浙江工商大学 2026 年大学生数学建模竞赛 · A 题
| 0—60 天 短期冲击模型 |
60—180 天 中长期调节模型 |
RMSE 3.47 短期机制主模型 |
2,000 蒙特卡洛联合扰动 |
3,000 状态转移路径 |
霍尔木兹海峡封锁可能造成约 1,400—1,800 万桶/日的供应中断。若直接把巨大缺口代入低弹性需求曲线，线性需求反事实会给出 278—337 美元/桶的极端价格；附件中的真实市场却在 110—120 美元/桶附近形成阶段性平台。
因此，本项目不把问题简化成一条时间序列外推，而是回答两个更具体的问题：
- 短期为什么没有冲向 200 美元以上？
- 库存、SPR、替代供给和制度风险共同作用后，未来 60—180 天的中心路径与尾部风险是什么？
模型把物理供需与市场定价拆开：SPR、商业库存、绕道运输和需求收缩负责填补物理缺口；恐慌溢价、持续封锁风险和缓冲确认折价负责解释市场如何把缺口映射为价格。
从附件价格、机制递推、历史校准到长期概率路径和外部证据审计的完整研究链。
| 模块 | 当前结果 | 解释边界 |
|---|---|---|
| 短期机制主模型 | RMSE 3.47、MAE 2.87、MAPE 2.88% | 不使用当日真实价格，解释 0—60 天平台形成 |
| 同口径统计审计 | RMSE 3.49，相对朴素上一日基准的 4.52 下降 22.63% | DM 平方损失单侧检验 p=0.000116；方向命中率 65.91% |
| 三情景中心路径 | 第 180 天：乐观 86.26、中性 97.82、悲观 121.64 美元/桶 | 悲观情景外推期最高价约 137.75 美元/桶 |
| 蒙特卡洛联合扰动 | 第 180 天 P50 104.91，P05—P95 为 87.77—116.59 美元/桶 | 外推期最高价突破 120/130 美元的概率分别为 19.95% / 5.00% |
| 马尔可夫状态转移 | 第 180 天 P50 97.59，P05—P95 为 90.98—116.21 美元/桶 | 在状态转移条件模型下，最高价突破 120 美元的条件概率为 85.4% |
蒙特卡洛与状态转移模型回答的不是同一个概率问题：前者扰动连续参数和路径噪声，后者显式允许“缓和—维持—升级”状态跳变。因此 README 保留两套结果，不把条件概率和无条件概率混写成一个数字。
以下图表均来自当前模型、审计数据或正式论文。点击图片可查看高清原图。
 机械反事实上界 传统供需缺口模型显著高估真实价格，暴露出必须解释的机制缺口。 |
 短期机制拟合 缓冲覆盖、恐慌衰减与预期修复共同解释 110—120 美元平台。 |
 机制贡献分解 风险溢价推高价格，SPR、库存、绕道和预期修复向下缓冲。 |
 机制消融 逐项关闭物理或市场机制，检验扩展项是否只是任意拟合补丁。 |
 预测基准比较 与随机游走、滞后复制、三日均值和滚动 ARIMA 同口径比较。 |
 统计显著性审计 同时报告误差、DM 检验、方向命中和残差相关性。 |
 参数剖面 展示关键机制参数附近的目标函数形状和可识别程度。 |
 时间轴与删块检验 验证日历日递推的合理性，并定位最难解释的再定价窗口。 |
路径云、P05—P95 扇形区间、第 180 天价格分布和阈值突破概率在同一张图中闭环呈现。
 状态转移情景树 缓和、维持和升级状态随物理压力与 GPR/OVX 风险共同切换。 |
 库存耗尽与二次跳涨 把剩余缺口、商业库存和 SPR 压力与价格尾部联系起来。 |
 参数敏感性排序 封锁风险衰减速度成为综合敏感度最高的机制参数。 |
 多档扰动热力图 展示关键参数对第 180 天价格的影响方向、非对称性和幅度。 |
 传统路径云 保留单条样本轨迹、中心路径、P05/P95 边界与 120 美元风险线。 |
 R 学术扇形图 用双层置信带弱化对单一长期中心线的误读。 |
 GPR 滞后审计 事件月风险处于历史极高分位，但滞后 GPR 对收益方向解释较弱。 |
 OVX 市场风险审计 冲突窗口均值位于历史约 97.3% 分位，滞后 OVX 能解释实现波动而非收益方向。 |
 历史窗口极端性 冲突窗口累计收益、波动率和朴素基准误差均处于历史高分位。 |
 R 残差诊断 从残差时间结构、分布和系统偏差三个角度检查短期模型。 |
- 物理供需层：供应中断、SPR、商业库存、绕道运输和已观测需求收缩；
- 市场定价层：恐慌溢价、冲击不确定性、持续封锁制度风险和缓冲确认折价；
- 使用真实经过时间驱动释放、绕道和风险衰减，不以交易日序号替代日历时间；
- Ridge 和在线残差校正只作为低自由度辅助层，不替代机制主模型。
- 自适应三情景中心路径描述缓和、中性和持续封锁条件；
- 蒙特卡洛模型对参数、压力指数和路径噪声做 2,000 次联合扰动；
- 马尔可夫状态转移模型生成 3,000 条“缓和—维持—升级”条件路径；
- EIA、JODI 和 OPEC 约束长期供需数量级，GPR 与 OVX 只约束风险层。
| 证据 | 在项目中的用途 | 没有做什么 |
|---|---|---|
| 赛题附件价格 | 短期拟合、真实峰值和预测起点 | 不用于未来真实价格泄漏 |
| EIA / JODI / OPEC | 库存、产量、供需平衡和替代供给的数量级约束 | 不直接替代赛题冲击参数 |
| GPR | 证明地缘风险处于历史极端位置并审计滞后关系 | 不把同月新闻相关性写成因果 |
| OVX | 约束长期风险权重和不确定性强度 | 不作为短期价格方向预测变量 |
| 2017—2025 历史窗口 | 校准波动、状态跳变和极端性分位 | 不把历史片段当作本次冲突的重复样本 |
这套边界刻意区分“进入模型的约束”“用于稳健性审计的证据”和“暂不具备复现条件的数据”。期货多期限结构与油轮保险费没有被强行数值化。
| 审计层 | 已完成检查 |
|---|---|
| 预测基准 | 朴素上一日、漂移随机游走、三日均值与滚动 ARIMA |
| 统计检验 | DM 平方/绝对损失检验、方向命中检验、Ljung—Box 残差检验 |
| 机制检验 | 单机制消融、机制贡献分解和参数剖面 |
| 稳健性 | 参数扰动、稳健性带、滞后平移、局部拐点、时间轴和删块检验 |
| 长期风险 | 三情景、蒙特卡洛、状态转移、风险约束消融和敏感性分析 |
| 外部审计 | EIA、JODI、OPEC、GPR、OVX 与历史同长度窗口 |
| 双语言复核 | Python 主计算链与 R 计量/图表辅助层 |
source scripts/project_env.sh
./scripts/build/build_final_paper.sh正式构建需要 xelatex -shell-escape 与 Pygments，用于渲染附录中的代码。环境定义见 environment.yml 和 requirements.txt。
| 文件 | 内容 |
|---|---|
A题_霍尔木兹海峡封锁对国际原油价格影响_论文.pdf |
当前 57 页正式论文 |
A题_霍尔木兹海峡封锁对国际原油价格影响_论文.docx |
供团队批注和人工修改的 Word 版本 |
paper/总论文.tex |
模块化 XeLaTeX 主控文件 |
paper/sections/ |
正文章节源码 |
| 入口 | 内容 |
|---|---|
| 项目总览 | 当前状态、最新结果与证据边界 |
| 建模方案 | 短期和长期模型结构、参数与公式口径 |
| 工程复现 | 环境、运行命令和计算流程 |
| 交付物与数据索引 | 关键 CSV、图表、报告和论文位置 |
| 决策与质疑防御 | 关键假设、模型选择和评委质疑回应 |
| 论文图表映射 | 每张正式图的数据来源与论文位置 |
| 路径 | 内容 |
|---|---|
data/ |
附件、清洗数据和外部证据 |
src/ |
数据清洗、校准、建模、检验和可视化代码 |
paper/ |
模块化论文源码、参考文献与正式图表 |
output/reports/ |
模型运行报告和证据材料 |
审计报告/ |
评委视角质疑、防御矩阵和外部审计记录 |
dashboard/ |
可选 Streamlit 交互展示 |
最终主线只有一份总论文。历史素材稿不属于当前交付；所有关键数字都应能回溯到 CSV、脚本或审计报告。