基于BP神经网络的液化石油气价格预测研究
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作者:王雪莹
摘 要：影响液化石油气市场价格的影响因素较多，因此价格变动频繁，这给液化石油气市场价格的制定带来较大挑战。文章基于供应视角和需求视角列举出主要的影响因素，运用了时间序列分析法和BP神经网络等预测模型，运用了MATLAB、Excel、PyCharm等软件编程求解，通过对预测值和真实值进行比较分析，为液化石油气价格预测方法及价格制定提供依据。
关键词：BP神经网络;液化石油气;价格预测
中图分类号：F416.22文献标识码：A文章编号：1005-6432（2022）21-0076-03
DOI：10.13939/j.cnki.zgsc.2022.21.076
1 引言
液化石油馐鞘澜缟现匾的清洁能源，如今已广泛地进入了人们的生活领域。同时我国也是全球最大的液化石油气进口国和消费国之一。目前国家大力提倡发展和使用清洁能源，液化石油气在我国的地位也就更加重要。影响液化石油气价格的因素有很多，如产量、进出口量、消费量、替代能源天然气的价格等。我国作为发展中的大国，液化石油气的供应量和需求量持续增长，而面临着消费税改革、环保战略提升等一系列市场格局的变化，液化石油气的价格也产生波动，这给很多液化石油气方面的企业带来困扰，因此其价格进行研究非常必要。
2 液化石油气价格的影响因素
2.1 国际原油价格
中国液化石油气一部分来源于炼厂副产，因此液化石油气的价格会受油价波动的影响。
2.2 国际液化石油气供应量
目前国际液化石油气的需求增长较为稳定，且全球液化石油气市场属于高度供应驱动型市场，因此液化石油气的价格受国际液化石油气的供应影响较大。
2.3 我国国内对液化石油气的需求
液化石油气的作用主要分为两大类：燃料和化工。在总消费量4402万吨中，燃料消费2353万吨，占比53%;化工消费2049 万吨，占比47%。
2.4 丙烷、丁烷的进口价格
我国沿海地区对液化石油气的需求量较大，且我国主要依赖沿海的液化石油气进口码头来购入液化石油气，其中大部分以丙烷和丁烷的形式进行存储，因此丙烷与丁烷的进口价格会影响我国液化石油气的价格。
2.5 季节因素
液化石油气的需求受季节影响很大，每年通常从第三季度开始液化石油气的需求量会逐步上升，三月份后需求量逐渐下降。据统计，2017年，民用气消费量占液化石油气总消费量的32%。
2.6 替代能源价格
天然气与液化石油气同为燃烧燃料，相互之间具有替代关系。因此液化石油气价格受天然气价格影响较大。
2.7 突发性因素
比如恶劣天气、装置突发故障、税收政策等。
2.8 生产费用
液化石油气的来源有两种，一种是在原油矿的伴生气，另一种是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品。对于供应方来说，生产液化石油气的费用是最直接的。
2.9 存储费用
液化石油气对存储的条件较为苛刻，瓶装液化气应储存在有资质的供应站，运行制度要上墙，站内配备规定数量的灭火器，瓶库内应配备防静电胶板，安装浓度报警仪。
2.10 运输费用
瓶装液化气运输应采用检验合格的专用运输车辆，车况良好，车内安全装备配备齐全，每天对车辆进行出车前、行车中及收车后的“三检”，有问题及时报告并修理。
3 数据处理
在进行数据分析过程中，文章发现大部分变量的样本数据存在缺失值的情况，在使用Excel的COUNTIF统计每个变量的缺失值数量后，文章删除了缺失值数量大于5的变量。对于剩下的存在少量缺失值的变量，文章使用各个变量的平均数进行填充。处理后的数据即为文章进行问题分析可用的数据。
筛选出影响液化石油气的5个主要因素（国际原油价格、国际液化石油气供应量、国内液化石油气需求量、丙烷与丁烷的平均进口价格、天然气的价格）后，利用SPSS软件计算这5个元素与液化石油气的价格之间的相关性，结果如表1所示。
结果显示该5项主要因素均与液化石油气价格有很大相关性。
4 BP神经网络预测模型
4.1 模型的建立步骤
4.1.1 网络初始化
给输入层、隐含层和输出层之间的连接权值各赋予一个（-1，1）内的随机数，设定误差函数e，计算精度值ε和最大学习次数M。
4.1.2 选取输入数据并确定期望输出
随机选取k个输入样本，即X（k）=（x1（k），x2（k），…，xn（k））;以及对应的期望输出do（k）=（d1（k），d2（k），…，dq（k））。
4.1.3 计算隐含层各个神经元的输入和输出
hih（k）=∑ni=1 wihxi（k）-bh（h=1，2，…，p）
hih（k）=f（hih（k））（h=1，2，…，p）
yio（k）=∑ph=1 whohoh（k）-bo（o=1，2，…，q）
yoo（k）=f（yio（k））（o=1，2，…，q）
4.1.4 利用网络实际输出和期望输出，计算误差函数对输出层各神经元的偏导数
ewho=eyioyiowho
yi0（k）who=∑ph whohoh（k）-bowh=hoh（k）
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