（应用数学专业论文）基于ahp和灰关联分析方法的粮食安全预警系统研究.pdf

摘要 2 0 0 8 年1 月那几场大雪让中华民族的伟大凝聚力再一次得到了验证。在举 国上下万众- - , b 抗击冰冻雪灾的同时，人们渐渐也意识到如果事先有所防备该有 多好啊! 居安思危，这短短四个字所蕴含的现实意义是不分时间和空间的。由此 引申到关系国计民生的粮食问题，我们更要引以为是。去年年底到今年年初，粮 食安全的警钟再次在全球敲响。联合国粮农组织称，全球粮价上涨已经在3 7 个 国家引起粮食危机。粮食安全和次贷危机并列成为当今世界热点话题。从中国粮 食供需总体态势看，我国有1 3 亿人口，对于这样一个人口大国、粮食消费大国 来说，解决粮食问题必须始终坚持基本立足国内的方针。因此，中国目前急需建 立一套科学完善的安全预警系统。 论文正文共五章，具体内容安排：第一章介绍了预警问题的提出和本文的 研究思路和方法；第二章介绍了粮食预警的研究现状和本文指标体系的建立依 据；第三章介绍了灰色关联分析法及应用；第四章提出了粮食预警系统并对我 国的现状进行实证分析；第五章：对本文进行总结，提出一系列解决措旌，并 对未来工作进行了展望。 关于粮食安全预警相关研究的文章浩如烟海，一方面为本文提供了大量的参 考资料，但同时又使得研究较难突破。本文试图从经济统计的一般原理出发，突 破这一范式。主要创新之处在于：综合运用层次分析方法建立综合粮食预警模型， 结合应用灰色关联分析方法，确定权重。对国家粮食安全问题作系统研究以剖析 我国粮食安全的内涵、现状和水平，澄清在粮食问题上的一些片面认识，并力图 找到确保我国粮食安全的一些对策和措施，旨在为我国农业的发展，确保粮食的 基本自给，供求平衡提供理论指导。研究结果表明：该模型得出的结论与实际情 况基本一致，可以用作预警监测。 关键词粮食安全；预警系统；层次分析法；灰关联分析 a b s t r a c t n e g r e a tc o h e s i o no f 也ec h i n e s en a t i o nh a sb e e nv e r i f i e do n c ea g a i nb yf i g h t i n g t h a th e a v ys n o ww h a th a p p e n e di nj a n u a r y2 0 0 8 w h e nt h ew h o l ec o u n t r yw a s f i g h t i n ga g a i n s ts n o w s t o r m ，p e o p l eh a v eg r a d u a l l yr e a l i z e di ft h ep r e p a r e d n e s sc o u l d b ed o w n , i tm i g h tn o tb es ob a d ! b ev i g i l a n ti np e a c et i m e ，t h i ss h o r tt e r mi m p l i e d p r a c t i c a ls i g n i f i c a n c er e g a r d l e s so ft i m ea n ds p a c e e s p e c i a l l ya b o u tt h eg r a i n p r o b l e m ，w eh a v et ot h i n kt h a tw i t hy e s f r o mt h ee n do fl a s ty e a rt oe a r l yt h i sy e a r ，f o o ds e c u r i t yp r o b l e mt h ea l a r m e dt h e w o r l do n c ea g a i n f a os a i dt h a tw o r l dg r a i np r i c e sl o s ei n3 7c o u n t r i e sh a v ec a u s e d t h ef o o dc r i s i s g r a i ns e c u r i t ya n dt h el o a n - t o - c r i s i sh a v eb e c o m eh o tt o p i c si i o w c h i n ah a sap o p u l a t i o no f1 3b i l l i o n , f o rs u c hal a r g ep o p u l a t i o n , g r a i nc o n s u m p t i o n f o rt h ec o u n t r yt os o l v eg r a mp r o b l e m sm u s ta l w a y su p h o l dt h eb a s i cp r i n c i p l eo f r e l y i n go nd o m e s t i c ，a n de n s u r et h a ta c e r t a i na m o u n to fi n v e n t o r y ，a n dt h en e c e s s a r y f o o ds e l f - s u f f i c i e n c y g r a i ns e c u r i t yi sak e yp a r to fn a t i o n a le c o n o m ys e c u r i t y i nt h i sp a p e r t h em a i ni n n o v a t i o ni st h ei n t e g r a t e du s eo ft h ee s t a b l i s h m e n to fa c o m p r e h e n s i v el e v e lo fa n a l y s i so fg r a i nw a r n i n gm o d e l sc o m b i n e dw i t hg r e y c o r r e l a t i o na n a l y s i st od e t e r m i n et h ew e i g h to fn a t i o n a lg r a i ns e c u r i t ys y s t e m 1 1 1 e s t a t u sq u oa n dt h el e v e lo fc l a r i f i c a t i o ni n 蛐o nt h en u m b e ro fu n r e a s o n a b l e u n d e r s t a n d i n g , a n dt r y i n g t of i n ds o m eo fc h n a sf o o ds e c u r i t ys t r a t e g i e sa n d m e a s u l t sa i m e da tc h i n a sa g r i c u l t u r a ld e v e l o p m e n tt oe n s u l tt h a tt h eb a s i cf o o d s e l f - s u f f i c i e n c yi nt h es u p p l ya n dd e m a n db a l a n c et op r o v i d et h e o r e t i c a lg u i d a n c e t h er e s u l t ss h o wt h a t ：t h em o d e lo ft h ec o n c l u s i o n sr e a c h e db a s i ca g r e e m e n tw i mt h e a c t u a ls i t u a t i o n , a n di tc a nb eu s e df o re a r l yw a r n i n ga n dm o n i t o r i n g k e yw o r d s ：g r a i ns e c u r i t y ，w a r n i n gs y s t e m ，l a y e ra n a l y s i sm e t h o d ，g r e y - r e l a t i o n 玎 学位论文独创性声明 本人郑重声明： l 、坚持以。求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3 、本论文中除弓f 文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外。不包含其他人或其它机构已经发 表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。 作者签名： 日期： 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定，学校 有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸 质版i 有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书 馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论 文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名盐园 日 第l 章前言 对于一个拥有十几亿人口的大国来讲，粮食安全问题始终是一个永恒的话题，尤其是在 我国加入w t o 之后，粮食安全问题更是与国际农产品贸易紧密联系在一起，而成为一个随时 面临各种不确定性，随时需要确定应对策略的重要领域。是历来学术界及政府部门关注的焦 点。经济转轨的时代背景以及国际环境把粮食安全问题推到了一个更加重要的地位，而这正 是本论文研究的基本出发点。 1 1 问题的提出 众所周知，粮食是安天下的战略物资，是人类赖以生存和社会发展的重要基础，确保国 家粮食安全，乃是构建国家安全总体战略、构建和谐社会的基本前提。胡锦涛同志指出：我 们要始终牢记，我国有1 3 亿人口，保障粮食安全必须立足于国内。我国是发展中的农业大 国，耕地仅占世界1 0 ，而人口却占世界的2 2 ，十几亿人的粮食问题始终是头等大事。粮食是 关系国计民生和社会稳定的特殊商品，是实现人的生存权的基本保障，如果生存权得不到保 障，人在社会中的其他权利便无从谈起，建设和谐社会也失去了根基。在市场经济中，价格反 映商品的基本供求关系与一般商品不同的是，粮价不但反映粮食的总供需关系，同时它更是 衡量粮食安全水平的指标由于一些长期困扰世界粮食安全的因素依然存在，粮食供给与人 口增长的矛盾日益突出，粮食安全问题已经成为各国政府和国际社会高度关注的重大战略问 题。 中国是世界上人口最多、粮食消耗量最大的国家。随着经济社会发展、人口增长和人民 生活水平的提高，中国不仅对粮食的需求量会相应增加，对粮食的质量、粮食获得的稳定性 的要求也更高，而增加粮食产量的困难在加大，耕地资源减少豹势头难以逆转，水等资源短 缺的压力进一步增大。中国的粮食安全问题一直是中国政府和社会高度重视的战略问题，也 是国际社会十分关注的问题。保障中国的粮食安全，事关中国的稳定与发展，对世界粮食安 全保障也具有十分重要的意义。保障粮食安全是我国政府对全世界的庄严承诺，鉴于此，我 们从政策层面提出了确保粮食安全的基本方针立足国内资源，实现粮食基本自给，保持粮食 供求大体平衡，立足保护和提高粮食综合生产能力，稳步提高粮食生产水平立足调动农民种 粮积极性，切实保护种粮农民利益。 1 2 研究思路 虽然我国的粮食安全工作成绩斐然，但面临的困难和存在的问题依然不少。纵观现状在 特定时期内，一方面，梢费者为满足其生理和健康的需要，对粮食的需求基本上不会随着粮 食价格的涨落而变动，缺乏价格弹性。另一方面，由于褴食生产的周期较长，粮食生产对市 场价格变化的反应滞后，供求双方对价格均缺乏弹性，使粗食市场价格的变化存在不稳定性， 也使特定时期内协调粮食供求差系并达成市场均衡显得十分圃难。从长期看，受气候变化的 影响加上土地和水资源短鳗的限制增加了粮食生产增长的不确定性。在中国，随着人口 的不断增长，粮食需求的增长是不可避免的，如何确保稂食安全，在增加国内粮食生产的基 础上，灵活、合理地运用贸易手段实现国内粮食安全，一直是理论界和决策部门高度重视的 一个重要问题。 对中国粮食安全问题的讨论早己为国内外许多学者和政策决策者长久关注，长期以来 关于中国粮食安全问题的讨亡苦，焦点集中在中国是否有足够的能力养活国内众多的人口即 与中国的粮食生产靠皂力相关的粮食供给安全问题。在国内许多学者都长期关注于此，取得了 一系列研究成果。这些研究学者提出诸多解决中国粮食安全问题的策略选择，龙昆玲等对此 进行了系统的综述，主要观点有： ( 1 ) 自给自足。这种观点认为，我国在农业资源、生产技术方面，粮食增产有根太的潜 力资源方面有很大潜力。目前我国农业科技转化率低，科技进步对粮食增产的贡献率较低。 固此，我国应不断完善有利于农业厦粮食生产发展的政策，切实增加农业投入，充分挖掘资 源潜力使我国在 口增长、经济发展豹世纪保持粮食安全，中国如果大量进口粮食可能 就要受制于人，国家粮食安全受到威胁。出于政治方面的考虑，强调自给自足是这种观点的 重要论据。但采取该方法谆观点我国的生态环境压力太大，社会，经济可持续发展将受到威 胁，不合理经济上的不合理性显见 ( 2 ) 自由贸易。这种观点认为，我国粮食增长除受耕地、泼水等资源因素限制外，迁受 到社会经薪条件的限制首先是我国农业 口盘多户均土地经营规模小，农业回报率低，政 府碓以采取措施保护比较利益偏低的农业及粮食生产。但主张在保证口粮自给的前提下，扩 2 大进口，在国家独立和安全方面将种下隐患同时，将推动国际粮食市场价格上涨，这会对一 些粮食生产不足、外汇支付能力有限的发展中国家造成困难。 ( 3 ) 提价刺激生产。此方法的效应是短期的，在贸易自由化趋势下今后无法用持续提 价来刺激粮食生产。此外，今后工业化过程中资金紧张状况将一直很突出，农业进一步发展 受到严重制约。 1 3 本文的研究方法 本文运用经济统计的一般原理，试图对国家粮食安全问题作系统研究，旨在为我国农 业的发展，确保粮食的基本自给。供求平衡提供理论指导。本文研究的逻辑思路：首先分析 新形势下我国粮食安全内涵包括的基本点，在此基础上阐明建立“粮食安全体系”是我国 在新形势下粮食工作的指导方针，是在粮食问题上一种新的思路。紧接着剖析我国粮食安 全的现状和水平及其潜伏的不安全因素，最后系统地探讨确保粮食安全的主要对策和措施。 根据这一思路，本文将采用以下方法进行研究。 ( 1 ) 定性分析和定量分析相结合。本文侧重于定量分析，充分阐明国家“粮食安全” 内涵、现状与潜在危机以及确保国家粮食安全的对策和措施。间或运用定性分析方法对相 关问题进行描述和实证分析。 ( 2 ) 运用系统分析法。本文把粮食问题放在经济全球化这个大范围，放在经济、社会、 政治这个大系统中来进行研究，以强调粮食安全问题不仅要从国内考虑，还要从世界范围 来考虑，粮食问题不仅是个经济问题，还是个社会问题和政治问题。并且，在具体分析粮 食安全的内涵、粮食不安全因素、粮食安全的对策、措施时都是采用系统分析法进行分析。 3 2 1 研究背景 第2 章“粮食安全 的理解 粮食问题今天已是一个带全球性的问题。我国豹当代领导人多次强调：“粮食生产事关 全局”，是稳定民心安天下的大事。指出“要高度重视保护的提高粮食生产能力，建设稳定 的商品基地，建立符合我国国情和社会主义市场经济要求的粮食安全体系。确保粮食供求基 本平衡”。如果农业和粮食一旦出现问题，将会影响整个经济全局，国民经济的良好发展势头 就可能发生逆转，几年也缓不过气来，并且若中国粮食问题解决不好，还会波及整个世界粮 食问题，给世界粮食问题带来威胁。2 0 0 1 年我国政府发表的中国粮食问题，明确表示中 国能够靠自己的历来那个实现粮食基本自给，这是我国政府解决粮食问题的基本方针，也是 实现粮食安全的总的目标。可见，中央早已认识到新形式下，确保粮食安全的重大政治、经 济意义。 对中国粮食安全问题的热烈讨论，发端于美国莱斯特布朗先生“谁来养活中国”一文。 在此文发表后很短的时问内，美国著名经济学家认为，布朗的研究结论是错误的，中国人能 够自己养活自己中国无论现在还是在可预见的将来，都不会对世界粮食供给构成威胁随着时 间推移中国可能进口大量粮食，但这不会给世界带来灾难。 其它一些国外农业经济学家也对布朗的观点进行了批评。国内学者也从多个角度回答了 布朗先生的问题。林毅夫主张通过选择科研优先顺序，优化科研资源配置。依靠科技进步， 提高单产来保障粮食供给。中国农业科学院农业经济研究所提出通过稳定面积，主攻单产， 调整结构。完善市场的办法，提高中国粮食增产的潜力，满足国内日益增加的粮食需求。黄 季馄和罗斯高则从粮食增产的动力和粮食需求的推动力出发，研究认为技术创新是中国粮食 增长的动力，城市化、市场化和收入增长是粮食需求变动的根本原因。 对中国未来粮食供需的预测表明，中国会导致世界面临饥饿的观点缺乏科学和现实依 据。其他学者还从中国粮食生产基本政策的着眼点一自给自足以及粮食贸易进出口状况等多 方面对中国粮食的安全问题进行了广泛讨论。 4 从2 0 0 4 年到2 0 0 7 年，我国粮食生产成功实现连续4 年总量增加，取得了重大突破，扭 转了前些年面积下滑、总产下降、单产徘徊的局面。从需求看，虽然粮食连年丰收，总产恢 复到1 万亿斤。但仍产不足需。随着经济与社会的不断发展，全社会对粮食需求的总量增长 是绝对的。但是从粮食供给方面看，制约产量增长的因素仍然比比皆是，大体包括以下几个 方面： 人的因素。根据粮食白皮书预测，我国的人口增长惯性将持续到2 0 3 0 年左右，届时中 国人口可能将达到1 6 亿的峰值，每年人口净增约1 1 0 0 万。一方面，人口数量的绝对增加 直接导致粮食需求总量的增长。但另一方面。人口结构的变化却反过来制约着粮食生产。随 着工业化进程的加快，我国农村的青壮年劳动力中的相当一部分选择了进城务工经商，留在 农村的大多是缺乏劳动能力、文化水平不高的老弱妇孺。这便产生了农业生产劳动力投入不 足、劳动生产率下降、农业科技推广难的问题，不但农业粗放经营的状况难以扭转，很多土 地甚至直接被抛荒，这种情况必然影响到粮食的稳产和增产。 地的因素。耕地在我国农业乃至整个国民经济和社会发展中有着不可替代的基础性作 用。同时，还具有重要的社会价值。“民阻食为天，地为粮之本”，耕地是粮食生产的载体， 是粮食安全的根本保障。“为政之要，首在足食”，这是历代治国安邦的经验。“人多地少” 是我国面临的客观发展条件，随着人口数量增长和城市化进程的加快，这种局面不但难以 改变，反而在加速发展。截至2 0 0 7 年底，我国粮食耕地面积为1 0 5 5 3 0 万公顷，比2 0 0 6 年末净减少1 5 9 万公顷，与l o 年前相比减少了7 3 8 2 万公顷。虽然2 0 0 7 年我国耕地面积 减少速度趋缓，但是其中一个主要原因是生态退耕和灾毁耕地的大幅减少及农业结构调整 净减耕地大幅下降。考虑到这样的因素，我国耕地保护形势依然严峻。历史经验表明，过 去曾不止一次地设定过耕地总量底线，却还是一次次地失守。 为了确保粮食安全，中央早已明确提出1 8 亿亩是必须保障的耕地底线。但城镇建设、 基础设旖建设，生态环境建设都要占用大量土地，预测到2 0 0 8 年我国耕地面积将减至 1 8 2 0 5 5 亿亩，按此趋势发展，到2 0 1 2 年我国耕地面积1 8 亿亩存量底线将有失守的危险。 因此，切实加大耕地保护力度，刻不容缓。根据目前的发展速度，虽然国务院对所有占用 耕地的建设项目都提出了明确的耕地补偿要求，但全面落实最严格的耕地保护制度仍然是 5 一项非常紧追的任务。 环境因素。目前，我国粮食生产靠天吃饭的局面还没有根本改变。据农业部种植业管理 司的官员表示，随着全球气候变暖，气候对农业生产的影响将越来越大，农业自然灾害总 体呈加重趋势。不但气候变化引起的洪水和干旱等极端天气会影响粮食产量，异常天气还会 给粮食的储存和转运带来不利影响。春节前夕我国南方雨雪天气给人民基本生活保障造成的 极大困扰就是最生动的体现。 我国本来就是水资源贫乏的国家，人均可利用水资源量仅为世界平均水平的i 4 ，并且 年度间、区域间分布根不平衡。每年农业灌溉缺水3 0 0 亿立方米，8 亿多亩灌溉农田中约有 1 亿亩得不到有效灌溉。每年我国因干旱损失粮食占各种农业自然灾害损失粮食的6 0 。 中国气象局的专家表示，气候变暖后蒸发量相应加大，如果降水量不明显增加，将会使 我国农牧交错带南扩。农牧交错带南扩将导致沙漠化土壤的面积增加，从而使实际可用耕地 进一步减少，这对我国的粮食安全无疑构成了重大威胁。 2 2 粮食安全的含义 何为q 哀食安全”? 这是一个不断丰富、充实和深化的概念。人们往往因为所处时代的不 同、国家不同、经济发展水平不同而赋予“粮食安全”不同的内涵。目前，我国所面临的“粮 食安全”问题，无论就背景还是就性质而，都不同于一般的发展中国家，更不同于发达国家。 简单地套用f a o 的定义是不完整的，应结合我国实际。在理解联合国粮农组织关于“粮食安 全”定义的基础上，对新形式喜爱我国“粮食安全”的内涵作具体分析。我国的国情和粮情决 定，我国的“粮食安全”是一个包括“国家粮食安全”、“家庭粮食安全”、椎食营养安全”三方 面或三个层面的完整概念。这三者互相关联，互为统一体，其中“家庭粮食安全”是国粮食安 全的基础。同时它是粮食安全的基本目标；镶食营养安全”是粮食安全的最高层次，是一国 粮食安全的最高追求目标：“国家粮食安全”即意味着国家掌握粮食主动权，它是家庭粮食安 全、粮食营养安全的保证，在三个层面的粮食安全中局域至高无上的地位。 我国是一个社会主义国家，有着世界第一人口大国的国情出发，我们必须从国家粮食安 全的角度，来分析把握粮食安全的内涵，其基本点包括： ( 1 ) 保护和提高我国粮食生产能力，确保粮食基本自给水平。我国的国情和粮情决定，“立 6 足于国内资源，实现粮食基本自给，供求平衡”，是解决我国粮食问题，确保粮食安全的战 略方针。由于我国拥有世界人口的1 4 ，粮食安全需求的计数太大，对生产的依赖成都高于 世界上其它国家粮食生产的基本资源( 耕地、水资源等) 一旦减少，粮食生产能力遭到破坏， 则难| ! 三l 恢复生产，必然危机粮食安全。因此，保护和提高粮食生产能力是保障我国粮食安全 的首要目标。 ( 2 ) 对粮食生产、储备、进出口、粮食一级市场保持一定控制力。前几年，我国经济之 所以能够承受得往东南亚金融危机的冲击，是由于我国拥有1 5 0 0 亿美元的外汇储备金和 1 5 0 0 亿公斤的中央和地方的粮食储各作为有力的经济支撑，所以国家应掌握粮食的主动权， 不受制于任何外国。只有这样，才能保证国家有一个调控粮食市场的物质基础，并以此来支 撑着整个国民经济的持续发展。 ( 3 ) 我国粮食安全不是单纯实现总量增长目标，还要考虑到粮食总量与质量并重、粮食 品质结构台理、为生选标的问题。因为目前我国的粮食总量是在“低水平”下的过剩，优质、 安全的粮食品种并不过剩甚至供不应求。 ( 4 ) 要积极利用两种资源、两个市场，一方面要充分挖掘本国资源和市场的潜力，并优化 其配置，两一方面要积极开拓国外粮食资源和粮食市场，通过粮食适量进出口有效调节国内 粮食供求平衡。 ( 5 ) 必须加强和粮食的基础地位，以保证粮食产业和国民经济持续、快速、健康发展， 使人民收入水平不断提高，生活不断改善。只有加强农业的基础地位，好不松懈粮食这一基 础的基础，才能支撵起整个国民经济的发展和社会稳定，人民的收入水平才能不断提高，才 能达到粮食安全既买得到又买得起得目标。 2 3 粮食安全预警体系建立的意义 如何更好得预警粮食供求是否平衡，我国是否有粮食安全预警系统，对农产品可以起到 怎样的作用? 在“中国农业科学院5 0 年庆”第二期访谈中，中国农科院农业信息言及所长、 党委书记许世卫博士指出，粮食安全预警系统，主要借助现代信息技术手段与方法，搜集、 分析、预测粮食的生产状况，我们主要是收集与粮食生产相关的气象因素、市场因素、农产 品的投入品的因素，进行综合分析，建立一个粮食安全预警的模型。 ， “粮食安全预警预测体系”是将对粮食市场的供求情况进行分析，判断粮食市场的变化 趋势，进而实现先兆预警，为即使采取应对措施提供有力保障。粮食安全涉及生产、流通、 库存、消费等多方面的基本情况。要作出正确的生产与贸易决策，就必须及时、准确、充分 地掌握有关信息。应该综合将农业部、国家发改委、财政部、国家统计局等部门提供的粮食 信息，以及水利部门提供的早涝预报、林业部门提供的退耕还林还革情况、气象部门提供的 气象资料等综合起来，由科研机构、政府研究部门、新闻机构、太专院校的专家学者，对这 些信息加以分析、整理，建立一个信息完备的粮食安全预警系统，进行粮食短期及长期趋势 的预测研究、政策模拟和方案优化，建立以专家群与就算机模型相结合的高度智能化的决策 系统，对国家粮食安全形式进行判断，为政府决策部门及时、准确地提供高质量的信息依据。 由于影响中国粮食安全的因素与来越多，如果仅靠传统的管理与决策方式，很难对粮食安全 形式作出正确判断，也难以制定正确的应急对策。因此，中国目前急需建立一套科学完善的 粮食安全预警系统。 2 4 粮食预警研究现状 中国粮食安全预警系统的研究始于2 0 世纪9 0 年代，主要有中共中央政研室的朱泽， 人民大学的刘明、孙凤、顾海兵、马九杰，中国农科院农经所的梅方权、李志强、李玉珠、 王济民，南京农业大学的顾焕章等，他们所建立的预警模型主要有以下五种类型。 粮食趋势产量增长率预警模型 警情指标选择粮食趋势产量增长率，计算公式为： 置= r y t d , 一1 1 0 0 一1 0 0 式中足粮食趋势产量增长率；j ：f 年的实际产量；y t d , 一i 卜1 年的粮食 趋势产量；f 时间。该模型的优点是在确定粮食生产的警度区间时，全面权衡考虑 了我国粮食生产的自身变化规律、特征厦人口增长趋势、工业发展速度、我国粮食进出口 及储备的需要以及世界农业生产的发展和未来，因此所确定的粮食生产警限有较强的实际 意义此法采用粮食趋势产量增长率而不是一般的粮食产量增长率进行评价，可以避免用环 比增长率造成的计算结果的扭曲由于采用单一指标评价。因此具有较强的可操作性。缺陷 8 是该模型只能反映粮食生产的波动情况，没有反映政府政策、市场需求、粮食储备、进出 口等其它因素，只是一种粮食生产警情预报，而不是粮食安全警情的预报。 粮食供求预警模型 该模型主要考虑了个警情指标： 市价警界差距率及警度： 彬= ( 己一p ) p x l 0 0 式中形警界差距率，己粮食市场价p 粮食收购价。 当形 3 0 时，说明粮食收购价偏低，会影响下一年度粮食生产，粮食市场供给可能 不足需调高下一年度粮食收购价。 当形 0 ，又由i s ；一s j l = r 。( ? 一x ：) d t o ，所以1 偶对称性：由l i - - 3 0 】- - s o - - 3 j l ，易知s o ，= 。成立。 接近性：显然成立。 命题3 设x 。与x j 的长度相同，令 砥= x 一a ，x j t = x i b 其中，口，6 为常数，若矗与z 的灰色绝对关联度为s 0 ，则s = s 。，。 事实上，关联度的大小不会随着x 。x i 的平移而改变。 1 7 定义4 若序列x 各对相邻观测数据问时距相同，则称j 为等时距序列。 引理1 设x i 与x j 的长度相同，且皆为l 一时距序列，而 x ? = ( x ? ( 1 ) ，x ? ( 2 ) ，x ，o ( n ) ) x ：= ( x ：( 1 ) ，x ；( 2 ) ，x ，o ( n ) ) 分别为x i 与x j 的始点零化像，则有 i 1 = i 薹# ( j ) + 圭f ( 即) i i = l # ( j ) + 专f ( 即) i i 土= 2 二 l l = 静k = 2 卅扣) | l l = 1 矽( 七) + 吉秽( 一) l j i sj-$i1=i艺(f(j)一#(七)+j1(一ok=2( 甩) 一# ( 栉) ) 】 l i 证明：分情况讨论： 五，置为增长序列或衰减序列，折线x o , 与x o 不相交，此m s o i 、l 耳i 和 墨一矗 分由 x = o ，x = 端，f = 糟 x = 钆x = x ：t - - - - 7 x = x ；，x = x ：，t ：n 围成的面积是玎一1 个小梯形的面积之和。这些小梯形的高都是l ，f 岛i 中小梯形的底边 长依次为 0 ，i 霹( 2 ) l ，1 4 0 ) ，i ( 打) i l j 中小梯形的底边长依次为 o ，i r ( 2 ) i ，i # ( 3 ) i ，i r ( 一) l 1 8 耳一品i 中小梯形的底边长依次为 所以 0 ，| # ( 2 ) w ( 2 ) i ，j # ( 3 ) 葛( 3 ) | ，j # ( 打) 罐( 以) i 岛l = i 2 ，x 。o ( 2 ) i + ( f 霹( 2 ) i + i 菇( 3 ) i ) + + 三( 1 瑶( 门一) l + l 靠( 竹) 1 ) ( 七) 旧端( 胛) i 鼻l = 三j # ( 2 ) | + ( 1 辞( 2 ) l + j r ( 3 ) i ) + + 三( j f ( 珂一t ) l + j # ( 玎爿) ( 七) 旧# ( 竹) 暑一卜丢j r ( 2 ) ( 2 ) | + 吉( 阿( 2 ) 爿( 2 ) l + 弦( 3 ) 蒜( 3 ) 1 ) + + 三( 1 衅( 川) 爿( 川) i + | # ( 行) 甚( 玎) 1 ) ( j ) 旧# ( ，) 前( 玎) i 由五，置为增长序列或衰减序列且折线x o , 与器不相交可知，对于 k = 2 ，3 ，i i ，于是有 + 扣( 行) | = ( 七) l + 三i # ( 行) l = 薹水) 甲1o i士= 2 厶 n - i 水) 毛帕) i七= 2 一| - i r ( 七) 爿( j ) l + j # k - 2 二 ( 一) ( 竹) l ( 七) ( 七) ) + 三( # ( 九) ( 珂) ) | 1 9 菇 “雠 ； 挝 竺 端 、i， 七 ，一# 州m 、-， 七 ，j、 霹 川雠 = r 剃心 = # ，j_、 l 脚 当五，z 为振荡序列，折线x o 与霹不相交。 因为f 与x o o 不相交，由上述情况可知 下面讨论k i ，i 置l 。 暑一品| - | 艺( # ( 七) 弼( 七) ) + 吾( # ( 甩) ( n ) ) 【 i k = 2 i 因为x o 为振荡序列，此时，为由x ：0 ，盖= 础，f = 聆所围成的图形之各部分面积 的代数和，其中位于z = 0 之上的部分取正号，位于盖= 0 之下的部分取负号。 设霹( 后) ，( 七= 2 ，3 ，胛) 仅改变一次符号，嚣( m ) ，霹( 聊+ 1 ) 为其中惟一的交 号点偶。并设霹( m ) 0 ，届( 州+ 1 ) o ；七= 2 , 3 ，删 粕0 ( j i ) 0 ，x o o ( m + 1 ) 0 为常 数，则，5 1 。 证明： 设系统行为序列置= ( 葺( 1 ) ，t ( 2 ) ，t ( 押) ) ，则 五= ( 而( 1 ) ，( 2 ) ，( 门) ) = ( 喁( 1 ) ，( 2 ) ，q ( 硝) ) 其初值像分别为 “- ( 端，瑞，瑞 矗= = 器，鬻，瑞 = ( 瑞，鬻，端 所以z = z 从而其绝对关联度等于1 ，因此，五与互的相对绝对关联度，= 1 。 3 1 1 3 灰色综合关联度 定义6 设序列x o ，五长度形同，且初值不等于零，和分别为墨与置的灰色 绝对关联度和灰色相对关联度，0 【o ，1 】，则称 j d o ，= 如o + ( 1 p ) 为羁与置的灰色综合关联度，简称综合关联度。 3 2 灰关联分析方法的性质 所构造的关联度计算公式满足下列性质： ( 1 ) 唯一性：因为计算公式只与序列有关。 ( 2 ) 规范性：即0 1 ，且岛，= 1 充要条件是： = ( 七) ，七= 1 ，2 ，n ) 与互= 一( 七) ，k = l ，2 ，珂) 完全相似。 ( 3 ) 对称性：显然s 口= s t 4 1 指标处理 第4 章粮食安全预警系统 评价指标标准化主要解决的是不j 司指标的可比性问题。将量纲不l 司、表现形式各异的数 据转化为可以比较的标准化数值。经过这种计算就取得无量纲的数值，即标准化数据，然后 再根据研究需要，进行多指标合成。本文中指标处理是根据概率统计学原理，利用概率分布 曲线正态分布的特点，将数据全部标准归一化为标准正态分布，通过这种归一化处理后的标 准化数据分布完全相同。该方法涉及了整个指标均值和方差，相较于其他指标处理方法含更 多的信息量。计算步骤分为两步先计算该指标的均值和方差，然后计算该指标的分数法，最 后再计算指标得分。 设有卅个待评方案，行项评价指标，形成原始指标数据矩x = ( ) 。- 由于指标系数不 能为负，先对数据进行标准化变换 x 。= ( 气一三，) ，“= 1 ，2 ，卅；_ ，- - 1 , 2 , - - , n ) 其中，为第j f 项的指标均值，为第，项指标的标准差- 一般，的范围为一5 5 ，笔 者取一2 2a 为消除负值，可将坐标平移，令毛= 2 + 嘞，然后用勺代替原来的a 根据2 5 章节所选取指标，( 1 ) 粮食生产性指标主要有：一粮食产量( 万吨) 、墨粮食 播种面积( 千公顷) 鼍人均播种面积( 平方米从) 、鼍耕地有效灌溉面积( 干公顷) 、南农 业增加值占国内生产总值的比重( ) ；( 2 ) 粮食消费类主要指标有：屯人均粮食占有量( 公 斤) 、x a 。农产品进口额占进口总额的比重( ) 、葺l 农产品出口额占出口总额的比重( ) ；气 粮食价格指数增长率( ) ；( 3 ) 影响粮食生产的灾害因素：而受灾面积( 千公顷) ；毛成 灾面积占受灾面积的比重( ) 。收集指标数据见于表2 。 表21 9 9 5 - - 2 0 0 7 粮食安全指标数据 年份 五 鼍 而 矗 毛咤 矗 焉五0而1 1 9 9 54 6 1 5 6 l8l 1 0 0 c m9 1 03 8 74 9 2 8 i ，20 3 44 5 吕2 1 4 8 62 0 89 39 4 1 9 9 65 0 4 5 351 1 2 5 4 89 2 04 1 25 0 3 8 i 40 o b4 6 9 8 94 5 22 0 47 1s 4 1 9 9 74 9 4 1 7 1】1 2 9 1 29 1 04 0 25 1 2 3 8 5- 0 0 85 3 4 2 95 6 71 8 _ 37 08 2 1 9 9 85 1 2 2 951 1 3 7 8 79 1 04 1 l5 2 2 9 5 ，6- 0 ，0 35 0 1 4 5 5 0 21 8 07 07 s 1 9 9 95 嘲8 61 1 3 1 6 1 9 0 0 4 0 45 3 1 5 8 4o 0 44 9 9 8 l5 351 7 6 5 06 9 2 0 0 0 4 6 2 1 7 5 】0 s 4 6 39 6 03 6 65 3 9 2 9 _ 3m1 05 4 6 9 86 2 91 6 45 06 3 2 0 0 14 5 2 6 371 0 6 0 8 08 3 03 5 65 4 2 4 9 40 0 25 2 2 1 56 0 9 】5g4 9 6 0 2 0 0 24 5 7 0 581 0 3 8 9 l8 1 03 5 75 4 3 5 480 o l4 7 1 1 95 b 01 534 25 6 2 0 0 34 如6 9 59 9 4 1 0 7 7 03 3 45 4 0 1 4 r 2o 5 4 5 0 65 9 墨1 4 64 64 9 2 0 0 4 4 6 9 4 6 91 0 1 6 0 67 8 03 6 25 4 4 7 8 j 4o 2 63 7 1 0 64 3 91 5 2 50 3 9 2 0 0 54 s 4 0 2 21 0 4 2 7 矗8 0 03 7 t5 50 ：2 930 1 2 93 8 8 1 85 141 2 + 54 33 6 2 0 0 64 9 7 4 7 91 0 5 4 8 98 0 03 7 95 6 1 0 9 4484 1 0 9 】 野9 t 1 s 4 0 3 2 2 0 0 75 0 1 5 001 0 5 5 3 07 9 93 8 05 7 1 7 9 46 6 数据来源：中国统计年鉴一2 0 0 7 ) 。( 中华人民托和国2 0 0 7 年国民经济与社会发展统计公报 表3量纲化处理后的1 9 9 5 - - 2 0 0 7 粮食安全指标数据 ， 年份 j c l而乇矗毛 耳毛焉置o i 1 9 9 g1 4 72 5 53 1 22 3 50 1l7 2l - 71 _ 1 l3 5 84 2 8 3 6 i 1 9 9 g2 9 63 0 73 33 4o 5i 61 鹕0 63 4 42 9 23 i l 1 9 9 72 5 5 3 1 53 1 22 9 80 9 81 5 22 9 62 42 鹋2 8 63 0 2 1 9 9 83 2 73 3 43 1 23 3 51 sl _ - 42 4 11 3 72 5 82 8 62 6 7 1 9 9 93 i i3 22 9 g3 0 6l 8 4】，5 52 3 9 l _ 船 2 4 3i _ 6 22 3 7 2 0 1 _ n 9 2 z l 2 2 4l _ 4 81 8 41 5 23 1 73 3 621 6 22 0 7 2 0 0 10 9 2t - 71 7 21 0 62 3 31 5 72 7 63 0 41 7 91 5 61 9 2 2 0 0 21 i1 2 4l3 7i 1 l2 3 81 1 5 61 9 【2 5 9i 6 il _ 1 2i 7 2 2 0 0 30 10 2 9o 6 7 o 1 52 2 31 5 73 1 42 8 7l _ 3 61 3 7i 错 2 0 0 41 g 80 7 go b 5l32 4 j1 6 90 2 50 3 81 5 71 6 10 8 8 2 0 0 52 1 61 3 2l _ 1 91 g 92 6 吕1 7o 5 31 5 5 0 61 1 9 0 7 2 2 0 0 62 6 81 5 8 1 1 9 2 0 2 3 1 73 8o 9 i2 8 90 3 5】o 5 3 2 5 4 2 层次分析法的原理 层次分析法( a h p ) 是美国运筹学家萨迪( t l s a t t y ) 于2 0 世纪7 0 年代提出的，它的 基本原理是首先将复杂问题所涉及的因素分成若干层次，以同各要素按照某一准则进行两 两判断，比较其重要性，以此计算各层要素的权重，最后根据组合权重并按最大权重原则 确定是优方案。 与其他方法相比，层次分析法最大的优势在于，它能把定性和定量的方法结合起来， 处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题。在最大程度克服主观因素的条件下 尽可能全面地考虑所有的影响因素，得出比较准确、科学的结论。同时，层次分析法比较简 单易行，成本也比较低，不会给企业造成过重的财务负担。由于层次分析法具有的系统性、 灵活性、实用性等特点特别适合于多目标、多层次、多因素的复杂系统决策，近年来已受 到人们越来越多的重视已被广泛地应