2015年五一数学建模论文

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1、2015年第十二届五一数学建模联赛承诺书我们仔细阅读了五一数学建模联赛的竞赛规则。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与本队以外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其它公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们愿意承担由此引起的一切后果。我们授权五一数学建模联赛赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行

2、公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。我们参赛选择的题号为（从A/B/C中选择一项填写）：B我们的参赛报名号为：参赛组别（研究生或本科或专科）：所属学校（请填写完整的全名）参赛队员(打印并签名)：1.2.3.日期：2015年5月3日获奖证书邮寄地址：邮政编码：收件人姓名：联系电话：2015年第十二届五一数学建模联赛编号专用页竞赛评阅编号（由竞赛评委会评阅前进行编号）：评阅记录评阅人评分备注裁剪线裁剪线裁剪线竞赛评阅编号（由竞赛评委会评阅前进行编号）：参赛队伍的参赛号码：（请各参赛队提前填写好）：2015年第十二届五一数学建模

3、联赛题目：空气污染问题摘要本文研究了空气污染问题的主要污染因素及其模型刻画。针对问题一：建立空气质量指数模型和主成分分析模型。主要考虑PM2.5，PM10,二氧化碳，计算出指标权重分别为0.64、0.22、0.14,建立主成分分析模型。重点建立空气质量指数模型：，得出AQI的数值。针对问题二：影响空气污染主要污染源有燃煤、机动车和工业污染。污染源各自的特征：燃煤向大气排放二氧化硫，机动车排放微尘（见图2.（1.2.3）），得出PM10为主要污染源。针对问题三：建立单污染源高斯扩散烟云模型。考虑单污染源，建立高斯扩散烟云模型：，具体讨论了地面气体轴线的气体浓度：，

4、通过matlab得出污染源扩散浓度：8点、12点、21点的值大致分别为314、153、112，并绘出浓度扩散分布图。针对问题四：建立多污染源空气污染扩散模型。首先考虑汽车排放主要污染成分及总量，利用虚拟点源法，得到16日二环、四环、六环在8点、12点、21点的值。根据公式绘出浓度梯度变化图。（见图4-2，4-3，4-4）关键词：主成分分析法高斯扩散模型虚拟点源法汽车尾气空气污染一、问题重述近十年来，我国GDP持续快速增长，但经济增长模式相对传统落后，对生态平衡和自然环境造成一定的破坏，空气污染的弊病日益突出，特别是日益加重的雾霾天气已经干扰到社会的出行秩序和生活

5、质量。还居民一个蓝天，已经首要任务，空气污染问题亟待解决。本文需要解决的问题有如下几点：（1）参考现有国标和美标，建立衡量空气质量优劣程度等级的数学模型。（2）查找数据并列出京津冀地区主要污染源及其污染参数，分析影响空气质量的主要污染源的性质和种类。（3）建立单污染源空气污染扩散模型，描述其对周围空气污染的动态影响规律。（4）建立多污染源空气污染扩散模型，并以汽车尾气污染源为例求解分析污染浓度梯度变化及北京时实空气质量等级。（5）根据模型和求解结果，分析总结影响空气质量的关键参数，给环保部分提出实现“APEC”蓝天的可行性措施和建议。二、问题假设1.假设24小时

6、内污染源排放浓度是均匀的；2.把某些混合污染源作为只排放某一类污染物的污染源；3.高斯模型假设（见问题三）；4.虚拟点源假设（见问题四）。三、符号说明任意点污染源浓度延期中心轴在直角水平方向上到任意点的距离从地面到任意高度废气排放时间竖向扩散系数，污染物在方向分布的标准偏差，是距离的函数侧向扩散系数，污染物在方向分布的标准偏差，是距离的函数排放口的平均风度四、问题分析问题一分析：空气污染质量指数是通过多个指标来进行测量评估的，为使建立的模型能够客观，准确地对空气污染质量做出全面的评价，要求：（1）能够消除指标之间可能存在的相关性，以避免数据的重叠冗余。（2）参考

7、已有的空气污染质量指数计算方法，分析国标和美标差别。（3）根据主成份分析法，确定不同指标对空气污染影响的权重。问题二分析：根据有关数据（见附录），查出京津冀地区主要污染源及其污染参数，借助问题一已建立的数学模型分析出影响空气质量的主要污染源的性质和种类。-14-问题三分析：通过高斯扩散模型得出气体扩散方向，计算地面废气气体浓度，通过扩散系数可知主风方向的废气浓度为主要浓度，从而令为0算出地面气体轴线的浓度。由时间和风速可得到废气扩散的范围，从而测出每点的废气浓度，测出早中晚的空气污染浓度分布和空气质量等级。问题四分析：采用连续面源的扩散，将城市作为面源来处理，即

8、将城市化分成若干正方型，