（企业管理专业论文）重庆市工业企业天然气需求量统计调查方案设计.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 i 摘要 本文在分析重庆市天然气工业用气现状和特点的基础上，借鉴美国和我国工业 企业抽样调查方案成功经验，设计了重庆市工业用气抽样调查方案，并运用此方案 开展了 2005 年重庆市工业用气量的调查统计。 运行结果表明， 本文所采用的重庆市 工业用气抽样调查方案是可行的，实施中具有易于组织实施、回收率高、获取数据 较真实等优点。 本文重点研究并解决了重庆市工业用气抽样调查方案设计中的四个主要方面内 容： （1）由于少数工业企业用气规模极大，需要进行普查，本文采取目录抽样技术 确定了需普查的重点用户。采用目录抽样技术时要处理的关键问题是如何确定最优 分界点，本文采用了有别于依赖于经验公式的办法最优分割法来确定最优分界 点； （2）为了有效的减少误差并提高抽样效率，本文综合运用了二阶抽样、分层抽 样和随机抽样等多种抽样方法来对非重点用户进行抽样。实施结果表明，本文所采 用的综合抽样方法是可行的和有效的； （3）为了解决传统方法不能处理重庆市用气行业多目标分层的问题，本文分别 引入了最小离差平方和法和最邻聚类算法对一阶总体单元进行多目标分层，实施结 果表明这两种分层方法能取得相同的效果，并能达到分层最优； （4）为了未来抽样调查的准确性，本文还设计了一种基于永久随机数法的不等 概率样本轮换方法以防治样本产生“老化”的问题，并对其进行了探讨：该方法可 以避免传统样本轮换方法在工作中所暴露出来的缺点，比传统方法更加简单操作。 关键词：抽样调查，目录抽样，多目标分层抽样，比估计，样本轮换 重庆大学硕士学位论文英文摘要 ii abstract according to the features of natural gas and its administration in chongqing, a new sampling plan about the natural gas used in industried in chongqing is put forward in this dissertation, which is also based on the experience of annual sampling in manufacutres （asm） in america and the experience of planning of sampling in industries in china. this plan is applied in industries in chognqing and the expected results have been obtained, which demonstrates that the plan is feasible for the industries in chongqing and owns several advantages, for example, it can be apllied easily, it has high ratio of returning and it is of high accuracy. this dissertation chiefly discusses four aspects of this plan. (1) due to a few large establishments consuming lots of natural gas every year, which are needed to do general investigations, the list sampling technology is employed to determine the important factories that should be investigated generally. the key problem is how to make sure the optimal cutt- off point. anew method named the optimal partitioning method is used, which is different from the traditional way based on the emperic formula. (2) in order to effectively reduce the errors and improve the efficency of sampling, several sampling method, including multi- objective stratified sampling, two- stage sampling and random sampling, are utilized in this dissertation. the consequences show that the complex sampling method mentioned above is feasible. (3) because of the traditional way without the ability to copy with the multi- objective strata, the minimal dispersion cluster algorithm and the most neighbors clustering algorithm are applied in the process of industry stratification respectively. the results demonstrate that the two ways have the same effect. (4) asample rotation algorithm combined with pps and permanent random numbers is designed here to enhance the accuracy of sampling in the future. this algorithm could avoid the problem of “ old”samples. what is more important, it could be operated more easily compared to the traditional sample rotation methods. key words：sampling survey，category sampling， multi- objective stratified sampling，ratio estimator，sample rotation 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 1 绪论 1.1 研究背景 1.1.1 重庆市天然气市场供需矛盾状况 天然气既是一种洁净高效的优质燃料，又是一种用途广泛的有机化工原料。由 于具有环保和经济的双重意义,天然气在世界一次能源结构中的比重不断上升。从 1950 年到 1970 年， 天然气占世界一次能源总消费的比例从 9.8%增长到 19.9%， 1996 年己经达到 23.5%1。相比之下，我国由于推广使用天然气的进程起步较晚，目前 天然气消费占全国一次能源总消费的比例才达到 2.8%， 全国只有 18 个省级行政区使 用天然气，其中消费量超过 10 亿方的仅为 11 个2。近 15 年来，我国的能源消费出 现了两种显著的发展趋势： 一是初级能源消耗的平均增长速度高于国民生产总值的平 均增长速度；二是优质能源如电力、气体燃料在终端用能中的消费数量不断增加3， 其中天然气消费总量从1990年的2073万吨标准煤增长到2003年的4732万吨标准煤 4，增长了 128.3%。天然气作为一种公认的清洁、高效、优质能源，未来的需求还 将伴随我国环境保护和能源政策的调整、国民经济的高速发展而不断增大。 重庆市是目前国内天然气利用水平最高的城市， 天然气占能源结构比例达13%， 远远超过全国 2.8%的平均水平，2004 年全市消费天然气 30 亿方。重庆市作为全国 老工业城市之一，天然气在工业生产方面的利用、推广具有得天独厚得优势：天然 气储备丰富且开采条件比较成熟；资源型产业的开发加工历史悠久、基础较好；直 辖市体制为重庆市工业发展创造了良好环境等。这些优势同时反映为“ 十五” 期间重 庆天然气需求量呈快速增长趋势。根据重庆市国民经济和社会发展“ 十一五” 规划 基本思路的精神5，“ 十一五” 时期重庆市天然气需求将会急剧增加：通过西部大 开发八年来的建设，重庆市的基础设施得到了很大改善，居住、商业、交通、工业 等使用天然气的基础条件已较为成熟；城市发展将从注重基础设施建设为主的阶段 逐步转入产业发展和基础设施建设并重时期， 重化工业将成为经济增长的主导力量， 一批重大项目前期工作取得较大进展，目前部分项目已开工建设，将形成新的天然 气需求；同时，为了解决三峡库区产业空虚问题和当地资源优势，按照国务院批准 的 三峡库区经济社会发展规划 ， 天然气化工将作为库区的支柱产业而被大力发展， 长寿天然气化工、万州盐气化工和涪陵优质化肥三大化工生产基地将先后建成。由 此，天然气需求量在未来五年将呈大幅增长态势，据有关部门初步估计重庆市天然 气需求量到 2010 年将近 130 亿方6。 但是，重庆市天然气的供给增长却相对缓慢。目前重庆市供气方主要由中国石 油天然气集团公司（下简称为:中石油） 、中国石油化工股份有限公司（下简称为:中 重庆大学硕士学位论文1 绪论 2 石化） 、地方浅层气供气单位三部分组成1。在这三部分中，中石油对重庆市天然气 供给量超过了重庆市总供给量的 90， 是在重庆市天然气资源最主要的开采方和供 给方。2004 年，中石油在重庆气区开采天然气 60 亿方，供给重庆市 27.8 亿方，约 占其重庆产区产量的 46。而根据中石油目前的五年发展规划草案，至 2010 年， 中石油在重庆气区的开采天然气量约为 90 亿方7，按目前的产量供给比例，中石油 2010 年向重庆市供给天然气仅约为 42 亿方气。同时，出于对国家西气东输政策的 支持，中石油在发展规划草案中提出对重庆市的天然气供给比例还有可能下降；而 中石化目前在重庆市开采天然气量更少，2004 年仅在重庆产区开采了 0.3 万方，从 目前的公司规划来看没准备在重庆市的大量开采和供给天然气；地方浅层气供气单 位开采由于受到自然条件和技术条件的限制，难有大幅增产。因此，按照目前状况， 重庆市天然气供给增长速度远远跟不上天然气需求增长速度，将在几年内出现较大 的供需缺口。 面对天然气需求迅猛增长、供需缺口日益扩大的问题，重庆市政府必须准确把 握重庆市天然气需求量，进而同国家石油开发单位协调以调整其规划方案、增大对 重庆市的供给额度，有计划、有重点地扶持和协调重庆市经济社会的发展，保障重 庆市“ 十一五” 社会经济发展规划顺利进行。因此，对重庆市天然气需求量进行合理 分析、科学预测显得尤为重要和必要。 1.1.2 开展重庆市工业用气抽样调查的由来 重庆市天然气政府主管部门 重庆市经济委员会（下简称：重庆市经委）每 年都要对重庆市未来一年或几年的天然气需求量进行统计。天然气需求量统计工作 由重庆市经委下属的经济运行局具体负责。每年年底，由该局对各供气单位主要的 直供企业逐一核查其来年的用气计划，核查的依据为平日的管理经验和从重庆市工 业处获取的企业发展规划。核查的用气量加上国家和重庆市改革发展委员会立项的 重大新增项目用气需求量来确定工业企业天然气需求量；其他类型的天然气需求量 由重庆市地方天然气公司的增长平均速度、重庆市后几年的城镇市化率和平均每户 天然气消费量等方面确定。这种工作模式存在几个问题：一是由于没有科学的统计 方法，统计误差大；二是依据经验判断为主，主观色彩较浓；三是很少同企业进行 直接接触，特别是供气单位不直接供给天然气的企业，对企业的实际需求量无法进 行核实。重庆市经委运行局在对于重庆市工业企业天然气需求量这一问题上也很难 采用重庆市统计部门给出的工业企业天然气消费数据，一是由于统计部门对工业企 业开展统计，数据回收周期长，加之指标较多、数据整理和分析时间也较长，政府 1 由于石油天然气属于国家战略资源，国家对其的开采单位是严格限制的，按照矿产资源开采登记管理办法 的规定，石油天然气的勘探开采由国家管理，任何一级政府都无权审批。目前，获得在重庆市进行开采天然气 权利的仅为中石油、中石化两家中央国有大型企业和重庆鼎发实业股份有限公司、凯源石油有限责任公司两家 地方国有企业。由于三家地方公司只能进行浅层气的开发，本文则将之称为浅层气供气单位。 重庆大学硕士学位论文1 绪论 3 进行用气量统计时往往得不到本年的天然气用量；二是统计局的调查问卷只能统计 企业天然气消费的历史值，这些数据仅能反映工业企业所获取的供给量，无法判断 是否是工业企业实际生产所需天然气量。 重庆市政府高度重视天然气需求的准确数据，希望能通过科学的方法准确统计 出来未来几年的天然气需求量，于是，在 2005 年 3 月，重庆市经委提出了“ 重庆市 天然气需求统计调查” 课题， 课题研究成果将被直接运用到以后的天然气需求量统计 工作中。由于不同天然气用途类型增长和供给渠道的差异较大，而且重庆市工业企 业天然气（以下简称：工业用气）需求量的增长是重庆市天然气需求增长的主要原 因， 该课题又划分为“ 重庆市工业企业天然气需求量统计调查” 和“ 重庆市城市燃气和 交通用气需求量统计调查” 两个子课题。 “ 重庆市工业企业天然气需求量统计调查” 课题是为了更好地了解工业企业地天 然气需求状况，并为重庆市经委建立科学、可行的统计模式。作者独立完成了该课 题的信息收集、市场调查、理论研究和报告编写。这个课题也成为了本文的来源。 1.2 抽样调查的发展和运用状况 统计调查历来是统计学家十分关注和致力研究的重要领域，其中的抽样调查方 法是现代统计科学的一个重要分支系列。抽样调查作为一种重要的统计调查方法， 从产生至今已有近两百年的历史，纵观国外抽样调查的发展，其过程大致可以分成 以下四个阶段8。 第一阶段，抽样调查尝试阶段。抽样调查尚未成为一种常用的统计调查，只是 在个别场合使用。如 1802 年法国著名的数学家拉普拉斯（laplace）受法国政府的 委托对法国人口进行估算与推算。 第二阶段，抽样调查作为一种科学方法正式提出、推广与逐步普及。1894 年时 任挪威中央统计局第一任局长的挪威统计学家凯尔（a.n.kiaer）是竭力提出并推广 抽样调查的先驱者。 他提出“ 代表性样本调查” ， 并将“ 代表性” 定义为“ 根据抽样设计， 从总体的正常 代表 中合理地收集数据” ，他强调所调查的样本应是总体的一个“ 代 表” 。1894 年，他先后组织了对挪威退休金、疾病保险金的调查工作。1895 年他又 成功地组织了对成年男子收入按职业、年龄和社会地位分组的代表性调查，并将有 关结果发表在国际统计机构的出版物上，引起了其他国家统计学家的关注。在 1895 年瑞士召开的国际统计学会（简称 isi）上，凯尔正式提出使用代表性样本调查方法 来代替全面调查的建议。经过几年在国际统计学界的激烈争论，直到 1903 年 isi 第 九次大会上，凯尔的主张才得到与会大多数统计学家的承认，此后，代表性调查方 法的应用日益普及。 第三阶段，概率抽样在抽样调查中逐渐占主导地位。1906 年，英国统计学家鲍 重庆大学硕士学位论文1 绪论 4 莱（a.l.bowley）用实际的数字论证了简单随机抽样情况下统计量根据中心极限定 理服从正态分布，并指出样本均值的方差与所抽样的总体大小无关（当时没有考虑 到有限总体修正系数） 。继后，英国统计学家蒂配特编制了历史上第一张随机数字 表 ，解决了随机抽样问题。1925 年，詹森和鲍莱在 isi 第十六次大会上提出了随机 抽样是按照概率原理对于每个单位有同等被抽中的机会，从理论上对概率抽样加以 阐述，为抽样调查奠定了理论基础。到 20 世纪 30 年代，随机抽样的概念和原则得 到确立。 第四阶段，现代抽样调查理论的发展和完善。20 世纪 20 年代，英国统计学家 费歇尔（r.a.fisher）提出了随机化、重复及区组三个重要原则，这三个原则为抽样 理论的发展奠定了基础:随机化是获得无偏估计的基础， 采用重复技术使得方差估计 能够在样本数据基础上得以进行，而区组的划分用于抽样即是分层，目的是为了减 少误差。1934 年，美籍波兰人尼曼（j.d.neyman）提出的置信区间理论，以及分层 抽样中的最优分配、整群抽样和比估计理论，促进了抽样理论的发展，其意义主要 有两个方面:一是在理论上说明了为什么应用随机抽样比有目的的抽样更加合理； 二 是在随机化条件下的点估计和区间估计打破了老的传统思想（传统思想要求每个单 元都是等概率的，样本必须是按比例代表总体的一个样本） 。40 年代，印度的马哈 拉诺比斯（p.c.mahalanobis）在印度进行了一系列大规模的抽样调查，他在农作物 的产量调查中应用了概率正比于群大小的整群抽样，引进了多阶段抽样，提出了交 叉子样本和控制非抽样误差的方法。英国的耶茨（f.yates）和扎克播西（zacopancy） 及美国的科克伦（w.g.cochran）利用有关先验信息发展了比率估计和回归估计；帕 特森（h.d.paterson）给出了重复抽样的设计分析理论；汉森（r.hanson 和拔维茨 （w.n.hurwitz）概括了按与单位大小成比例的概率抽样（pps）的一般理论；w.g. 麦多（w.g.madow）和 l.m.麦多（l.m.madow）进一步完替了系统抽样。联合国统 计局对于抽样调查理论的发展和运用推广起了巨大的贡献。1947 年，联合国专门设 立“ 统计委员会统计抽样分会” ，联合国统计局在 1950 年发行了当前各国抽样调查 要况 ，1960 年出版了抽样调查理论基础 ，此后还相继出版了抽样设计的计算 机程序 。进入 80 年代，联合国统计局还推广在普查中运用抽样技术，编制了工 业普查实用抽验技术 。 1.3 研究目的和意义 1.3.1 研究目的 本文拟设计一套从企业需求角度出发、结合重庆市工业用气特点和目前重庆市 天然气管理模式特点的工业用气抽样调查方案。此套调查方案如果科学、可行，不 但可使重庆市政府准确把握重庆市工业用气需要量，为政府决策提供可靠依据，还 重庆大学硕士学位论文1 绪论 5 能方便于对重庆市工业用途天然气的其他研究。 1.3.2 研究意义 统计工作在国民经济和社会发展中具有极其重要的作用，统计数据是制定国民 经济和社会发展规划的基础，是政府实施宏观调控的依据。在重庆市天然气供需缺 口日益增大、工业企业对天然气需求量快速增长的形势下，设计一套科学、可行的 工业用气需求量抽样调查方案有助于重庆市政府准确把握重庆市工业用气的需求力 度，进而有效地宏观调控资源性产业发展速度、促进社会经济体系健康快速发展和 降低、控制环境污染。天然气需求统计数据不仅能为政府有关管理部门制定天然气 行业发展规划和实施宏观调控与监督提供重要依据，同时还是各级天然气供给企业 领导进行生产经营决策的重要参考资料。 1.4 研究思路和主要内容 本文来源于课题“ 重庆市工业企业天然气需求量统计调查” 。作者结合国内外工 业抽样调查实施的经验和重庆市工业用气市场的现状及特点，设计了重庆市工业用 气抽样调查方案。本文综合运用数理统计学、抽样调查技术等知识，对在工业企业 抽样调查方案优化设计理论进行了较为深入的研究，主要研究内容是工业用气抽样 调查方案中目录抽样技术最优分界点的确定、抽样框误差分析、多目标分层层数和 层内初级单元的确定、样本总容量的确定、分层抽样联合比估计、样本轮换理论等， 其研究成果有利于准确统计重庆市工业用气量。具体的研究思路路线图见图 1.1。 论文针对传统的经验判断法存在的统计误差，提出了抽样调查方案。在抽样统 计科学理论的指导下，分析了重庆市天然气市场状况，介绍了美国和我国工业抽样 调查方案，设计了重庆市工业企业用气的抽样调查方案：用目录抽样技术确定需普 查的重点用户，用最优分割法来确定最优分界点；用二阶抽样、分层抽样、随机抽 样对非重点用户进行机拉；引入了最小离差平方和和最邻聚类算法对一阶总体单元 进行多目标分层；设计了一种基于永久随机数法的不等概率样本轮换方法。通过问 卷调查企业 152 个，收集到原始数据，进行了抽样推算，减少了抽样误差。论文研 究内容叙述主要按以下七部分进行： 第一部分，主要介绍了研究背景、选题的由来、抽样调查的发展和运用现状， 并讨论了论文的研究意义和研究思路，总结了论文的主要内容和具有新意之处； 第二部分，简要阐述了统计和抽样调查基本理论、方法和实施步骤，为后文的 抽样调查奠定基础； 第三部分，首先仔细地分析了通过调查所得到的重庆市天然气市场状况，接着 介绍了美国的年度制造业抽样调查方案和国家统计局设计并实施的工业用气抽样调 查试点方案的运行经验。在分析了工业用气市场现状及特点的基础上，提出了重庆 重庆大学硕士学位论文1 绪论 6 市工业用气量抽样调查设计思路和可能面临的问题； 第四部分，对工业用气抽样调查方案中的若干理论问题，如目录抽样技术最优 分界点的确定、样本框确定、多目标分层方法、样本容量和比估计等进行了理论探 讨和分析； 第五部分， 详细地阐述了抽样调查方案的实施步骤， 包括设计目的和抽样流程、 非重点用户的抽样方案和调查方法。 并按本文设计的抽样调查方案去统计 2005 年重 庆市天然气需求量，取得良好的抽样效果； 第六部分，主要介绍了重庆市工业用气调查方案的实施情况和演算结果，计算 证明：本文提出的调查方案是比较准确的，也是可行的。 第七部分，对前几部分研究的主要结论进行归纳总结，并指出了未来研究的主 要方向。 1.5 研究的新意之处 本文的新意之处主要表现在四个方面： （1） 设计了适合重庆市工业用气情况的工业企业抽样调查方案， 此方案结合了 我国工业用气抽样调查的经验和重庆市工业用气的现状及特点。该方案对重点用户 进行普查，对非重点用户进行抽样调查，综合应用目录抽样、分层抽样、二阶抽样、 随机抽样等抽样方法。将方案运用于 2005 年重庆市工业企业天然气需求量统计调 查， 计算结果证明该方案的误差较小， 能够较好的反映 2005 年重庆市工业企业用气 需求量的实际情况； （2） 在处理目录抽样的关键问题如何确定最优分界点时， 作者摒弃了传统 的根据样本总量确定的方法，而利用最优分割法计算最小误差函数来确定目录抽样 的最优分界点，与传统方法比较，该方法具有很高的准确度； （3） 由于重庆市工业行业的分层涉及到多个指标， 而传统的分层方法都是针对 一个指标的。为此，作者在对用气行业进行多目标分层时分别采用了有别于传统方 法的最小离差平方和法和最邻聚类算法， 以确定最优分层数及其层内总体单元构成。 计算结果证明：这两种方法的效果是一致的，并达到分层最优； （4） 传统的样本轮换方法不能适应重庆市工业企业天然气消费需求量调查的需 要，作者设计了一种基于永久随机数法的不等概率样本轮换方法，并从理论上讨论 了该方法的可行性。 重庆大学硕士学位论文1 绪论 7 目录抽样 实际抽样 框的选择 重庆市工业用气调查方案 重庆市工业用气抽样调查 方案设计 研究背景、思路来源 统计调查 基本理论 重庆市天然气市场 现状 国内外工业抽样 调查案例 有关理论问题探讨 样本总容 量的确定 多目标变 量分层 联合分层 比估计 样本轮换 重庆市工业用气调查方案的 实施2005 年重庆市工业 用气统计调查 结论和继续研究方向 图 1.1本文研究思路图 figure1.1the research route of this dissertation 重庆大学硕士学位论文2 统计调查的基本理论 8 2 统计调查的基本理论 统计理论是本文研究的理论基础，抽样调查方法在工业企业天然气需求量统计 方面的应用是本文研究的重点。 2.1 统计调查基本理论 统计工作是指通过对事物量的调查研究来认识其本质和规律性的一种工作或过 程;或者说，是指搜集、整理、分析统计资料的实践活动。下面将介绍统计活动的几 个重要基本概率、开展过程和基本统计方法。 2.1.1基本概念 统计工作中涉及的概念较多，下面介绍几个常用的基本概念9： 总体：总体就是研究（即进行调查）对象的全体。总体可以是有限的，即由有 限个个体组成;也可以是无限的，即总体中所有包含的个体数量有无限多个。 标志：标志是说明总体单位属性或特性的名称。标志按性质可分为品质标志和 数量标志，按变异情况可分为不变标志和可变标志。 指标：亦称统计指标，说明的是总体的综合数量特征。 变异：变异是标志和指标具体表现的差别，变异是统计的前提条件，可分为属 性变异和数值变异两种。 变量：变量是可变的数量标志，所有的统计指标也都是变量。 2.1.2 统计活动过程 一个完整的统计活动过程可分为统计设计、统计调查、统计整理和统计分析四 个阶段： 统计设计是根据统计研究对象的性质和目的，对统计工作各个方面和各个环节 进行通盘考虑和安排，其结果表现为各种设计方案。 统计调查是根据统计研究的目的要求，采用各种调查方法有计划、有组织的搜 集反映事物现状及其发展变化的统计原始资料的工作过程，它是统计整理和分析的 基础。 统计整理是对调查来的大量原始资料进行科学的加工、整理、汇总，列成统计 报表，使其成为能够说明现象总体数量特征的综合资料的工作过程。 统计分析是运用各种统计分析方法，对搜集和整理的统计资料加以综合分析， 来揭示社会经济现象发展变化的趋势和规律性，并做出科学的结论，必要时还要以 此为依据对未来做出科学预测的工作过程。 2.1.3 统计研究方法 重庆大学硕士学位论文2 统计调查的基本理论 9 统计研究方法是完成统计任务的基本手段，它取决于研究对象的性质和特点， 其中最基本的方法有大量观察法、统计分组法、综合指标法等。 （1）大量观察法 所谓大量观察法，就是对所研究的社会经济现象总体的全部或足够多数的单位 进行调查研究的方法。大量观察法并不是统计调查的具体方法，而是进行调查研究 时必须遵循的一个基本原则。 （2）统计分组法 所谓统计分组法，就是根据现象的特点和统计研究的目的，将总体按照一定的 变异标志区分为若干组成部分的一种统计方法。 统计分组法主要应用于统计整理阶段，但其它阶段也不能离开统计分组法。在 统计调查以前就要对调查对象确定类型不同的组别，从而确定调查范围和对象，在 调查过程中也要采用分组法，对不同类型的单位进行调查。在统计分析中更要借助 于分组法，以便确定各类型的数量特征，研究现象的内部结构，分析现象之间的联 系等。 （3）综合指标法 所谓综合指标法就是运用各种综合指标（总量指标、相对指标、平均指标）对 大量社会经济现象的数量方面进行综合分析，概括地表明其一般特征和规律性的方 法。利用综合指标法，能够表明社会经济现象总体特征，能够综合反映它的规模、 数量对比关系和一般水平。 除此之外，统计分析中还常运用动态分析法、指数分析法、相关分析法、抽样 推断法、平衡法、统计预测法等研究方法。 2.2 全面调查 全面调查是指针对总体的每一单元都进行信息收集的调查，故也称为普查。普 查是为某一特定目的而专门组织的一次性全面调查，如人口普查、工业普查、农业 普查等。世界各国一般都定期地进行各种普查，以便掌握有关国情、国力的基本统 计数据。 实际上，普查可以看成一种特殊的抽样调查 对总体单位进行 100%抽样的 调查。普查实施的前提一般至少满足以下条件中的一个： （1）要了解的总体信息内 容相对比较简单，比较容易调查；（2）要了解的总体信息内容十分重要；（3）不 仅要了解总体的信息，还要了解总体的许多分组分类的信息； （4）调查总体既有足 够的资金力量，同时又有足够的动员力量10。 普查作为一种特殊的调查方式，具有以下几个特点：第一，普查通常是一次性 的或周期性的。由于普查涉及的面广、调查单位多，需要耗费大量的人力、物力、 重庆大学硕士学位论文2 统计调查的基本理论 10 财力和时间，一般需要间隔较长的时间进行一次；第二，普查一般需要规定统一的 标准调查时间，以避免调查数据的重复或遗漏，保证普查结果的准确性；第三，普 查的数据一般比较准确，规范化程度也比较高，因此，它可以为抽样调查或其他调 查提供基本的依据；第四，普查的适用对象比较狭窄，只能调查一些最基本、最一 般的现象。 2.3 抽样调查基本理论 抽样调查也称样本调查，是非全面调查中的一种重要方法，它是按一定程序从 所研究对象的全体（总体）中抽取一部分（样本）进行调查或观察，获得数据，并 以此对总体的一定目标量（参数）做出推断（例如估计）。 在日常生活中人们常常自觉或不自觉地应用抽样调查方法，例如主妇舀勺汤、 夹口菜尝尝滋味，读者在书店看几页书判断作者文风，连严谨的经济学家萨缪尔森 也赞成“ 你不必为知道牛肉的滋味而吞掉整头牛” 。以下将从 4 个方面介绍抽样调查 理论：抽样调查同普查的区别和优势、抽样调查涉及的基本概念、抽样调查基本方 法和抽样调查实施步骤。 2.3.1 抽样调查的基本概念 总体与个体11：总体和个体是抽样中最基本的一对概念。对于一次调查活动， 所有调查客体的集合称为总体， 相应地构成所谓总体的这些调查客体则被称为个体。 总体有目标总体和实际总体之分，除非是比较简单的情形，两者一般并不一致，抽 样和其后的调查都是对实际总体进行的。为了凸显个体与总体之间的关系，将一切 构成总体的个体或子总体泛指为总体单元，其中个体为总体基本单元，简称基本单 元，基本单元是总体里最小的、不可再分的单元。 抽样框和抽样单元：抽样框与抽样单元也是抽样的一对基本概念。其单元满足 “ 与实际总体的每个单元之间存在确定的对应关系， 凭借这种对应关系可以找到实际 总体中特定一个或一些单元” 条件的实际总体的映射总体称为抽样框， 而构成映射总 体的单元则称为抽样单元。实施中，为了方便抽样的实施，必须拥有一个目录性清 单，这个目录性清单中的每个目录项与实际总体的每个单元之间存在确定的对应关 系，即根据一个目录项总可以找到实际总体中特定的一个或一些单元，抽样框就是 这样一个目录清单。在抽样调查中，将总体划分成互不重叠又可穷尽的有限多个部 分，每个这样的部分称为一个抽样单元。抽样单元可大可小，每个抽样单元又可能 由一个或几个个体组成，因此抽样单元又可分为一级（初级）抽样单元、二级（次 级）抽样单元、三级抽样单元等，最小一级抽样单元也称为基本抽样单元。 抽样和样本:抽样和样本并非一对概念，但密不可分。从总体全部单元中选择部 分单元的活动称为抽样，而抽样的结果 从总体全部单元中选出的部分单元，其 重庆大学硕士学位论文2 统计调查的基本理论 11 全体称为样本总体，简称样本。样本是实际总体的一部分而非抽样框的一部分，它 由从总体中按一定程序抽得的那部分抽样单元组成。要注意的是样本是一个集合， 一个包括所有被抽中的抽样单元的集合。样本包含的样本点（抽样单元）数称为样 本量，样本量与抽样框的抽样单元数 n 的比称为抽样比（/fnn=）。 总体特征：是指整个总体中所有单元的某种属性的概括表现或综合计量。通常 我们要估计的总体特征有下列 4 种：总体总值、总体均值、总体比例、总体比值。 估计量和估计方法：估计量是根据样本的 n 个单元的变量值计算出的对总体特 征的估计。估计量首先是一个随机变量，它取决于样本设计和正好被选入样本的单 元的特定组合，因此，估计量的一个特定取值，也就是一个特定的估计值只是同一 个样本设计所能得到的许多可能的估计值中的一个。相反，总体特征是由总体中全 部 n 个值所决定的，虽然是未知的，但它则是一个常数。估计方法是用估计量来估 计总体特征的方法，最常见的估计方法是简单线性估计，在简单随机抽样中就是用 样本均值直接估计总体均值。除此之外，人们还通常借助辅助变量对总体特征进行 间接的估计，常用方法有比估计和回归估计。 抽样分布：对一个固定的总体，在确定的样本设计和样本量的条件下，估计量 的所有可能取值及其出现概率的序列就是该估计量的抽样分布。 误差：抽样调查中的误差有两类，一类称为抽样误差，一类称为非抽样误差。 抽样误差是指由于用样本数据对总体特征进行估计所引起的代表性误差；非抽样误 差的来源比较复杂，主要有抽样框未能不重不漏地包含所有抽样单元导致的抽样框 误差，调查测量不准确引致的计量误差，此外还有无回答误差等。在概率抽样中， 抽样误差是可以进行数量上的估计的，也是可以通过改进抽样方法来加以控制的， 目前权衡误差主要从均方误差、置信区间和误差限等方面考虑，主要的计量误差指 标有标准差、标准误、置信度、变异系数等。 2.3.2 抽样调查的基本方法 抽样方法，即样本抽取方法，是抽样调查理论与方法的核心。在概率抽样中， 用样本统计量估计总体参数的方法以及这种估计的精度计算方法都与具体抽样方法 有关。抽样可分为概率抽样和非概率抽样。概率抽样的特点是，总体中的任何单位 都有被抽作样本的一定的机会。非概率抽样是抽样人根据自己对事物了解的经验， 从总体中有目的地选择一些单位作为样本。常用的概率抽样有简单随机抽样、分层 抽样、整群抽样、二阶与多阶抽样、系统抽样和不等概率抽样等12。 （1）简单随机抽样。从一个单元数为 n 的总体中抽取 n 个单元作为样本，抽 取方法是从总体中逐个不放回地抽取单元，每次都是在所有尚未进入样本的单元中 等概率抽取样本单元。简单随机抽样因为需要含全部抽样单元的完整抽样框，往往 受到限制较多，单独使用易引起调查费用的上升，在实际调查工作中往往是和其他 重庆大学硕士学位论文2 统计调查的基本理论 12 方法结合使用。简单随机抽样中的估计方法，通常是采用样本均值（平均数）作为 总体均值的估计，用样本比例作为总体比例的估计，这就是简单估计。 （2）分层抽样。将总体按一定原则分成若干个子总体，每个子总体称为层，在 每个层内进行抽样，不同层的抽样相互独立，这样的抽样称为分层抽样。如果每层 的抽样都是简单随机抽样，就称为分层随机抽样。在分层抽样中，先根据层样本对 层的参数进行估计，然后将这些层估计加权平均或取总和作为总体均值或总量的估 计。分层抽样不仅可以用于总体，同时也可以估计各层的值。划分层的原则是层内 各单元差异尽量小，层间差异尽量大，这样可以显著提高估计精度并有利于调查的 实施。 （3）整群抽样。简单随机抽样有样本分散不便于调查，n 大时抽样框不容易编 制等缺点。整群抽样恰好克服了这些缺点。所谓整群抽样就是先将总体中的各个单 元归并成数量较少而规模较大的单元，也称为群。抽样仅对群抽，对抽中的群调查 其中每一个较小的单元，对没有抽中的群则不需要进行任何调查。因此整群抽样中 的样本（小）单元是以整群形式出现的，故称整群抽样，在有些文献上也称集团抽 样。在整群抽样中并不要求提供包含每个次级单元的抽样框，只需要关于初级单元 的抽样框即可。整群抽样的优点一个是样本单元比较集中，如果群是按空间或系统 进行划分的，则调查地点集中，可以节约调查时间、人力和费用；另一个优点是整 群抽样只需要初级单元的抽样框，而不要求全部次级单元的名单，简化了抽样框的 编制。整群抽样的缺点是精度较差，它的实施要求群间差异尽量小，群内差异尽量 大。 （4）二阶与多阶抽样。可以看成整群抽样的发展，在抽取初级抽样单元后，并 不调查其全部次级单元，而是再进行抽样，从入选的初级单元中抽选次级单元，即 对每个被抽中的一级单元所包含的所有二级单元再进行抽样，仅调查其中一部分， 这样的抽样称为二阶抽样。如果每个二级单元又由若干个三级单元组成，则对每个 被抽中的二级单元再抽样， 仅调查其中一部分三级单元， 这样的抽样即是三阶抽样。 同样可定义四阶甚至更高阶的抽样。多阶抽样也称为多阶段抽样或多级抽样。二阶 与多阶抽样既保留了整群抽样样本相对集中、调查费用较低、不需要包含所有（小） 单元的抽样框等优点，而且由于实行了再抽样，又有效率较高的优点，因此也常为 实际工作者所采用。多阶抽样的主要缺点是抽样时较为麻烦，而且从样本对总体的 估计比较复杂。 （5）系统抽样。系统抽样也称机械抽样。若总体中的单元都按一定顺序排列， 在规定的范围内随机地抽取一个单元作为初始单元，然后按照一套事先确定好了的 规则抽取其他样本单元，这种抽样方法称为系统抽样。最简单的系统抽样是在取得 一个初始单元后，按相等的间隔抽取样本单元，这就是所谓的等距抽样。系统抽样 重庆大学硕士学位论文2 统计调查的基本理论 13 是实际工作中经常用到的抽样方法，它的突出优点是实施简便，只有初级单元需要 随机抽样，系统抽样设置不需要一份完整的抽样框。 （6） 不等概率抽样。 不等概率随机抽样就是每个单元的入样概率不同的随机抽 样方式，简称不等概率抽样。在抽样中，有时不等概率抽样效果比采用等概率抽样 更好。最常用的不等概率抽样是按与抽样单元大小成比例的概率抽样，如放回（或 不放回）的 pps 抽样，这种抽样的精度较高，数据处理也不复杂。 2.3.3 抽样调查实施的一般步骤 从整体上把握抽样调查的步骤有助于对抽样技术的透彻理解，要想取得好的调 查效果， 必须将调查看成一个系统性的工程， 必须一步步地严格按照既定程序执行， 调查的目标不同，具体步骤也会有所不同，下面给出最一般的几个基本步骤11。 调查目标确定：调查中最重要的任务之一就是规范地表述调查目标，要有明确 的主题、概念和定义，要决定研究中包括哪些对象等。 抽样框选择：通常有三种情况得到抽样框：使用已有的抽样框、补充现有的抽 样框、建立新的抽样框。抽样框的选择对调查总体的定义、收集数据的方法、抽样 方法和估计方法产生直接的影响，也会影响到调查费用和调查质量。 抽样设计：抽样方法的选择受诸多因素的影响，可用的抽样框，总体的散布程 度，调查每个单元的费用以及对所取的数据的分析方法。样本量确定并没有一个完 美的方法，只能综合考虑各种不同甚至矛盾的要求，如估计精度、客观约束等。 问卷设计： 调查问卷是用于从回答者那里获取某方面信息的一组或一系列问题， 在数据收集过程中起着核心作用。问卷设计涉及的主要问题是：提问什么问题、如 何修辞以及如何安排问题的顺序，以获取所需信息。 数据收集：数据收集是从选定的抽样单元获取信息的过程。数据收集的方法主 要有以下三种：回答者在没有访员辅助的情况下自己完成问卷；访员面对面辅助回 答者完成问卷；访员通过电话辅助回答者完成问卷。数据收集可以采取书面或者计 算机界面的形式。 数据编码和录入： 数据收集上来以后， 要整理成便于电脑识别处理的数码形式。 审核和插补：审核就是检查鉴别缺失的、无效的和不一致的数据，不仅是一种 整理数据的工具，也可以衡量本次调查质量和对提出下次调查的改进意见。审核中 发现的错误可以通过推测被调查者的回答或人工复核问卷来弥补，插补是在时间和 费用有限的前提下一种便于实施的好方法，但由于有些插补的方法不能保留变量间 的关系，或者会扭曲数据之间的内在联系，因此插补方法要依调查的种类、调查目 标和错误的性质来选择。 参数估计：一旦数据已经完成了整理、编码、编辑、录入，就应计算出样本结 果（估计量） ，并与我们关心的总体特征如总量、均值、比率等联系起来，这个过程 重庆大学硕士学位论文2 统计调查的基本理论 14 称为参数估计。 数据分析和调查结果的表述：数据分析是整个调查过程中最重要的环节之一， 分析的质量和沟通的程度可以在很大程度上对各个步骤的效果产生正面或负面的影 响。数据分析的主要作用是统计推断，旨在证实假设是否成立或研究变量之间的关 系。最终结果的发表是把信息传递给使用者，应该概括数据，表明数据的优点和不 足，通过书面报告（包括表格、图像和图表）来强调重要的细节。 2.3.4 抽样调查相对普查的优点 抽样调查实质上是一种非全面调查，全面调查和非全面调查是两种不同的调查 方式，而非全面调查是那些仅仅针对总体一部分单元进行信息搜集的调查。严格地 讲，这就是抽样调查的准确叫法。相对于全面调查即普查而言，抽样调查有以下优 点10： （1）抽样调查费用低。由于抽样调查只调查总体中的一小部分，因此与普查相 比可大大节约花在调查、数据整理和汇总方面的人力和费用。 （2）抽样调查周期短、时效性强。有许多调查具有很强的时效性，要求在较短 的时间内完成调查，并给出结果。 （3） 采用概率抽样进行的抽样调查可以估计抽样误差。 采用概率抽样进行的抽 样调查，根据概率样本，可以求得目标量估计值的抽样误差，从而可获得最终调查 结果的理论精度，为评估调查结果提供了理论上的手段。 （4）抽样调查能提高调查结果的质量。抽样调查由于调查工作量小，调查员数 量少、可以得到严格的培训且有条件采用更为先进的调查手段，调查数据的质量通 常比同样的普查数据质量高，从而使调查的总误差更小。可以说，一项经科学设计 并严格实施的抽样调查完全有可能获得比普查更准确、更可靠的调查结果。 以上列举了抽样调查相对于普查的优势，但这不表明抽样调查可以替代全面调 查和其他调查方法。抽样调查也有局限性，其局限性主要表现在它一般只提供对总 体目标量的估计，而不能提供许多子总体的详细资料。如果要求提供各级总体单元 的详尽资料，就必须采用全面调查的方法。 因此，抽样调查作为一种科学的调查方法，它不仅可以在一些统计工作中单独 使用，而且也可与全面调查结合起来，起到相互补充的作用。 2.4 小结 本章在简单介绍统计工作的基本概念和实施过程后，分别介绍了统计调查的两 种基本形式全面调查和抽样调查的相关知识， 重点讨论了抽样理论的基本概念、 基本抽样方法和抽样调查实施的一般步骤、抽样调查相对于全面调查的优点，这些 理论为本文设计重庆市工业用气抽样调查方案奠定了理论基础。 重庆大学硕士学位论文3 重庆市工业用气抽样调查方案设计基础 15 3 重庆市工业用气抽样调查方案设计的基础 一个好的调查方案必须结合调查对象的实际情况和特点，重庆市工业用气抽样 调查方案也是如此，那么重庆市天然气市场的情况，特别是工业用气的特点又是怎 么样的呢？而国内外又有没有成功案例可以借鉴呢？本章将对这两方面展开讨论， 并引出重庆市工业用气抽样调查方案的设计思路和可能面临的问题。 3.1 重庆市天然气市场状况 为了设计重庆市工业用气抽样调查方案，必须首先全面了解重庆市天然气市场 的情况，并重点把握重庆市工业用气的特点。作者对重庆市 41 个区县经济委员会、 43 个地方天然气公司、103 个直供企业发放调查问卷，并走访调查了市级政府相关 管理部门、部分家庭用户、cng 行业协会、cng 加气站，收集信息已了解重庆市 天