碳排放約束下的江蘇省煤炭消費(fèi)量預(yù)測(cè) 數(shù)學(xué)建模.doc

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1、2012年河南科技大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽選拔承諾書我們仔細(xì)閱讀了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽選拔的規(guī)則.我們完全明白，在做題期間不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊(duì)外的任何人研究、討論與選拔題有關(guān)的問(wèn)題。我們知道，抄襲別人的成果是違反選拔規(guī)則的,如果引用別人的成果或其他公開的資料（包括網(wǎng)上查到的資料），必須按照規(guī)定的參考文獻(xiàn)的表述方式在正文引用處和參考文獻(xiàn)中明確列出。我們鄭重承諾，嚴(yán)格遵守選拔規(guī)則，以保證選拔的公正、公平性。如有違反選拔規(guī)則的行為，我們將受到嚴(yán)肅處理。我們選擇的題號(hào)是（從A/B/C中選擇一項(xiàng)填寫）：C隊(duì)員簽名：1.朱祖云2.馮朋帥3.

2、丁振日期：2012年8月29日2012年河南科技大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽選拔編號(hào)專用頁(yè)評(píng)閱編號(hào)（評(píng)閱前進(jìn)行編號(hào)）：評(píng)閱記錄（評(píng)閱時(shí)使用）：評(píng)閱人評(píng)分備注碳排放約束下的江蘇省煤炭消費(fèi)量預(yù)測(cè)摘要本文主要分析了江蘇省近幾年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)能減排、能源消費(fèi)等方面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，然后靈活運(yùn)用多種數(shù)學(xué)模型，對(duì)“十二五”期間及未來(lái)十年江蘇省的主要能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、煤炭消費(fèi)總量以及第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)煤炭消費(fèi)量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并且對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了優(yōu)化，為江蘇省的可持續(xù)發(fā)展提供一些意見和建議。問(wèn)題一：通過(guò)查詢大量的資料，我們確定了幾個(gè)影響江蘇省煤炭消費(fèi)總量以及第一、二、三產(chǎn)業(yè)煤炭消費(fèi)

3、量的主要指標(biāo)，例如，江蘇省地區(qū)生產(chǎn)總值，人口總數(shù)等。為了能具體表示各個(gè)指標(biāo)對(duì)這幾個(gè)消費(fèi)量的影響情況，我們對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，并建立了灰色關(guān)聯(lián)度模型，所謂關(guān)聯(lián)度是指事物之間，因素之間關(guān)聯(lián)性的度量，若得到的關(guān)聯(lián)度越大，表明該指標(biāo)對(duì)某個(gè)消費(fèi)量的影響越大。而對(duì)于江蘇省煤炭消費(fèi)總量及其占能源消費(fèi)量的比重、第一、二、三產(chǎn)業(yè)煤炭消費(fèi)量的變動(dòng)對(duì)節(jié)能、減排和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等指標(biāo)的影響，我們?nèi)匀皇褂没疑P(guān)聯(lián)度模型，通過(guò)Matlab軟件的計(jì)算，得到相應(yīng)的結(jié)果來(lái)反映各個(gè)指標(biāo)對(duì)目標(biāo)的影響大小。問(wèn)題二：首先我們要對(duì)“十二五”期間及未來(lái)十年江蘇省主要能源（煤炭、石油、天然

4、氣等）消費(fèi)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)附表中的數(shù)據(jù)，包括年份和對(duì)應(yīng)的各個(gè)量，建立了時(shí)間序列模型，先用Excel繪出散點(diǎn)圖，然后分別用加權(quán)移動(dòng)平均法、二次指數(shù)平滑法以及三次指數(shù)平滑法，預(yù)測(cè)出2010—2020年主要能源的消費(fèi)量，然后通過(guò)柱狀圖來(lái)直觀反映三大能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)。接下來(lái)要進(jìn)行優(yōu)化預(yù)測(cè)，建立線性規(guī)劃模型，把地區(qū)生產(chǎn)總值作為目標(biāo)函數(shù)，并與三大能源的消費(fèi)建立聯(lián)系，約束條件為碳排放和能耗指標(biāo)等，通過(guò)Matlab求解，得到優(yōu)化后的結(jié)果。問(wèn)題三：首先我們要對(duì)“十二五”期間及未來(lái)十年江蘇省煤炭消費(fèi)總量以及第一、二、三產(chǎn)業(yè)煤炭消費(fèi)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，由于影響此問(wèn)題的求解

5、因素具有不確定性，所以采用了灰色預(yù)測(cè)GM(1，1)模型，預(yù)測(cè)出2010—2020三大產(chǎn)業(yè)的煤炭消費(fèi)量以及全省煤炭消費(fèi)總量，并對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行殘差檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)、后殘差檢驗(yàn)。同樣，最后進(jìn)行優(yōu)化預(yù)測(cè)，建立線性優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)、約束條件和求解方法均與問(wèn)題二相同。問(wèn)題四：根據(jù)分析的結(jié)果和結(jié)論，我們就節(jié)能減排、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、低碳技術(shù)和政策體系等方面表達(dá)了自己的看法。本文通過(guò)合理運(yùn)用多種方法，利用已有的數(shù)據(jù)，對(duì)題中的各個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了探究，得到了預(yù)測(cè)結(jié)果和優(yōu)化結(jié)果，有一定參考意義。關(guān)鍵詞：節(jié)能減排灰色關(guān)聯(lián)度標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理時(shí)間序列線性規(guī)劃曲線擬合GM(1，1)

6、殘差檢驗(yàn)一、問(wèn)題重述1978年改革開放以來(lái)，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了舉世矚目的成就。2010年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到39.8萬(wàn)億元，躍居世界第二位，“十一五”期間實(shí)現(xiàn)GDP年均增長(zhǎng)11.2%。但是中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)是建立在高投入、高消耗、低效益的粗放型生產(chǎn)方式上，對(duì)中國(guó)的能源消耗和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了巨大的壓力。煤炭是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)能源，中國(guó)煤炭消費(fèi)量呈現(xiàn)指數(shù)形式增長(zhǎng)，從1953年的7145萬(wàn)噸到2010年的312236萬(wàn)噸，翻了近44倍。中國(guó)始終把可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作為基本國(guó)策，轉(zhuǎn)變以浪費(fèi)資源和犧牲環(huán)境為代價(jià)的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，因此在規(guī)劃經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展

7、主要指標(biāo)中，添加了單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗、單位地區(qū)生產(chǎn)總值二氧化碳排放、非化石能源消費(fèi)比重等重要指標(biāo)。2011年12月1日，國(guó)務(wù)印發(fā)了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》的通知，方案對(duì)目標(biāo)任務(wù)作了分解，明確了各地區(qū)單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放下降指標(biāo)，江蘇省的下降目標(biāo)是19%，略低于廣東省的19.5%。江蘇省“十二五”規(guī)劃中也給出了到2015年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重為7%左右的目標(biāo)。江蘇省的國(guó)土面積僅占全國(guó)1.1%，卻承載著占全國(guó)5.6%的人口，并且創(chuàng)造了全國(guó)10%的經(jīng)濟(jì)總量。但是，江蘇省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展已經(jīng)給環(huán)境質(zhì)量造成巨大的壓力，并且付出了沉

8、重的資源和環(huán)境代價(jià)，發(fā)展受到環(huán)境強(qiáng)烈的約束正在日益體現(xiàn)出來(lái)。江蘇省的資源嚴(yán)重短缺，從煤炭?jī)?chǔ)量來(lái)看，2010年基礎(chǔ)儲(chǔ)量14.23億噸，查明資源儲(chǔ)量36.