近年来，世界石油市场风险加剧，石油价格震荡上行。国际主要石油产区政局动荡，海运干线盗贼活动猖獗，供给中断频发。我国工业化步伐加快促使石油消费需求快速增长，供需失衡导致进口依存度不断扩大，国内外能源供给安全形势不容乐观。战略石油储备可以有效应对供给中断。它本身服务于国家能源安全，以保障原油的不间断供给为目的，同时具有平抑国内油价异常波动的功能。我国的石油储备建设起步较晚，与发达国家相比还存在较大差距，储备规模小、保障能力差、体系不健全等问题突出。对于战略石油储备的收储、动用和轮换等机制的研究还十分匮乏。在此背景下，本文以经济学和运筹学理论为基础，从“不确定性”的视角出发，主要考虑供给、需求、价格、中断等不确定因素，通过构建模型和数值模拟分析，研究了我国的战略石油储备的决策问题。主要回答了以下几个问题：石油供给中断和价格冲击会对经济产生何种影响，程度如何；在价格等因素不确定的条件下，我国最优石油储备规模如何；市场供给不确定条件下，应该采取怎样的储备收储、释放和补仓策略；我国的石油储备行为会对市场产生何种影响？本文主要的创新性工作和结论如下：（1）突发性供给中断的经济影响。应用福利经济学、产业经济学的基础理论，从投入、产出、就业、福利、宏观经济结构等多个方面展开，对供给中断和价格冲击的经济影响进行分析。在文献研究的基础上，对中断损失进行了界定，明确将损失划分为直接损失和间接损失两类，并采用相应的函数进行描述。（2）最优关税和石油储备政策。分析了政策实施的成本和效益。在此基础上构建了关税-储备两阶段模型。应用模型和实际数据进行模拟研究，计算了不同需求弹性、中断概率条件下，我国的最优关税税率和石油储备规模。比较了不同政策的实施成本和减少潜在中断损失方面的优劣。研究认为当石油需求对价格缺乏弹性时，关税政策的潜在净收益随着税率的增长而增加较快；当石油需求弹性已经处于较高水平时，政策的净收益将显著下降，且同时实施两种政策的净收益大于单一政策收益。（3）战略石油储备收储策略。构建了石油储备收储策略动态规划模型，采用2009年月度近似数据研究了较短时域内我国的石油储备收储和释放策略，分析了我国收储行为对市场的潜在影响。研究认为当考虑收储的市场影响时，油价上涨将导致石油储备成本大幅度提高。基于对需求弹性的敏感性分析发现，当需求对价格缺乏弹性时，最优收储速率对价格的变化不敏感，但收储行为对油价拉升的作用会比较明显。（4）战略石油储备的释放和补仓策略。构建了随机动态规划模型研究无限时域条件下的战略石油储备的收储、释放和补仓策略问题。计算了不同价格和中断情景下的石油储备收储、释放和补仓策略。研究发现石油价格和市场中断概率决定储备边际成本，进而决定最优储备规模。当油价处于低位时应该扩大石油储备规模，且储量越高，最优吸储时间也应越长。市场期望以高概率发生连续中断时，应合理分配各阶段释放量，以实现总期望代价最低。