（技术经济及管理专业论文）基于投入产出法的电力经济关系研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 本文基于投入产出分析方法，建立了直接、间接经济价值模型，细化了电力工 业对国民经济各部门与产业的经济效益贡献，得到了电力工业对国民经济各产业各 部门经济价值变化的特点和趋势。基于2 0 0 2 投入产出表，本文运用改进的r a s 方 法，预测了我国2 0 1 0 年投入产出表和电力经济价值。本文认为电力作为独立的经 济体系所直接体现的价值越来越少，间接创造的价值越来越大，这也说明了电力工 业作为基础产业为其他部门提供能源支持的基础性作用。本文还应用因素分析法， 分析了我国电力经济价值的变化原因，认为技术革新是电力整体经济价值上升的真 正推动力。 关键词：电力经济关系，电力经济价值，直接价值，间接价值，投入产出预测 a b s t r a c t b a s e do ni n p u t o u t p u ta n a l y t i c a lm e t h o d s ，t h ep a p e rb u i l d st h em o d e lo fd i r e c ta n d i n d i r e c te c o n o m i cv a l u e ，w h i c hd e t a i l st h ec o n t r i b u t i o no fp o w e ri n d u s t r yt oe a c hi n d u s t r y a n ds e c t o ra n dt h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dt r e n d so fi t t h i sp a p e ra l s op r e d i c t st h ei - ot a b l ei n 2 0 10a n dp o w e re c o n o m i cv a l u eu s i n gt h ei m p r o v e dr a sm e t h o d s ，t h e nc o n c l u d e st h a tt h e v a l u eo fp o w e ri n d u s t r y , a si n d e p e n d e n ta c c o u n t i n gs y s t e m ，i sl e s s ，b u tt h ei n d i r e c tv a l u eo fi t i sg r o w i n g ，w h i c hr e f l e c t st h eb a s i cr o l eo fp o w e ri n d u s t r yw h i c hp r o v i d e se n e r g ys u p p o r t st o o t h e rs e c t o r s t h ep a p e ra n a l y z e st h er e a s o n so fc h a n g i n go fp o w e re c o n o m i cv a l u e ，w h i c h c o n c l u d e st h a tt e c h n o l o g yi st h er e a li m p e t u st or i s eo fp o w e re c o n o m i cv a l u e g o n gl i p i n g ( t e c h n o l o g ye c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db y p r o f h ey o n g x i u k e yw o r d s ：t h er e l a t i o n so fp o w e ra n de c o n o m y , p o w e re c o n o m i cv a l u e ，d i r e c tv a l u e ， i n d i r e c tv a l u e ，n a p u t o u t p u tp r e d i c t i o n 华北电力大学硕士学位论文 摘要 本文基于投入产出分析方法，建立了直接、间接经济价值模型，细化了电力工 业对国民经济各部门与产业的经济效益贡献，得到了电力工业对国民经济各产业各 部门经济价值变化的特点和趋势。基于2 0 0 2 投入产出表，本文运用改进的r a s 方 法，预测了我国2 0 1 0 年投入产出表和电力经济价值。本文认为电力作为独立的经 济体系所直接体现的价值越来越少，间接创造的价值越来越大，这也说明了电力工 业作为基础产业为其他部门提供能源支持的基础性作用。本文还应用因素分析法， 分析了我国电力经济价值的变化原因，认为技术革新是电力整体经济价值上升的真 正推动力。 关键词：电力经济关系，电力经济价值，直接价值，间接价值，投入产出预测 a b s t r a c t b a s e do ni n p u t o u t p u ta n a l y t i c a lm e t h o d s ，t h ep a p e rb u i l d st h em o d e lo fd i r e c ta n d i n d i r e c te c o n o m i cv a l u e ，w h i c hd e t a i l st h ec o n t r i b u t i o no fp o w e ri n d u s t r yt oe a c hi n d u s t r y a n ds e c t o ra n dt h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dt r e n d so fi t t h i sp a p e ra l s op r e d i c t st h ei - ot a b l ei n 2 0 10a n dp o w e re c o n o m i cv a l u eu s i n gt h ei m p r o v e dr a sm e t h o d s ，t h e nc o n c l u d e st h a tt h e v a l u eo fp o w e ri n d u s t r y , a si n d e p e n d e n ta c c o u n t i n gs y s t e m ，i sl e s s ，b u tt h ei n d i r e c tv a l u eo fi t i sg r o w i n g ，w h i c hr e f l e c t st h eb a s i cr o l eo fp o w e ri n d u s t r yw h i c hp r o v i d e se n e r g ys u p p o r t st o o t h e rs e c t o r s t h ep a p e ra n a l y z e st h er e a s o n so fc h a n g i n go fp o w e re c o n o m i cv a l u e ，w h i c h c o n c l u d e st h a tt e c h n o l o g yi st h er e a li m p e t u st or i s eo fp o w e re c o n o m i cv a l u e g o n gl i p i n g ( t e c h n o l o g ye c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db y p r o f h ey o n g x i u k e yw o r d s ：t h er e l a t i o n so fp o w e ra n de c o n o m y , p o w e re c o n o m i cv a l u e ，d i r e c tv a l u e ， i n d i r e c tv a l u e ，n a p u t o u t p u tp r e d i c t i o n 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于投入产出法的电力经济关系研 究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他入 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：型芝丕阵一一日期：兰旦邕互挈二 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：苞墓迫车 日 期：勘越u l 导师签名： 日 期： 华北电力大学硕十学位论文 1 1 问题的提出 第一章引言 电力工业是国民经济的一项基础产业，也是国民经济发展的先行产业。世界各 国的发展表明：国民经济每增长1 ，电力工业要相应增长1 3 1 5 才能为国民 经济其他各部门的快速稳定发展提供足够的动力。在现代社会中，电力工业的发展 水平已成为反映国家经济发达程度的重要标志。 随着我国社会的进步，电力的发展与改革虽已取得重大成就，但电力行业目前 仍存在着如下四大问题：效率较低，电力工业“高投入、高消耗、低效率”问题较 为突出；电源结构不合理，电力发展与资源、环境的矛盾同趋突出；电网发展滞后 于电源建设和用电需求，与国外先进水平相比，供电设施装备水平较低，供电可靠 性不高，服务质量较差：发展机制没有理顺，电力法律法规建设滞后，行业规划和 产业政策薄弱，电力供应与经济社会发展需要不够协调。这些问题都是困扰我国能 源以及电力与经济发展的关键性问题。 要实现全面建设小康社会的宏伟目标，中国经济毫无疑问仍会持续快速增长， 对电力的需求量也就越来越大。为了完成全面建设小康社会的宏伟目标，实现2 1 世纪经济、社会的可持续发展，中国电力能否支撑得起经济的快速增长，其利用效 率持续下降是特定发展阶段的短暂现象还是未来相当长时期的发展趋势，中国应该 采取怎样的电力策略以及如何适当有效的制定节能措施等等便成了我们应当深入 研究并回答的关键问题。中国电力发展战略的内容应该由主要关注电力系统的供需 平衡，转向关注电力与社会经济、环境的协调发展，电力的有效利用，以确保长期 的可持续电力发展，建立可持续的电力系统，找到一条既符合国情又与国际先进水 平看齐的中国可持续发展的电力道路是非常重要的。所以将电力与经济的关系作为 研究的课题，对其进行进一步深入的研究，对我国电力的可持续性和正确的发展具 有十分重要的作用。 此外，在电力短缺、能源资源稀缺和新的电力市场条件下，把握电力的发展与 经济周期性变化，做好科学的发展战略以避免电力总是行走在短缺与过剩不断轮回 的怪圈之中已成为实现电力系统管理科学化的重要内容。因此，对电力与经济的关 系做深入研究，为国民经济综合管理部门和电力管理部门各级领导提供决策参考有 着重要的理论意义和现实意义，有利于计划用电管理、有利于合理的制定电力工业 发展规划、有利于提高电力系统的经济效益和社会效益、有助于电力部门制定最佳 的销售策略，促进电力和经济的可持续发展，为我国做好电源和电网规划与建设工 作、做好产业结构调整提供科学依据。 华北电力大学硕士学位论文 1 2 国内外研究现状 随着国民经济的不断发展，电力需求也不断增长。电力和国民经济的关系越来 越受到人们的重视，国内外许多经济学家都对其之间存在的关系进行了研究，并通 过研究对其未来的发展进行预测，提出合理的发展策略。 电力与经济关系的研究开始于1 9 7 8 年k r a f t 的开拓工作，其对美国的g n p 与电力 消费的关系进行了研究，得出美国1 9 4 7 1 9 7 4 年期间仅存在g n p n 能源消费的单向因 果关系，此结果意味着实行能源保护政策不会影响g n p 增长。然而，a k a r c a 和l o n g 用了与k r a f t 同样的时间序列数据，但样本区间较短，却不能得出与k r a f t 类似的结 果：y u 和h w a n g 将上述研究的数据样本区间更新为1 9 4 7 1 9 7 9 年，但他们发现能源消 费与g n p 增长之间不存在因果关系，这意味着样本区间的选择可能会影响实证结果 。2 0 0 3 年诺贝尔经济学奖获得者格兰杰和恩格尔在宏观计量经济学和金融计量经 济学方面做出了很大贡献，他们分别用“随时间变化的变动性”和“共同趋势 这 两种新方法分析经济时间序列。通过格兰杰的误差修正模型和因果检验，发现经济 变量之间的内在联系乜引。该类研究后来也在英国、德国、意大利、加拿大、法国、 日本等工业国家进行( y u $ 1 c h o i ，1 9 8 5 ；e r o l 和y u ，1 9 8 7 ) ，采用的模型主要有标准 g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫正模型( e c m ) h 1 、向量自回归的多变量g r a n g e r 因果检验模型等。最近几年的实验研究主要集中在亚洲地区的电力与经济增长的关 系研究上璐1 ，女i m o r i m o t o 用j o h a n s e n 综合检验模型对泰国、斯里兰卡的电能消费、 实际收入、价格水平的关系进行了研究哺1 ，1 9 9 7 年g l a s u r e 与l e e 对南朝鲜、新加坡 的电力与经济增长关系的研究，结论是其影响是双向的n3 。最近，a s a f u a d j a y e ( 2 0 0 0 ) 用e c m 模型对印度、印度尼西亚、菲律宾、泰国的电能与经济的关系进行了 研究，得出电能、收入、价格对菲律宾、泰国来说是相互影响的。h w a n g 和g u m 对台 湾地区电力与经济的关系研究发现台湾地区存在双向的因果关系哺9 1 ，这个结果后 来也被m a s i h 验证。 2 0 0 4 年香港h l i c es h i u 与p u n - l e el a m 开始对中国大陆电力经济关系进行研 究，取得了阶段性成果，得出经济的发展对电力消费的推动不是很大，但电力的短 缺将对中国经济产生很大的影响，中国要做好电源的建设，但要优化能源结构，注 意清洁能源的采用n 叭。为了避免传统的计量回归模型中的虚假回归问题，张军教授 应用协整理论在时间序列间建立误差修正模型，其需要解决三个问题：( 1 ) 平稳性 检验；( 2 ) 协整检验；( 3 ) 建立模型的方法。当运用传统的线性回归方法求解两个相 互独立的非平稳时间序列的相关系数时，常常得到一个相关系数显著不为零的结 论。当用两个相互独立的非平稳时间序列建立回归模型时，常常得到一个具有统计 显著性的回归函数。为了解决虚假回归问题，张军利用g r a n g e r 提出的协整概念， 2 华北电力大学硕士学位论文 在两个或多个非平稳变量间寻找均衡关系，并用存在协整关系的变量建立误差修整 模型3 。李济英经过分析提出，长期看每度电的供需缺口将导致g d p 损失8 7 2 元。 并对电力短缺的原因进行了分析：( 1 ) 电力供应总量不足，而用电需求全面高涨， 是造成电力供需紧张的根本原因；( 2 ) 高耗能行业快速增长，用电结构重型化，使 电力供应对经济增长的支撑能力下降，加剧了电力供需紧张局面；( 3 ) 持续高温、 干旱和供水不足，以及电煤供应不足等原因，增加了随机性缺电；( 4 ) 决策失误与 行业垄断导致电荒n 引；还分析了全国的电力工业结构和社会用电量构成，并分别将 火电和水电发电量与g d p 间的关系进行了计量经济学分析，得出：( 1 ) 从长期来看， 每一亿千瓦时发电支撑着8 7 2 亿元国内生产总值，即每度电可以创造8 7 2 元g d p ； ( 2 ) 工业g d p 增长快于火电发电增长率，后者每增长1 ，导致前者增长2 0 3 ，火 电发电增长率增长滞后将阻碍g d p 的较大增长n 副。也有一些学者通过对历年电力弹 性系数、电耗系数对电力与国民经济关系进行分析，得出需电量增长和经济发展阶 段、产业结构、产品结构、技术进步等有关系的结论，并通过计算电耗系数变化程 度与g d p 增长率、用电量增长速度得到三者之间的关系n q n5 1 。国家电力公司动力经 济研究中心的胡兆光、方燕平利用智能工程模拟方法对我国经济发展与电力需求趋 势作了分析，得出我国当前的电力供需平衡关系很脆弱，若随经济好转而出现电力 需求的高增长，将会有不同地区不同程度的缺电现象再次出现，并从几个不同侧面， 分析今后电力的需求态势n 引。赵丽霞、魏巍贤( 1 9 9 8 ) 使用了三要素生产函数，引入 多因素分析电力经济关系进行了研究，但未考虑变量的平稳性，也没有分析变量之 间长期均衡关系n7 i 。陈书通等( 1 9 9 6 ) 仅用简单的相关性分析等统计工具，分析了9 0 年代能源与经济增长的数量不同u8 1 。林伯强引入劳动力、资本及能源对电力经济进 行分析，得出g d p 、资本存量、人力资本及电力消费之间存在着长期均衡关系n 引。 前人主要是利用标准g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫正模型对电力与g d p 总 量的关系加以分析，得出电力与经济发展成或单向或双向或无关系的方向性结论。 但是影响程度的大小，包括电力对国民经济总体以及电力对各产业的影响程度结论 还不统一，中国电力经济关系如何，电力经济价值到底有多大，有必要做进一步的 研究，为中国产业政策的制定与电力工业规划等工作提供依据。 1 3 本论文所做工作及意义 ( 1 ) 根据投入产出理论，建立国民经济各部门的直接经济效益模型、问接经济效 益模型、拉动作用分析模型、推动作用分析模型、完全经济效益分析模型，细化电力的 经济价值，对电力经济价值从不同的角度进行研究。 ( 2 ) 依据我国1 9 8 1 、1 9 8 3 、1 9 8 7 、1 9 9 0 、1 9 9 2 、1 9 9 7 、2 0 0 2 年投入产出表，对我 国电力产生的各种经济价值进行计算，分析出我国1 9 8 1 ，2 0 0 2 年电力产业各种经济价值 3 华北电力大学硕十学位论文 的概况和特点，电力产业在国民经济中所起的作用。 ( 3 ) 根据改进的r a s 投入产出预测方法，将传统公认的r a s 预测思想应用到实 例预测中，依据2 0 0 2 年投入产出表，预测出我国2 0 1 0 年投入产出表，并分析出我国 2 0 1 0 年电力经济价值的特点。 ( 4 ) 对比1 9 8 1 2 0 0 2 年与2 0 1 0 年电力经济价值的异同点，对我国电力经济价值进 行总结，得出统一的结论，为电力经济价值的研究提供新的视点和思路。 ( 5 ) 运用因素分析法，对我国电力经济价值的变化原因进行分析。 4 华北电力大学硕士学位论文 第二章投入产出法与因素分解法基本理论 投入产出分析( i n p u t o u t p u ta n a l y s i s ) 又称“投入产出法 、“投入产出技术 、“部 门联系平衡法 、“产业关联法”，是一种研究经济联系的数量分析方法，通过编制 投入产出表，综合研究国民经济各部门“投入 与“产出”的数量平衡关系。 自美国经济学家瓦西里列昂惕夫( w a s s i l y l e o n t i e f ) 约于二十世纪三十年代提 出以来，经过七十余年的实践与发展，其理论与方法日趋成熟，己成为一种研究分 析宏观经济活动、进行经济分析和预测及制定经济发展规划的基本工具。 投入产出分析法的用途主要有： ( 1 ) 对经济结构、各部门和行业之间的关系进行分析； ( 2 ) 经济预测和长期规划； ( 3 ) 研究生产成本和主要产品的价格； ( 4 ) 分析经济政策的影响。 2 1 投入产出分析法概述 投入产出分析是研究经济系统各个部分，作为生产单位或消费单位的各个部 门、行业、产品等之间表现为投入与产出相互依存关系的经济数量分析方法，是建 立在经济理论、经济分析方法与数学相结合的基础上的，是经济分析和预测的重要 方法之一，是一种全面地、定量地、深刻地了解一个经济系统内部机制的有效工具， 是进行经济平衡和规划管理的重要手段。它可以应用于分析和计量一个地区、部门 或行业的经济活动，小到一个公司或企业的生产经营，大到国际经济关系的分析， 都可以用这种方法进行分析研究。 投入产出分析的思想渊源是1 8 世纪法国重农学派魁奈( f q u e s a n y ) 的经济表。 并于2 0 世纪3 0 年代产生于美国，由美国著名经济学家瓦西里列昂惕夫( w a s s i l y l e o n t i e f ) 提出，其先后编制了1 9 1 9 年和1 9 2 9 年的美国投入产出表，1 9 4 1 年列昂惕 夫出版了第一本专著美国经济的结构，1 9 1 9 1 9 2 9 ，书中较详细的论述了投入产 出技术的基本内容；之后又进一步完善了投入产出技术的理论体系。列昂惕夫提出 了多种投入产出模型：将静态投入产出模型发展为动态投入产出模型之后，又进一 步提出了动态逆阵模型、地区间投入产出模型和世界投入产出模型。 由于投入产出分析具有科学性、先进性和实用性，自5 0 年代以来世界各国纷 纷研究投入产出分析，编制和应用投入产出表。目前，除极少数国家外，世界上大 多数国家都编制了投入产出表，并且开展了这方面的研究。投入产出分析在国际上 己成为公认的、科学的经济分析方法和常规的经济核算手段。1 9 8 8 年成立了国际投 5 华北电力人学硕十学位论文 入产出协会( i i o a ) 。经过半个多世纪的实践证明，它是一类灵活和多面的技术。在 环境保护、信息经济、人口、教育、收入分配、财务核算和国民经济核算等领域， 投入产出分析均有所扩展。 目前投入产出技术与其它经济分析方法如数量经济方法，特别是计量经济学、 数学规划方法、神经网络、数理统计和概率论等日益融合，各种经济方法在应用分 析过程中密切结合，许多学者从不同的研究领域出发，运用各种方法和手段提出了 各种投入产出模型。以至于诺贝尔经济学奖获得者剑桥大学教授r i c h a r d s t o n e 曾指 出，“投入产出的核心难以辨别”。 在我国，投入产出分析是应用较早的数量经济分析方法。投入产出体系大体上 始于2 0 世纪5 0 年代末和6 0 年代初，由当时在著名经济学家孙冶方和著名科学家 钱学森的倡导下，学术界和个别高等院校少数学者开始研究和宣传。1 9 7 4 1 9 7 6 年 期间，在国家计委计算中心的组织下，我国编制出了中国第一张投入产出表一1 9 7 3 年全国6 1 种产品的实物型投入产出表。1 9 7 9 年至今是投入产出分析在我国进展较 快和广泛深入发展时期。1 9 8 0 19 8 1 年期间中国科学院工业经济研究所试编了中国 1 9 7 9 年包含2 1 个部门的价值型投入产出表。国家计划统计部门于1 9 8 2 年编制了 1 9 8 1 年包含1 4 6 种产品的实物表和2 6 个部门的价值表，在成功的编制了我国1 9 8 7 年投入产出表之后，国家决定今后每5 年编制一次全国投入产出调查表，五年中间 通过调整系数编制全国投入产出延长表。1 9 9 8 年，国家统计局国民经济核算司和香 港中文大学亚太研究所共同合作，依1 9 9 0 年的可比价，编制了1 9 8 1 、1 9 8 3 、1 9 8 7 、 1 9 9 0 、1 9 9 2 和1 9 9 5 等六个年份的可比价投入产出表，并在此基础上，进行了5 个 方面的投入产出分析。与此同时，我国绝大多数省、市、自治区都已编制投入产出 表，还有一些中小城市、县以及地区经济开发区也编制过投入产出表。就部门而言， 农业、化工、机电、冶金、船舶兵器、纺织等编制过投入产出表。此外，我国还有 一批企业也编制过投入产出表，使企业在数据统计分析、结构调整、定额管理、计 划平衡、效益评价、规划预测等项工作上取得了显著效果。 2 2 投入产出分析基本理论 投入产出分析中的投入，是指经济活动过程中的各种投入( 包括中间投入和最 初投入) 及其来源。比如，国民经济各部门在产品生产和服务过程中的中间投入( 又 称中间消耗) ，包括产品生产所需的原材料、辅助材料、燃料、动力及各种服务。 最初投入是指增加值等各要素的投入，包括固定资产折旧、劳动者报酬、生产税净 额以及营业盈余。从广义上而言，投入还包括经济活动过程中对固定资产、流动资 产、自然资源和劳动力等的占用。 6 华北电力大学硕士学位论文 投入产出分析中的产出，是指经济活动的成果( 如得到一定数量的某种产品或 劳务) 及其分配使用的方向( 包括中间使用和最终使用) ，如用于生产消费( 中间产品) 、 生活消费、积累和净出口等( 后三者总称为最终产品) 。中间使用是指经济系统各部 分，如国民经济各部门所生产的产品被用于中间消耗的部分产品；最终使用是指被 用于最终消费、资本形成和净出口的产品。在商场经济的条件下，经济系统各个部 分之间投入和产出的相互依存关系表现为商品交换关系，即作为商品的购买者、作 为资源的占用或使用者、作为销售者等的相互关系。 投入产出表的结构如下所示： 表2 一l 投入产出表 产出 中间使用 最终使用 总 合合 产 部门1 部门2 部门n固定资产更新 积累 消费 授久 计计出 部门1x 1 1 x 1 2x i ow ly lx l 生 部门2 x 2 lx 2 2 x 2 “w 2y 2x 2 产 - 部 部门n x n lx n 2 x n nw 。y 。x 。 门 合计 c lc 2 c 。cyx 固定资产折旧 d ld 2d n d 增 劳动报酬 v lv 2 v n v 加 社会纯收入 m lm 2 m n m 值 合计n ln 2 n n n 总投入x 1x 2 x 。 x 投入产出表将国民经济分为刀个部门，x i 表示第，部门生产中使用的第i 部门 产品的数量( 或价值) ；y i 表示第f 部门提供的最终产品量；磊表示第，部门的固定 资产折旧；h 表示第，部门的劳动报酬量；m j 表示第，部门创造的社会纯收入；批 表示第，部门增加值的合计；x 表示第i 部门的总产量或总产值。 投入产出表中，每个部门提供各生产部门消耗的中间使用与提供的最终使用的 总和等于该部门的总产出。即： x + z = x i ，( f = 1 ，2 ，刀) 公式( 2 1 ) j = t 每个部门生产中的中间消耗与增加值的总和，等于该部门的总投入。即： 7 华北电力大学硕士学位论文 x 。+ n ，= x j ，铲1 ，2 ，1 ) 公式( 2 2 ) i = l 而各部门的总投入等于总产出。 根据投入产出表和平衡数学模型可以得到以下主要的分析系数： ( 1 ) 直接消耗系数 直接消耗系数，即每生产单位数量的产品消耗的f 产品的数量，一般用口i j 表 示。其计算公式为： x “ 。葛 公式( 2 - 3 ) 由直接消耗系数组成的矩阵，称为直接消耗系数矩阵，记为彳= ( 口j j ) n n 。 ( 2 ) 完全消耗系数 部门对f 部门产品的完全消耗系数，为单位数量的第歹部门的最终产品所直接 消耗的第i 部门产品的数量与全部间接消耗量的总和，一般用表示，由完全消耗 系数组成的矩阵称为完全消耗系数矩阵，记为召= ( b i j ) n x n 。 = + 日j ，! ， ( f ，j = l ，2 ，刀) 公式( 2 - 4 ) 埘= l 式中，朋表示中间产品，第3 项表示通过朋中间产品形成的第部门产品对第 i 部门的全部间接消耗。 将式( 4 - 4 ) 写成矩阵形式： b = a + b a b = a ( i 一彳) = ( ，一，+ 彳) ( ，一彳) - 1 = ( i 一彳) 一一( ，一么) ( ，一彳) 叫 从而得到 b = ( ，一彳) 一一，公式( 2 - 5 ) 其中，j 为单位矩阵。 ( 3 ) 列昂惕夫逆系数( 完全需要系数矩阵) 列昂惕夫逆系数矩阵记为： b = ( j 一彳) 叫公式( 2 6 ) 此矩阵与完全消耗系数矩阵的差别是多了一个单位数量的本部门产品的最终 产出，反映了生产一个单位最终产品的完全需求，故又称为完全需要系数矩阵。 8 华北电力大学硕士学位论文 ( 4 ) 感应度系数 感应度系数蜀反映国民经济各部门每增加一个最终使用时，第i 部门由此而受 到的需求感应程度，即需要该部门为其他部门生产而提供的产出量。计算公式为： 瓦 e l = _ 上o ( i = 1 ，2 ，刀) 公式( 2 7 ) ， 1n疗 。 寺i = l 荟万 其中，b u 为完全需要系数矩阵曰的元素，反映为增加单位数量的第_ 部门的最 终产品而对第i 部门产品的完全需要量。式( 4 7 ) 的分子表示国民经济各部门每增加 单位数量的最终产品时，对第f 部门产品的完全需要量的总和；分母表示国民经济 各部门每增加单位数量的最终产品时，对各部门的需求增加的平均值。e i 1 时，表 示国民经济各部门每增加单位数量的最终产品时，第i 部门所受到的感应程度( 即 分子完全需求量增加总额) 高于社会平均感应度水平( 即分母部门平均完全需求量 增加额) 。 2 3 投入产出预测方法 利用基年的投入产出表进行长期预测时，关键是确定预测期内的直接消耗系数 矩阵。任何一个系统的功能和结构都是处在变化之中的。社会经济系统更是一个复 杂多变、因素众多的系统。在编制“i o 表中，直接消耗系数的确定关系到“i o 表的精确程度。 引起直接消耗系数变化的主要原因如下： ( 1 ) 高新技术的引入 引人高科技和新技术可以直接降低物质的单耗，例如，企业采用新型节能锅炉， 可使产值耗能下降；企业使用先进高技术设备，可以提高成品率，也同样降低单耗。 ( 2 ) 产品结构变化 由于投入产出表中的每一个部门包含有很多同部门不同种类的产品，而产品种 类不同，消耗结构不同，如造纸工业，有的是利用毛竹做原料，有的又是桔杆、笋 片等为原料一投人产出表不可能将部门划分得同产品种类一样细，但又要体现各部 门特征，因此，要了解各部门未来可能向哪一方向发展，即了解发展趋势。如果只 从表面的特征数字上做文章，就很可能违背未来的发展趋势。 ( 3 ) 物质替代 物质替代是经济发展的客观规律，工艺改革或原材料新用途的发现或新材料的 发明，也经常影响产品的消耗结构一例如机械产品中新型工业塑料零件取代金属零 9 华北电力大学硕十学位论文 部件，引起对化工产品消耗的增多；各行各业寻求廉价原材料代替昂贵原材料；农 业机械化水平不断提高；建筑设施钢筋结构的普及等等，都在不断影响各部门产品 的消耗构成。 除以上几点之外，人的主观因素、科学管理水平、行业合理布局等，都将影响 到直接消耗系数的变化。 因此，应对直接消耗系数矩阵a 随生产的技术、经济和自然等因素的变化而加 以修订，以使投入产出模型更好地符合客观实际。 修订的方法通常有：( 1 ) 专家调查法；( 2 ) 重点系数修订法；( 3 ) 时间序列法；( 4 ) 平均增加倍率法；( 5 ) 矩阵摄动法；( 6 ) r a s 法及改进r a s 法。r a s 法以及改进的 r a s 法在投入产出预测中占有十分重要的地位，我国投入产出延长表即用改进的 r a s 方法进行编制。本文重点也将介绍并应用投入产出方法的思想进行投入产出表 的预测。 2 3 1 传统的r a s 法 设已知基期和现期的两个直接消耗系数矩阵分别为a 。= ( a ：) 。和a = ( a i j ) 。 r = 。s = & 。s。 毛 。，s ； 。公式( 2 - 8 ) 由此计算出替代乘数r i 和制造乘数s i 的每年平均变化率如和s ；，将其延伸可 华北电力人学硕+ 学位论文 推算出预期的第t + k 期的直接消耗矩阵。由此可以看出r a s 方法的关健就是求r 和s 。 根据式( 2 9 ) 可得：a 6 = r i a l s ，i ，= 1 , 2 ，刀。 上式为r i 和蜀应满足的方程，式中共有以2 个方程，而未知数仅为2 甩个，求解 此方程组。求解的方法都是根据该式确定2 以个方程，并据此求出2 刀个未知元素。 显然，对于确定出的不同的2 刀个方程，所得到的解往往是不同的，或者说不是唯 一的。 设现期总产值向量为x = ( 五如，l ，) ，最终需求产品向量y = ( y l , y 2 ，l ，y 。) ，设 现期中间使用列和向量为u = ( “。，“：，l ，u n ) r ，行和向量为v = ( m ，v 2 ，l ，) 7 。又设现期 投入产出系数矩阵a = ( ) ，根据r a s 法的基本假定，有：a = e , a s ，根据投入 产出表可以得到： = _ = r f l 。o s j x j 匕= 乃_ = r ，a 。u s j x i i = 1i = l f ，歹= l ，2 ，行 公式( 2 1 0 ) r 和s 的求解是一个迭代的过程，该过程可以用下面的式子来表示： ，；1 = 士 o 一 ，= 1 _ 1 = 士 ，；1 以 i = l 2 = 下土一 一茑0 砖 j = l 公式( 2 11 ) 公式( 2 1 2 ) 磊 上喇 了汹 i i 华北电力大学硕士学位论文 ：! l 一 彳卅l 彳夸；l 。1 公式( 2 1 3 ) s ! ：1 2 一 矿l 鸭io ，s ，ils j k q 巧= r 1x lxr k i = 1 2 ，n 公式( 2 1 4 ) o = 砖x l 一= l ，2 l ，疗 公式( 2 1 5 ) r a s 修订法程序实现很简单，它的局限主要在于：它是建立在直接消耗系数的 变动仅来自两个方面的影响这一基本假设之上的，而在实际经济中，影响直接消耗 系数变动的因素有很多。另外使用它的前提是已知现期各个部门的中间使用合计和 物耗合计，而在许多情况下各个部门中间使用量无法获得。该方法本质上是一种迭 代修正方法，对于缺少数据的情况，r a s 法无法体现其优越性。 对传统r a s 方法随后的研究主要针对r a s 方法求解的数学特性，包括解的存 在性、唯一性和迭代的收敛性。尽管这些数学方法取得了进展，但该方法在具体应 用中仍然存在一系列问题。众多研究表明，绝大多数，特别是相邻年份，投入产出 系数渐进的情况下，修订的r a s 方法比原方法提高了估计的精度。 2 3 2 改进的r a s 法 目前外推延长表，国内外通用的方法是修订的r a s 方法。这种改进的r a s 可 以提高运算的精确度。我国投入产出延长表的编制也是采用修订的r a s 方法，先 利用新的资料对重点系数进行修订，再采用r a s 方法对非重点系数进行综合调整。 修正直接消耗系数的r a s 方法也是在1 9 6 0 年前后的英国剑桥大学，由英国著 名经济学家斯通( s t o n e ) 及其助手在原r a s 的方法上，首次提出的。其重要思路是 确定直接消耗系数中的主要元素，然后对主要元素加以修订修正。把这些系数排除 在调整过程之外，其他条件同简单r a s 方法。 确定主要元素目前实际中常用的方法如重点系数修订法、消耗系数权重法等都 只考虑了直接消耗系数矩阵a 所提供的信息，即仅考虑直接消耗系数的相对大小， 而未考虑各系数之间存在的关联影响作用。有的文献根据直接消耗系数的变动对完 全需要系数矩阵的影响程度，提出了一种修订直接消耗系数的矩阵摄动分析方法， 该方法考虑了直接消耗系数之间的关联影响，是一种比其它方法更为有效地确定主 要元素的方法。但矩阵摄动分析方法实际上是一种一阶微分近似方法，当直接消耗 系数变动较大时，其对完全需要系数矩阵影响程度的估计误差可能增大。本文对直 1 2 华北电力人学硕士学位论文 接消耗系数的修订问题进行了进一步研究，确定了精确确定主要元素的方法，该方 法是矩阵摄动分析方法的进一步推广。具体方法如下所述： 考虑力部门投入产出模型，其直接消耗系数矩阵a = ( ) 。假定直接消耗系 数a i j 变动勉其变动将影响完全需要系数矩阵( ，一么) 。1 元素的取值。由于完全需 要系数矩阵在投入产出模型的计算中至关重要，因此，若完全需要系数的变动较大， 即完全需要系数对a i i 的变动敏感，则a i j 就应作为主要元素加以修订；反之，明j 无 需修订，以节省人力、财力和时间；或者根据传统r a s 方法进行修订。这一确定 主要元素思路的关键在于确定a i i 变动对( ，一么) 一的影响程度。 定理1 若直接消耗系数矩阵彳的元素a i i 变动血面，其余元素保持不变，则完 全需要系数的变动量a b 为： 百： 全兰! 一 1 - a a + j b o b l j b j l b 2 j b j l m b n j b j l b l j b j 2 b 2 j b j 2 m b m b j 2 人b l j b j 。 人b 2 j b j 。 mm 人b j b j 。 公式( 2 1 6 ) 由于完全消耗系数矩阵b = ( ，一彳) 一i ，因此，该式的完全需要系数矩阵变动 量也是完全消耗系数矩阵的变动量，这两个系数矩阵在投入产出模型的应用中起着 关键的作用。 由直接消耗系数的定义，彳为非负矩阵，且( ，一么) 一= 罗a ，因而，也为非负 矩阵。由( 2 1 6 ) 式可知，b 矩阵各元素的变动量符号相同亍。如果用z i 表示所有元 素变动量之和，则z j 可用以度量a i j 的变动对完全需要系数的总体影响。显然，可 以得到： 驴喜喜小击喜喜晒2 去c 扣c 扣公式( 2 - 1 7 ) 为： 式中，i 和i 分别为完全需要系数矩阵的第i 列和第行元素之和，记 k = ll = l ( 2 1 7 ) 式可重新写为： s ；= i k = l s ：y 瓦 j-一j l = l 1 3 公式( 2 1 8 ) 公式( 2 。1 9 ) 华北电力大学硕+ 学位论文 公式( 2 - 2 0 ) 若口i j 变动较小，a a i b j i 可以忽略，上式简化的结果，即j 。= a s i s ：。另外，当 如的值为负时，可取也的绝对值度量a i j 变动对百矩阵的总体影响。为了合理比较 各直接消耗系数变动对完全需要系数的总体影响程度，可以假定各直接消耗系数具 有同样的相对变动率，即 k ：幽q ，a 5 这样( 2 - 2 0 ) 式可写为： 中南? s j 公式( 2 2 1 ) 公式( 2 2 2 ) 上式中分子去掉k ，不影响比较结果，综上，我们可以得到如下定理。 定理2 直接消耗系数a i i 变动对完全需要系数矩阵的总体影响程度可以用下式 表示： j ；：受坠 公式( 2 3 ) 2 - 2 3j ：= 七公式( u 1 一k a i i b i i 由定理2 可见，z j 越大，表示完全消耗系数矩阵对仍j 变动越敏感。因此，应 以z i 的大小排序，以确定直接消耗系数的主要元素。显然，按( 2 2 3 ) 式计算结果 排序确定主要元素的方法不但考虑了a 矩阵提供的信息，也包含了( ，一彳) 。矩阵提 供的信息，即考虑了直接消耗系数之间的关联影响作用。 主要元素确定之后，改进的r a s 方法将主要元素的位置填补为0 ，再根据传统 的r a s 方法，计算出其他的直接消耗系数。由此可见，改进的r a s 方法与传统方 法的不同之处就在于确定出关键的消耗系数，这对提高投入产出方法的预测准确性 有着至关重要的作用。 2 3 3r a s 方法的检验 在估计投入产出表时，有r a s 方法和黑田方法两种可供选择的方法。黑用方 法的原理是构建直接消耗系数估计误差的二次函数，然后取其极小值，采用的是数 学上求极值的拉格朗日乘数法，所以该方法实际上是拉格朗日待定系数法。可以证 明在一定条件下该方法近似于r a s 方法，可以看作是对r a s 方法的一种验证。 生成投入产出序列表时首先要确定基年表，在已知各年部门中间总投入和中间 1 4 华北电力大学硕士学位论文 总产出的约束条件下，使得系数估计的误差达到最小。若构成比例未知，可以假设 构成比例不变，根据基年表数据直接估计。用数学方法描述误差最小化估计方法： 给定数据k ( f = 1 , 2 ，n ) 和弓( 户1 , 2 ，m ) ，估计矩阵b ( nx m ) 。设b 的元素为k ， 虽然矩阵b 或未知，但矩阵b 的约束条件已知： 鬈= ，( f = l 2 ，1 ) 公式( 2 2 4 ) = l 乙= ，( = 1 ，2 ，朋) 公式( 2 2 5 ) i = 1 假设a 为对应于b 的基期矩阵，a 的元素巧已知。由基期数据定义以下两个 系数勺和勺。 勺= 萼朋乩崩川川 公式( 2 - 2 6 ) 勺= 鲁一乩属川川 公式( 2 - 2 7 ) 为了根据已知的k ，乙，e o 和c ：f f 估计b 中的，并使得估计误差最小，建立 如下的加权二次目标函数： q = 三莩手c 等吲2 嘞+ 圭莩莩c 鲁吲2 吩 公式协2 8 ) 式中，w o 和吻是目标函数的权重。因此，对的估