苏北建模联赛优秀论文

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1、2012年第九届苏北数学建模联赛题目碳排放约束下的江苏省碳排放消费预测摘要本文对江苏省煤炭消费量等数据建立模型进行分析，为江苏省节能、减排目标的实现路径以及能源消耗结构的调整、煤炭消费政策的确立提出意见和建议。针对问题一，首先确定节能、减排、煤炭需求量、经济增长和产业结构五个指标，层次分析模型，得出产业结构对江苏省煤炭消费总量和第一、二、三产业煤炭消费量的影响最大。然后，分析江苏省煤炭消费总量占能源消费量的比重、三次产业的煤炭消费量、三次产业对经济的贡献情况得出，第一、三产业煤炭消费量相比第二产业对经济增长影响不大，若减少第二产业煤炭消费量，经济增长速度会减

2、慢，但对于节能、减排和产业结构调整会非常有利。针对问题二，首先对主要能源的消费量进行灰色预测，从预测结果中选取代表性数据进行消费结构预测分析，得出：“十二五”期间能源消费结构依旧是以煤炭为主，未来十年内，煤炭消费占据主导地位，石油和天然气消费量所占比重上升，其中天然气消费量比率大幅度上升。然后，用多目标优化方案对预测结果进行优化，发现“十二五”期间煤炭消费量下降5.7%，天然气和石油消费量大幅度增加。未来十年内，江苏省能源消费结构逐渐有以煤炭为主向多元结构并重发展的趋势，其中，天然气消费量上升趋势非常明显。针对问题三，首先建立模型对“十二五”期间以及未来十年

3、的煤炭消费量进行预测，求出煤炭消费总数：然后运用线性规划进行优化分析，得到三次产业中煤炭消费量之比为：。针对问题四，根据问题一、二、三的分析的结果和结论，对江苏省节能、减排目标的实现路径以及能源结构调整、煤炭消费政策等方面提出意见和建议。关键词层次分析模型灰色预测多目标优化模型线性规划20一、问题重述自改革开放以来，中国经济发展取得了巨大的成就，但经济的高速发展是建立在高投入、高消耗、低效益的粗放式生产方式上，以煤炭消费为例，从1953年到2010年，煤炭消费量翻了将近44倍。江苏省作为全国经济大省，创造了全国10%的经济总量，快速发展的经济已经给环境质量造

4、成了巨大的压力，从煤炭的产量和需求量上来看，江苏的经济增长与煤炭资源紧缺的矛盾日益突出。2012年2月24日我国国家发改委副主任、国家能源局局长刘铁男在中国全国煤炭工作会议上提出，中国煤炭工作要把握好保障煤炭市场平稳运行，合理控制煤炭消费总量。因此，分析预测江苏省未来的煤炭消费，对于江苏经济的可持续发展具有重要意义。本题要求，根据所给出的相关数据，结合收集到的资料，建立合理的数学模型，解决以下四个问题：（1）确定影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的指标，分析各指标对江苏省煤炭消费总量以及三个产业煤炭消费量的影响情况，并讨论江苏省煤炭消费总量

5、及其占能源消费量的比重、第一、二、三产业煤炭消费量的变动对节能、减排和经济增长等指标产生的影响；（2）在整个碳排放的约束下，考虑节能目标和江苏省经济发展目标，建立数学模型，对“十二五”期间及未来十年江苏省主要能源（煤炭、石油、天然气等）消费的结构进行预测和优化；（3）在整个碳排放约束下，考虑节能目标和江苏省经济发展目标，建立合适的数学模型，对“十二五”期间及未来十年江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量进行预测和优化，并对预测模型和预测结果的合理性进行检验和说明；（4）根据分析的结果和结论，对江苏省节能、减排目标的实现路径以及能源结构调整、煤炭消费

6、政策等方面提出意见和建议。二、问题分析2.1对于问题一的分析问题一有三个小问，因为前两个小问联系性很强，都是围绕指标展开研究，所以放在一起研究。对于影响煤炭消费量的指标，通过查找相关文献资料，确定为节能、减排、经济增长、煤炭需求量和产业结构这五个。可以发现第一、二、三产业煤炭消费量的总和即是江苏省煤炭消费总量，因此建立层次分析模型来解决。目标层定为江苏省煤炭消费总量，准则层共有三项，分别为第一产业煤炭消费量、第二产业煤炭消费量和第三产业煤炭消费量，措施层的五个即是影响煤炭消费量的五个指标。问题一的第三个小问要求讨论江苏省煤炭消费总量及其占能源消费量的比重、第

7、一、二、三产业煤炭消费量的变动对节能、减排和经济增长等指标的影响情况。首先，需要求出江苏省煤炭消费总量占能源消费量的比重，然后分析三次产业对经济的贡献及拉动情况，接着讨论三次产业的煤炭消费量。根据这些分析结果，得出最终结论。2.2对于问题二的分析问题二要求以整个碳排放约束为前提，考虑节能目标和江苏省经济发展目标，来预测并优化主要能源消费结构。首先需要对主要能源消费结构进行预测，通过原题中所给1985-2010年江苏省主要能源消费量，用灰色预测模型对“十二五”期间以及未来十年煤炭、石油、天然气的消费量进行预测。得出预测结果后，20选用主要年份的数据，分析主要能

8、源消费的结构。因为对主要能源消费结构进行优化时，需要