碳排放預測數(shù)學建模

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1、實用標準碳排放預測摘要碳排放問題在我國已引起廣泛的關注，為制定有效的碳減排路徑提供決策依據(jù)，現(xiàn)需對外來幾年的碳排放進行預測，題中需要我們采用多個模型進行預測，其中GM（1,1）、BP神經(jīng)網(wǎng)絡是必須采用的方法，第三種預測模型我們采用了多元線性回歸進行預測。模型一，GM(1,1)預測碳排放模型。本文收集了從1985—2010年26年的碳排放總量的數(shù)據(jù)，剛開始的時候?qū)?6年的數(shù)據(jù)都拿進去進行預測，但相對誤差太大，故考慮到減少一部分數(shù)據(jù)，降低相對誤差，最后利用1995—2010年的數(shù)據(jù)進行預測，相對誤差達到了9%。然后通過相

2、關度檢驗及后驗差檢驗都是非常好的。并且求解預測出將來5年的碳排放總量，結(jié)果在下表。模型二，BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測碳排放模型。在分析各項影響因素時，提取了下面七個因子：全國GDP、人口總數(shù)、城鎮(zhèn)化、第三產(chǎn)業(yè)所占比率、能源強度能源消費總量、煤炭煤炭石油所占百分比、實際碳排放。并且利用模型一GM(1,1)預測各因子2011年—2015年的數(shù)據(jù)，最后利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行預測，結(jié)果在下表。利用權(quán)重對各影響因素進行分析，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化及能源強度為主要影響因素。模型三，多元線性回歸預測碳排放模型。在分析各項影響因素時，提取了下面4個影響因子

3、：人均GDP、人口總數(shù)、城鎮(zhèn)化、能源強度能源消費總量。利用SPSS對各個因子進行擬合得到未來幾年的預測數(shù)據(jù)，然后利用多元線性回歸對未來幾年的碳排放進行預測.并且能源強度與城鎮(zhèn)化是主要影響因素。應用各模型對碳排放總量進行預測年份20112012201320142015GM(1,1)88.40396.616105.59115.4126.12BP88.03788.97487.74187.97485.807回歸94.2195104.8865117.1429131.2383147.4613現(xiàn)對上面的數(shù)據(jù)進行分析，只有BP神經(jīng)網(wǎng)

4、絡在未來是有下降的趨勢了，故有兩種可能，結(jié)合實際現(xiàn)對碳排放的控制逐漸上升，故BP預測有一定的可取性，在2011年中GM(1,1)與BP相近，故在此預測2011年的碳排放為88億噸左右。關鍵詞碳排放預測GM(1,1)BP神經(jīng)網(wǎng)絡多元線性回歸文檔大全實用標準1問題的重述中國是世界上能源生產(chǎn)與消費大國。碳排放問題在我國已引起廣泛的關注，“十二五”規(guī)劃中明確提出要“節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強度”。要實現(xiàn)這一目標，需要對碳排放的影響因素進行深入分析，構(gòu)建科學的預測模型來對未來碳排放進行預測，為制定有效的碳減排措施提供決策依據(jù)

5、。請先收集中國歷年碳排放及其影響因素的數(shù)據(jù)（收集至少近20年的相關數(shù)據(jù)），然后根據(jù)收集的數(shù)據(jù)建立至少3種定量預測模型（其中GM（1,1）和BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型必需，其它可考慮微分方程、多元回歸分析等）來對未來中國碳排放進行預測，并結(jié)合若干性能評價指標對模型進行分析比較，并指出影響碳排放的主要因素，向有關部門提出具體建議。2模型的基本假設1）所有收集的數(shù)據(jù)是真實可信的；2）假設只考慮對碳排放有影響的幾個主要因素可以對未來幾年的碳排放進行有效的預測，即可以暫不考慮那些次要的影響因素；3）假設我國碳排放是以某種趨勢變化的，無自

6、然的突發(fā)因素來影響碳排放；3符號說明：GM(1,1)中初始數(shù)據(jù)序列。：GM(1,1)中對累加數(shù)據(jù)序列。：GM(1,1)中的緊鄰生成序列。：GM(1,1)中相對誤差序列。：GM(1,1)中相關度檢驗殘差序列。：GM(1,1)中后驗差檢驗均方差比值。：GM(1,1)中后驗差檢驗的小概率誤差。：BP神經(jīng)網(wǎng)絡中輸入層節(jié)點數(shù)。：BP神經(jīng)網(wǎng)絡中輸出層節(jié)點數(shù)。：BP神經(jīng)網(wǎng)絡中隱層神經(jīng)元個數(shù)。：多元線性回歸中因變量碳排放總量。：多元線性回歸中自變量人口總數(shù)文檔大全實用標準：多元線性回歸中自變量城鎮(zhèn)化：多元線性回歸中自變量人均GDP：

7、多元線性回歸中自變量能源強度4模型的建立與求解4.1.問題分析我國是世界上能源生產(chǎn)與消費的大國，碳排放的問題在我國已經(jīng)引起廣泛的關注，“十二五”規(guī)劃中明確提出要“節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強度”。要實現(xiàn)這一目標，就需要對碳排放的影響因素進行分析，然后構(gòu)建預測模型對未來幾年的碳排放進行預測，從而為制定碳減排路徑提供決策依據(jù)?，F(xiàn)建立三個模型，分別對將來五年的數(shù)據(jù)進行預測，三個模型分別為GM(1,1)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡、回歸分析。4.2模型——模型一控制理論中信息的多少常常用系統(tǒng)顏色的深淺來表示，灰色介于黑白之間，即部分信息已

8、知，部分信息未知?；疑Ｐ停℅rayModel,GM）是通過數(shù)據(jù)序列建立微分模型來擬合給定的時間序列數(shù)據(jù)，從而對數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢進行預測?；疑３Ｓ玫哪Ｐ褪荊M（1，N）,其中，1代表微分方程的階數(shù)，N代表變量的個數(shù)是N個。本文中采用最簡單的灰色模型GM(1,1).4.2.1灰色GM(1,1)預測模型建模原理定理一：設序列，且為非負序列灰微分方