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由于我国的特殊历史经济体制，电力产业与煤炭市场改革进程的不一致影响着我国电煤供应链的稳定高效运行。目前我国的火电基本由煤电构成，而火力发电量占到了总发电量的70％以上，因此煤炭资源成为了我国电力发展的重要保证，同时也成为了制约电力发展的瓶颈。自1992年煤炭市场实行价格双轨制以来，煤电之间的矛盾逐步激化，尤其凸显在煤电价格之争上。导致煤电价格矛盾之争产生的原因很多，历史经济体制、国家政策、国际国内经济形势、社会需求等都对其有着影响，但究其深层次原因来看，电煤供应链各主体的不协调运行是导致这种现象产生的根本因素。因此，研究电煤供应链运行主要矛盾，理顺电煤供应链各运行主体之间关系，根据协同一体化理论研究提出解决电煤供应链运行机制问题的运营模式，并及时做好运行风险管理和绩效评价，从而实现各主体的协同高效运行便具有十分重要的理论价值和应用前景。
本文针对电煤供应链运行机制存在的主要问题，从研究电煤供应链运行矛盾焦点——电煤价格出发，对我国电煤市场价格影响因素进行了识别分析，结合智能算法构建了电煤市场价格预测模型。在电煤市场价格准确预测的基础上，构建了电煤供应链运行各方主体竞争博弈模型，对非合作博弈竞争环境下电煤供应链的运行状态进行了分析，提出协同一体化运营模式以改善非合作博弈竞争中电煤供应链运行效率较低的问题。考虑到电煤供应链协同一体化运行的复杂性和不确定性，进而开展了电煤供应链协同一体化运行风险管理研究，并提出谐和度概念对电煤供应链运行绩效作出评价，进行了多个实证研究。本文主要研究成果和创新如下:
(1)对电煤市场价格预测模型进行研究，通过对电煤市场价格影响因素识别分析，建立了基于核主成分分析关键因素提取和改进布谷鸟算法优化最小二乘支持向量机(KPCA-MCS-LSSVM)的电煤市场价格智能预测模型。基于核主成分分析的关键因素选取中(KPCA)，通过非线性变换将初始输入变量映射到高维特征空间，在保留输入变量间非线性信息的前提下降低输入变量的维数，以准确提取变量间重要信息特征获得主要输入指标;基于随机权重改进的布谷鸟优化算法中(MCS)，通过采用随机权重来改变鸟巢位置的更新方式，提高算法的收敛速度，改进算法在后期收敛速度慢且精度不高的问题，实现全局最优搜索;在最小二乘支持向量机中(LSSVM)，采用等式约束代替支持向量机(SVM)模型的不等式约束，并利用核函数将预测问题转化为方程组的求解，加强了算法的学习和训练能力。将所构建的KPCA-MCS-LSSVM模型放置于Matlab建模平台上运行，相关计算结果表明本文所提出的电煤市场价格预测模型与其它传统预测方法对比，有效地提高了电煤市场价格的预测精度和效果，是可行的和有效的。
(2)对电煤供应链运行各方主体竞争博弈关系进行研究，建立了基于非劣排序遗传Ⅱ(NSGA-Ⅱ)算法的电煤供应链运行各方主体竞争博弈模型。本文在对电煤市场价格作出准确预测的基础上，针对电煤供应链运行各方主体的非合作竞争博弈关系进行了分析，分别构建了电煤生产企业、第三方物流企业和电力企业三方主体的需求函数;在此基础上，构建了电煤供应链运行三方主体的非合作竞争博弈模型，采用NSGA-Ⅱ算法对博弈模型求解，设计了基于NSGA-Ⅱ算法的电煤供应链运行主体竞争博弈流程;通过实证分析验证了NSGA-Ⅱ算法求解的优越性能，同时发现了三个主体的目标之间存在冲突，非合作竞争博弈降低了电煤供应链运行效率;最后为有效提高电煤供应链运行效率，提出了包含电煤流通供应网络联盟构建策略、协同策略和优化保障策略的电煤供应链协同优化策略，为电煤流通供应协同一体化网络运营模式和电煤流通供应协同网络模型的提出奠定了基础。
(3)对电煤流通供应协同一体化网络运营模式进行研究，构建了电煤流通供应协同一体化网络运营模式，明确了电煤供应链协同一体化采购、协同一体化仓储、协同一体化运输模式中各主体在市场环境和协同一体化目标下的经营行为和策略选择。电煤流通供应协同一体化采购模式中，主要是在电力企业和电煤供应商之间创建协同一体化采购联盟层，提出了战略伙伴模式、重要伙伴模式、普通伙伴模式和最优价格模式等四种采购模式的构建选择，并构建了电煤采购计划优化模型，提高电煤采购的运作效率;电煤供应协同一体化仓储模式中，通过信息协同，电煤供应商和各煤运点从电力企业上可获得有关的电煤生产和需求的信息，并使用该数据做好各个电煤库存点的协调性工作，更准确地确定电煤订货批量，减少预测的不确定性，从而减少安全库存量，达到电煤存货批量经济化的效果，并建立了电煤流通供应多级库存控制模型和电煤协同一体化仓储的系统动力学模型，降低电煤流通供应的库存成本;电煤协同一体化运输模式中，物流服务提供商与电煤供应商建立战略合作关系，以能够得到稳定的客户的目的为动力，通过各方所签订的协同一体化运输管理协议或契约体现各方权利和义务，约束各方的行为，对违反约定的企业进行惩治的方法来保证该模式有效运行，并构建了电煤流通供应协同一体化运输优化调度模型、电煤配送的闭合式车辆路径优化模型和电煤配送的开放式车辆路径优化模型，提高电煤运输的有效率和整个电煤流通供应网络的运行效率。
(4)对电煤供应链协同一体化运行风险管理进行研究，识别了电煤供应链协同一体化运行风险影响因素，建立了电煤供应链协同一体化运行风险评估指标体系和基于物元可拓-TOPSIS法的电煤供应链协同一体化运行风险评估模型，设计了电煤供应链协同一体化运行风险管控策略。本文从内部运行风险、外部环境风险及整体运营风险三个方面对电煤供应链协同一体化运行的风险进行了识别与分析;电煤供应链协同一体化运行风险评价指标体系设计中，基于风险因素识别分析，主要从内部运行风险、外部环境风险和整体运营风险三方面选取了风险评价指标;电煤供应链协同一体化运行风险评估模型构建中，引入物元可拓思想优化TOPSIS评价方法，构建了基于熵权法的物元可拓-TOPSIS风险评价模型;电煤供应链协同一体化运行风险管控策略设计中，从内部运行风险、外部环境风险和整体运营风险三个角度出发，有针对性地制定了运行风险管控策略、措施及和建议。
(5)基于电煤供应链协同优化策略、电煤流通供应协同一体化网络运营模式和电煤供应链协同一体化运行风险管控策略研究，构建了完整的电煤流通供应协同网络模型，并通过谐和度概念对供应网络绩效作出了评价。本文构建的电煤流通供应协同网络模型主要包括第三方物流、煤炭周转中心分布、煤炭企业分布和煤炭需求客户四大层面，通过充分的信息共享和合理的协同规划将整个网络贯穿起来。提出通过供应网络支持层的战略协同、供应网络经济地理层及供应网络信息技术层的信息协同、供应网络运作层的信任保障协同、供应网络业务流程层的业务协同、利益分配协同和文化协同等方面实现电煤流通供应网络的协同管理。最后，从供应网络支持层、供应网络经济地理层、供应网络信息技术层、供应网络运作层、业务流程层和社会效益层等六个维度综合考虑设计电煤供应网络整体绩效评价指标体系，构建了电煤流通供应网络谐和度三维模型，采用模糊层次综合评价方法实现电煤流通供应网络谐和度评价。实例验证表明，本文提出的电煤流通供应协同网络模型，可有效提高电煤供应链各主体的运行效率、保障电煤供应链的安全稳定运行，为电煤供应链运行机制的设计提供借鉴和参考，具有广泛的适用性。
本文针对电煤供应链运行机制存在的主要问题，从研究电煤供应链运行矛盾焦点——电煤价格出发，对我国电煤市场价格影响因素进行了识别分析，结合智能算法构建了电煤市场价格预测模型。在电煤市场价格准确预测的基础上，构建了电煤供应链运行各方主体竞争博弈模型，对非合作博弈竞争环境下电煤供应链的运行状态进行了分析，提出协同一体化运营模式以改善非合作博弈竞争中电煤供应链运行效率较低的问题。考虑到电煤供应链协同一体化运行的复杂性和不确定性，进而开展了电煤供应链协同一体化运行风险管理研究，并提出谐和度概念对电煤供应链运行绩效作出评价，进行了多个实证研究。本文主要研究成果和创新如下:
(1)对电煤市场价格预测模型进行研究，通过对电煤市场价格影响因素识别分析，建立了基于核主成分分析关键因素提取和改进布谷鸟算法优化最小二乘支持向量机(KPCA-MCS-LSSVM)的电煤市场价格智能预测模型。基于核主成分分析的关键因素选取中(KPCA)，通过非线性变换将初始输入变量映射到高维特征空间，在保留输入变量间非线性信息的前提下降低输入变量的维数，以准确提取变量间重要信息特征获得主要输入指标;基于随机权重改进的布谷鸟优化算法中(MCS)，通过采用随机权重来改变鸟巢位置的更新方式，提高算法的收敛速度，改进算法在后期收敛速度慢且精度不高的问题，实现全局最优搜索;在最小二乘支持向量机中(LSSVM)，采用等式约束代替支持向量机(SVM)模型的不等式约束，并利用核函数将预测问题转化为方程组的求解，加强了算法的学习和训练能力。将所构建的KPCA-MCS-LSSVM模型放置于Matlab建模平台上运行，相关计算结果表明本文所提出的电煤市场价格预测模型与其它传统预测方法对比，有效地提高了电煤市场价格的预测精度和效果，是可行的和有效的。
(2)对电煤供应链运行各方主体竞争博弈关系进行研究，建立了基于非劣排序遗传Ⅱ(NSGA-Ⅱ)算法的电煤供应链运行各方主体竞争博弈模型。本文在对电煤市场价格作出准确预测的基础上，针对电煤供应链运行各方主体的非合作竞争博弈关系进行了分析，分别构建了电煤生产企业、第三方物流企业和电力企业三方主体的需求函数;在此基础上，构建了电煤供应链运行三方主体的非合作竞争博弈模型，采用NSGA-Ⅱ算法对博弈模型求解，设计了基于NSGA-Ⅱ算法的电煤供应链运行主体竞争博弈流程;通过实证分析验证了NSGA-Ⅱ算法求解的优越性能，同时发现了三个主体的目标之间存在冲突，非合作竞争博弈降低了电煤供应链运行效率;最后为有效提高电煤供应链运行效率，提出了包含电煤流通供应网络联盟构建策略、协同策略和优化保障策略的电煤供应链协同优化策略，为电煤流通供应协同一体化网络运营模式和电煤流通供应协同网络模型的提出奠定了基础。
(3)对电煤流通供应协同一体化网络运营模式进行研究，构建了电煤流通供应协同一体化网络运营模式，明确了电煤供应链协同一体化采购、协同一体化仓储、协同一体化运输模式中各主体在市场环境和协同一体化目标下的经营行为和策略选择。电煤流通供应协同一体化采购模式中，主要是在电力企业和电煤供应商之间创建协同一体化采购联盟层，提出了战略伙伴模式、重要伙伴模式、普通伙伴模式和最优价格模式等四种采购模式的构建选择，并构建了电煤采购计划优化模型，提高电煤采购的运作效率;电煤供应协同一体化仓储模式中，通过信息协同，电煤供应商和各煤运点从电力企业上可获得有关的电煤生产和需求的信息，并使用该数据做好各个电煤库存点的协调性工作，更准确地确定电煤订货批量，减少预测的不确定性，从而减少安全库存量，达到电煤存货批量经济化的效果，并建立了电煤流通供应多级库存控制模型和电煤协同一体化仓储的系统动力学模型，降低电煤流通供应的库存成本;电煤协同一体化运输模式中，物流服务提供商与电煤供应商建立战略合作关系，以能够得到稳定的客户的目的为动力，通过各方所签订的协同一体化运输管理协议或契约体现各方权利和义务，约束各方的行为，对违反约定的企业进行惩治的方法来保证该模式有效运行，并构建了电煤流通供应协同一体化运输优化调度模型、电煤配送的闭合式车辆路径优化模型和电煤配送的开放式车辆路径优化模型，提高电煤运输的有效率和整个电煤流通供应网络的运行效率。
(4)对电煤供应链协同一体化运行风险管理进行研究，识别了电煤供应链协同一体化运行风险影响因素，建立了电煤供应链协同一体化运行风险评估指标体系和基于物元可拓-TOPSIS法的电煤供应链协同一体化运行风险评估模型，设计了电煤供应链协同一体化运行风险管控策略。本文从内部运行风险、外部环境风险及整体运营风险三个方面对电煤供应链协同一体化运行的风险进行了识别与分析;电煤供应链协同一体化运行风险评价指标体系设计中，基于风险因素识别分析，主要从内部运行风险、外部环境风险和整体运营风险三方面选取了风险评价指标;电煤供应链协同一体化运行风险评估模型构建中，引入物元可拓思想优化TOPSIS评价方法，构建了基于熵权法的物元可拓-TOPSIS风险评价模型;电煤供应链协同一体化运行风险管控策略设计中，从内部运行风险、外部环境风险和整体运营风险三个角度出发，有针对性地制定了运行风险管控策略、措施及和建议。
(5)基于电煤供应链协同优化策略、电煤流通供应协同一体化网络运营模式和电煤供应链协同一体化运行风险管控策略研究，构建了完整的电煤流通供应协同网络模型，并通过谐和度概念对供应网络绩效作出了评价。本文构建的电煤流通供应协同网络模型主要包括第三方物流、煤炭周转中心分布、煤炭企业分布和煤炭需求客户四大层面，通过充分的信息共享和合理的协同规划将整个网络贯穿起来。提出通过供应网络支持层的战略协同、供应网络经济地理层及供应网络信息技术层的信息协同、供应网络运作层的信任保障协同、供应网络业务流程层的业务协同、利益分配协同和文化协同等方面实现电煤流通供应网络的协同管理。最后，从供应网络支持层、供应网络经济地理层、供应网络信息技术层、供应网络运作层、业务流程层和社会效益层等六个维度综合考虑设计电煤供应网络整体绩效评价指标体系，构建了电煤流通供应网络谐和度三维模型，采用模糊层次综合评价方法实现电煤流通供应网络谐和度评价。实例验证表明，本文提出的电煤流通供应协同网络模型，可有效提高电煤供应链各主体的运行效率、保障电煤供应链的安全稳定运行，为电煤供应链运行机制的设计提供借鉴和参考，具有广泛的适用性。