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第Ⅰ篇 中国能源可持续发展建模研究 3

1国内外能源研究背景 3

1.1国内外研究现状 3

1.1.1能源需求理论研究现状 3

1.1.2能源需求分析方法研究现状 4

1.2中国能源消费现状 7

1.2.1中国能源的消费特点 7

1.2.2中国能源消费总量及其结构 8

1.3研究意义 10

1.4主要内容 10

2中国能源消费总量的ARIMA模型建模 12

2.1 ARIMA模型概述 12

2.1.1时间序列模型 12

2.1.2 ARIMA模型及其基本思想 12

2.1.3 ARIMA模型预测的基本步骤 12

2.1.4 ARIMA模型分析软件 13

2.2 ARIMA模型建模分析 13

2.2.1数据选取 13

2.2.2数据分析 14

2.2.3模型识别 16

2.2.4模型定阶 17

2.2.5参数估计 18

2.3 ARIMA模型预测分析 19

2.3.1模型的适应性检验 19

2.3.2模型的拟合 19

2.3.3模型的预测 20

2.4小结 21

3中国能源消费总量的趋势外推模型建模 23

3.1趋势外推法概述 23

3.1.1趋势外推法的基本理论 23

3.1.2趋势外推法的原理 23

3.1.3趋势曲线模型的识别与选择 23

3.1.4曲线估计及其步骤 24

3.2趋势外推模型建模分析 24

3.2.1二次曲线模型建模分析 25

3.2.2对数曲线模型建模分析 26

3.2.3三次曲线模型建模分析 28

3.2.4指数曲线模型建模分析 30

3.3趋势外推模型预测分析 32

3.3.1趋势外推模型的检验与选择 32

3.3.2三次曲线模型拟合 33

3.3.3三次曲线模型预测 34

3.4小结 34

4中国能源消费总量的GM（1，1）模型建模 36

4.1 GM（1，1）模型概述 36

4.1.1 GM（1，1）模型原理 36

4.1.2 GM（1，1）模型的发展 36

4.1.3 GM（1，1）模型的预测步骤 37

4.1.4 GM（1，1）模型的检验方法 38

4.2 GM（1，1）建模分析 39

4.2.1数据选取 39

4.2.2新数据列和参数创建 40

4.2.3模型参数计算 41

4.2.4模型方程解的计算 42

4.2.5预测值计算 43

4.3 GM（1，1）模型预测分析 43

4.3.1模型的检验 43

4.3.2模型的拟合 44

4.3.3模型的预测 45

4.4小结 45

5中国能源消费总量的组合预测模型建模 47

5.1组合预测模型概述 47

5.1.1组合预测模型定义 47

5.1.2组合预测的基本思想 47

5.1.3组合预测的优点 47

5.1.4组合预测的方法 48

5.2等权组合预测建模分析 50

5.2.1三种单一模型组合 50

5.2.2 ARIMA模型与三次曲线模型组合 51

5.2.3 ARIMA模型与GM（1，1）模型组合 53

5.2.4三次曲线模型与GM（1，1）模型组合 54

5.3标准差法组合预测建模分析 56

5.3.1三种单一模型组合 56

5.3.2 ARIMA模型与三次曲线模型组合 57

5.3.3 ARIMA模型与GM（1，1）模型组合 58

5.3.4三次曲线模型与GM（1，1）模型组合 60

5.4小结 61

6中国能源可持续发展建模研究结论与建议 63

参考文献 65

第Ⅱ篇 内蒙古制造业能源可持续发展建模研究 71

1内蒙古制造业能源消费研究背景 71

1.1国内外研究概况 71

1.1.1国外能源消费研究现状 71

1.1.2国内能源消费研究现状 72

1.1.3能源消费预测方法 74

1.1.4小结 77

1.2研究意义 78

1.2.1中国制造业能源消费现状 78

1.2.2内蒙古制造业能源消费现状 79

1.2.3制造业能源消费研究意义 80

1.3主要内容 82

2内蒙古能源消费现状 84

2.1内蒙古经济发展状况 84

2.2内蒙古能源消费总量分析 85

2.3内蒙古能源消费效率 86

3制造业行业能源消费结构分析 90

3.1制造业行业能源消费因子分析 90

3.1.1因子分析基本概念 90

3.1.2因子分析数学模型 90

3.1.3因子分析实证研究 91

3.2制造业行业能源消费聚类分析 95

3.2.1聚类分析概述 95

3.2.2聚类分析实证研究 96

3.3小结 97

4内蒙古制造业能源消费的灰色关联分析 98

4.1灰色关联理论 98

4.1.1不确定性系统研究方法 98

4.1.2灰色关联度计算原理 99

4.1.3灰色关联建模基本步骤 99

4.2内蒙古制造业能源消费与环境污染的关联分析 100

4.2.1数据收集 100

4.2.2数据分析 101

4.2.3研究结论 101

4.3内蒙古制造业能源消费与经济增长的关联分析 102

4.3.1数据收集 102

4.3.2数据分析 102

4.3.3研究结论 104

4.4小结 104

5内蒙古制造业能源消费预测 106

5.1内蒙古制造业能源消费的时间序列预测 106

5.1.1时间序列分析理论介绍 106

5.1.2时间序列平稳性判断 107

5.1.3模型识别与定阶 108

5.1.4模型参数估计和检验 109

5.1.5 ARIMA模型拟合结果 111

5.2内蒙古制造业能源消费的回归分析预测 111

5.2.1回归分析原理概述 111

5.2.2回归方程的检验 113

5.2.3内蒙古制造业能源消费回归模型的建立 115

5.2.4模型修正 116

5.2.5模型残差分析 119

5.3内蒙古制造业能源消费的灰色系统预测 120

5.3.1 GM（1，1）模型理论介绍 120

5.3.2 GM（1，1）模型预测 121

5.3.3灰色系统检验 123

5.3.4灰色系统预测小结 123

5.4内蒙古制造业能源消费的组合预测 124

5.4.1组合预测理论 124

5.4.2时间序列模型、对数回归模型和灰色预测模型的组合 124

5.4.3时间序列模型与对数回归模型的组合 126

5.4.4时间序列模型与灰色预测模型的组合 127

5.4.5对数回归模型与灰色预测模型的组合 128

5.5小结 129

6内蒙古制造业能源可持续发展研究结论与建议 132

参考文献 135

第Ⅲ篇 新疆制造业能源可持续发展建模研究 141

1新疆制造业能源可持续发展研究背景 141

1.1国内外的研究现状 141

1.1.1制造业能源问题研究 142

1.1.2能源消费对经济、环境的影响研究 143

1.1.3能源消费效率研究 145

1.1.4能源需求预测研究 146

1.1.5新疆地区能源问题研究 150

1.1.6小结 150

1.2研究意义 151

1.2.1宏观方面 151

1.2.2微观方面 152

1.2.3研究意义 153

1.3主要内容 155

2新疆能源优势及生产消费分析 156

2.1新疆能源优势 156

2.2新疆周边国家能源优势 156

2.3新疆能源生产和消费分析 157

2.3.1新疆能源生产分析 157

2.3.2新疆能源消费分析 158

2.3.3新疆能源消费总量占能源生产总量的比重分析 159

2.4新疆制造业能源消费及总产值分析 161

2.4.1新疆制造业能源消费量与能源消费总量的关系 161

2.4.2新疆制造业总产值与新疆GDP的关系 162

2.4.3新疆制造业能源消费和产值变化与新疆整体能源消费和GDP变化对比分析 164

2.5小结 166

3新疆制造业能源消费效率研究 168

3.1数据包络的基本原理 168

3.2数据包络的核心概念 169

3.3 C2R模型和BC2模型简介 170

3.4实证研究 172

3.4.1数据准备 172

3.4.2全要素新疆制造业能源利用效率数据包络分析 174

3.4.3单要素新疆制造业能源利用效率对比分析 180

3.5小结 184

4新疆制造业能源消费预测研究 187

4.1灰色预测 187

4.1.1灰色系统理论 187

4.1.2新疆制造业能源消费的灰色预测 190

4.2时间序列预测 193

4.2.1时间序列理论 193

4.2.2新疆制造业能源消费的时间序列预测 194

4.3小结 198

5新疆制造业能源消费对环境的影响研究 200

5.1新疆制造业能源消费与环境污染的灰色关联分析 200

5.1.1灰色关联理论 200

5.1.2数据准备 202

5.1.3新疆制造业能源消费与“三废”排放的关联度分析 203

5.2协整-误差修正模型理论基础 205

5.2.1协整 206

5.2.2误差修正模型（ECM） 206

5.3新疆制造业能源消费对环境影响的协整研究 207

5.3.1数据的选择与处理 208

5.3.2单位根检验 209

5.3.3协整检验 211

5.3.4误差修正模型（ECM） 212

5.4小结 213

6新疆制造业能源可持续发展研究结论与建议 215

参考文献 229

第Ⅳ篇 晋陕蒙制造业能源可持续发展建模及碳足迹研究 235

1晋陕蒙制造业能源消费及碳足迹研究背景 235

1.1国内外的研究概况 235

1.1.1能源消费理论研究 235

1.1.2能源预测方法研究 237

1.1.3制造业能源的专项研究 241

1.1.4晋陕蒙能源的相关研究 242

1.1.5碳足迹的相关研究 243

1.1.6小结 245

1.2研究意义 246

1.2.1研究背景 246

1.2.2研究意义 248

1.3主要内容 249

2制造业能源消费与环境污染分析 250

2.1制造业能源消费分析 250

2.1.1制造业能源消费总量分析 250

2.1.2制造业能源消费结构分析 252

2.1.3制造业能源消费行业结构分析 255

2.2环境污染分析 257

2.2.1三废排放分析 257

2.2.2三废综合利用产值分析 258

2.3小结 259

3制造业能源消费与环境、经济实证研究 260

3.1制造业能源消费与环境、经济的灰色关联研究 260

3.1.1灰色关联度计算原理 260

3.1.2制造业能源消费与环境的灰色关联研究 262

3.1.3制造业能源消费与经济增长的灰色关联研究 264

3.2制造业能源消费弹性系数研究 266

3.2.1能源消费弹性系数数学推导 266

3.2.2制造业能源消费弹性系数实证研究 266

3.3小结 268

4晋陕蒙制造业能源消费预测 270

4.1晋陕蒙制造业能源消费的回归预测 270

4.1.1回归模型原理概述 270

4.1.2回归模型修正 273

4.1.3晋陕蒙制造业能源消费的回归模型建立 275

4.2晋陕蒙制造业能源消费的GM（1，1）预测 279

4.2.1 GM（1，1）原理概述 280

4.2.2晋陕蒙制造业能源消费的GM（1，1）模型建立 281

4.2.3 GM（1，1）模型检验 283

4.3小结 283

5晋陕蒙制造业能源消费碳足迹研究 285

5.1相关原理概述 285

5.1.1碳足迹的相关原理概述 285

5.1.2 STIRPAT模型原理概述 287

5.2晋陕蒙制造业能源消费碳足迹分析 288

5.2.1晋陕蒙制造业能源消费碳排放分析 288

5.2.2晋陕蒙制造业能源消费碳足迹产值分析 290

5.2.3晋陕蒙制造业能源消费碳足迹生态压力分析 292

5.2.4晋陕蒙制造业能源消费碳足迹的STIRPAT模型分析 293

5.3小结 296

6晋陕蒙制造业能源可持续发展及碳足迹研究结论与建议 297

参考文献 300