象隨時間推移而形成的數(shù)據(jù)序列視為一個隨機序列， 即除去個別的因偶然原因引起的觀測值外，時間序列是一組依賴于時間t 的隨機變 量。這組隨機變量所具有的依存關(guān)系或自相關(guān)性表征了預(yù)測對象發(fā)展的延續(xù)性， 而這種自相關(guān)性一旦被相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型描述出來，就可以從時間序列的過去值及 現(xiàn)在值預(yù)測其未來的值口4 捌。舢m ( p ，q ) 包括自回歸部分a r ( p ) 和滑動平均部分 m a ( q ) ，其數(shù)學(xué)表示式為： ( b ) 只= 萬+ p ( 曰) q ( 2 5 ) 其中 站是白噪聲序列，即 心是一列相互之間無關(guān)、其均值都為零，方差都 為0 2 的隨機變量序列；b 為后移算子，表示為： b 乃= 只