配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量的回歸擬合

摘 要

摘要：基于1996—2008年我國天然氣配氣管道長度、年燃?xì)庀M(fèi)總量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用回歸分析法建立了二者的回歸方程。對于單位長度配氣管道的年燃?xì)庀M(fèi)總量，美國的該項(xiàng)指標(biāo)
摘要：基于1996—2008年我國天然氣配氣管道長度、年燃?xì)庀M(fèi)總量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用回歸分析法建立了二者的回歸方程。對于單位長度配氣管道的年燃?xì)庀M(fèi)總量，美國的該項(xiàng)指標(biāo)值大于我國，我國城市與城市之間存在較大差距。
關(guān)鍵詞：配氣管道；年燃?xì)庀M(fèi)總量；回歸分析
Regression Fitting of Gas Distribution Pipeline Length with Annual Total Gas Consumption
ZHAO Zhinan
Abstract：Based on the statistical data on the natural gas distribution pipeline length and the annual total gas consumption from 1996 to 2008 in China，the regression equation between both is established by regression analysis method.The annual total gas consumption for the unit length of gas distribution pipeline in USA is more than that in China，and there is a big ditterence in the index among cities in China.
Key words：gas distribution pipeline；annual total gas consumption；regression analysis
   近年來，我國天然氣建設(shè)發(fā)展迅速，陜氣進(jìn)京、西氣東輸、西氣東輸二線工程相繼建成，配氣管網(wǎng)的建設(shè)也具有一定規(guī)模。在國際燃?xì)饨y(tǒng)計(jì)分析資料中，輸氣管道與配氣管道常以城市門站作為分界點(diǎn)，門站上游為輸氣管道，下游為配氣管道。本文根據(jù)我國1996—2008年天然氣配氣管道長度、年燃?xì)庀M(fèi)總量的統(tǒng)計(jì)資料，建立二者的回歸方程。
1 回歸方程的建立
   從20世紀(jì)末開始，我國天然氣發(fā)展迅速，不僅建設(shè)了數(shù)條輸氣管道，配氣管道也得到了發(fā)展，統(tǒng)計(jì)資料也日趨完善。根據(jù)10余年統(tǒng)計(jì)資料，采用回歸分析法，建立配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量之間的關(guān)系成為可能。1996—2008年我國配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1[1]，V為各年燃?xì)庀M(fèi)總量，單位為m3/a，L為各年配氣管道的長度，單位為km。由表1數(shù)據(jù)建立配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量的關(guān)系曲線，見圖1。由圖1可知，配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量基本成線性關(guān)系，因此可采用回歸分析法建立二者的函數(shù)關(guān)系。
表1 1996—2008年配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[1]
年份
L/km
V/(m3·a-1)
1996
18752
63.78×108
1997
22203
66.30×108
1998
25429
68.83×108
1999
29510
80.06×108
2000
33655
82.15×108
2001
39556
99.52×108
2002
47652
125.93×108
2003
57845
141.64×108
2004
71411
169.34×108
2005
92043
210.50×108
2006
121498
244.77×108
2007
155271
308.64×108
2008
184084
368.04×108
 

采用回歸分析法，建立二者的回歸方程[2]：
 
式中a、b——系數(shù)
    IVL、IVV、Iave、Lave——中間參數(shù)
    n——數(shù)據(jù)對的數(shù)量
    Vi——第i年燃?xì)庀M(fèi)總量，m3/a
    Li——第i年配氣管道的長度，km
    根據(jù)表1數(shù)據(jù)，由式(2)～(7)計(jì)算得到a=-15136.2，b=539.88×10-8。因此式(1)可表達(dá)為：
    L=-15136.2+539.88×10-8V    (8)
對式(8)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證，相關(guān)系數(shù)r的計(jì)算式為：
 
式中r——相關(guān)系數(shù)
    ILL——中間參數(shù)
    根據(jù)表1數(shù)據(jù)，由式(9)、(10)計(jì)算得到r=0.9975。自由度f=n-2=11，若取顯著性水平α=0.05(表示結(jié)論有95%的把握是正確的)，查相關(guān)系數(shù)臨界值表得到相關(guān)系數(shù)臨界值rα=0.553。由于r＞rα，說明可采用回歸方程(8)描述配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量的關(guān)系。
2 有關(guān)分析
    ① 分析1
    設(shè)定我國在十二五末，年燃?xì)庀M(fèi)總量達(dá)到1000×108m3/a。按式(8)計(jì)算得到，十二五末我國配氣管道長度將達(dá)到525744km，這比2008年我國配氣管道長度增加34066 km，若要完成這一目標(biāo)，任務(wù)相當(dāng)艱巨。
    ② 分析2
    設(shè)在奧地利拉克森堡的國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)，在《全球天然氣前景》一書中，對1953—1994年美國的天然氣配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量的數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究，得出的回歸方式為[3]：
    L=74671+281.02×10-8V    (11)
    若將年燃?xì)庀M(fèi)總量1000×108m3代入式(11)計(jì)算得，L=355691km。這說明美國單位長度配氣管道的年燃?xì)庀M(fèi)總量大于我國。這主要是由于我國供氣量中，生活用氣量所占比例較大，而美國的生活用氣量所占比例小，工業(yè)用氣量比例較高，因此配氣管道的利用率較高，經(jīng)濟(jì)性也較好。
    ③ 分析3
    對于具體城市，天然氣建設(shè)由發(fā)展到飽和是一個過程，即使天然氣發(fā)展較快的城市至今也尚在發(fā)展中，尚未達(dá)到飽和。我國未來的用氣方向?qū)⑥D(zhuǎn)向供暖、工業(yè)、交通等方面。比較2008年北京、上海、天津、重慶配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量之間的關(guān)系(見表2[1])。
    根據(jù)表2數(shù)據(jù)，可計(jì)算出4座城市單位長度配氣管道的年燃?xì)庀M(fèi)總量分別為：北京57×104m3/(km·a)，上海23×104m3/(km·a)，天津14×104m3/(km·a)，重慶17×104m3/(km·a)。北京配氣管道的利用率較高，原因是北京的燃?xì)夤┡l(fā)展較快，燃?xì)庀M(fèi)量較大。
表2 4座城市配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量
城市
L/km
V/(m3·a-1)
北京
10550
60.14×108
上海
12877
29.86×108
天津
9827
13.86×108
重慶
10853
18.79×108
3 結(jié)論
    ① 在建立起配氣管道長度與年燃?xì)庀M(fèi)總量的回歸方程基礎(chǔ)上，根據(jù)年燃?xì)庀M(fèi)總量的發(fā)展規(guī)模，可預(yù)測待建配氣管道的長度。
  ② 單位長度配氣管道的年燃?xì)庀M(fèi)總量是燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，與美國相比我國該數(shù)據(jù)指標(biāo)較低，我國城市與城市之間也存在較大差距。
參考文獻(xiàn)：
[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部計(jì)劃財(cái)務(wù)與外事司.中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒(2008年)[M].北京：中國計(jì)劃出版社，2009：4-48.
[2] 方開泰，馬毅林，吳傳義.數(shù)理統(tǒng)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化[M].北京：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1981：134-139.
[3] 李猷嘉.燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007：7.
 
(本文作者：趙志楠 中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 天津 300074)