碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测大学生数学建模竞赛

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1、承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.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）与队外的任何人（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他公开的资料（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，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名

2、）：参赛队员(打印并签名)：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测摘要本文针对江苏省未来煤炭能源的需求预测问题，通过对历年煤炭消费数据进行分析，建立多个预测模型；通过分析不同产业煤炭消费量与各个指标的关系，对江苏省煤炭消耗进行预测及优化，预测未来若干年能

3、源消费结构的结论，在此基础上提出相应的能源开发政策意见和节能减排工作建议。针对问题一，首先以节能、减排、产业结构、煤炭供应量和经济增长五个指标为研究对象，运用层次分析法，得到产业结构对江苏省煤炭消费总量和第二、三产业的煤炭消费量影响最大，经济增长对第一产业的煤炭需求量影响最大；然后用SPSS对第一、二、三产业的耗煤量和GDP进行相关性分析，确定其各产业耗煤量变动对经济增长的影响，并建立多元线性回归模型，解释煤炭耗能比、总煤炭消耗变化、二产业耗煤变化同经济增长率之间的关系为回归方程为，并根据回归方程系数分析其不同产业耗煤量变化对经济的影响。针对问题二，首先分析历史能源消费数据特征，通过

4、灰色预测和最小二乘法的比较，最终选择GM（1,1）模型预测十二五时期以及未来十年的能源消费结构；然后以单位生产总值耗能量为目标，以碳排放约束、节能约束、GDP增长约束、非负约束为条件，建立非线性规划模型，对能源消费结构进行优化。针对问题三，首先利用MATLAB画出煤炭消费量，分析第一、二、三产业耗煤量的变化趋势，建立Logistic模型预测煤炭消费量和第二产业的耗煤量，利用时间序列分析预测第一、三产业的耗煤量；然后进行模型的合理性分析和结果的合理性检验；最后根据预测结果，结合节能目标和经济增长目标，对耗煤结构进行优化。针对问题四，根据问题一、二、三的分析的结论，就煤炭对各个对各经济、

5、环境指标的影响，考虑到江苏省能源瓶颈、资源环境承载力、经济持续发展，分别从节能、减排和煤炭消费方面，提出适当调整能源结构、保证经济绿色发展的意见和建议。最后，我们就模型存在的不足之处提出了改进方案，并对优缺点进行了分析。关键词层次分析法多元线性回归GM（1,1）非线性规划Logistic模型一、问题重述随着经济的发展，全球气候变暖逐渐成为威胁人类生存发展的巨大问题，为此，联合国、国际性组织和世界各国政府展开了积极的努力。其中最重要的原因就是二氧化碳的排放，从节能指标到二氧化碳减排指标的确立，中国政府已经把能源环境问题上升到从未有过的高度，现以江苏省为例，进行碳排放约束下的煤炭消费量预

6、测。江苏省占全国1.1%的国土面积，却承载着全国5.6%的人口，而且创造了全国10%的经济总量。然而，经济快速发展给环境质量造成了巨大的压力，并付出了沉重的代价，发展受到环境强烈的约束正在日益体现出来。江苏省的资源严重短缺，煤炭资源储量仅占全国的2.7%，但是，消费量却很高。由于我国煤炭生产基地逐步西移，使得江苏未来煤炭组织能力进一步降低，江苏的经济增长与煤炭资源紧缺的矛盾突出，而且单位经济产值的主要污染物排放量均超过全国平均水平，江苏省面临的能源瓶颈、环境承载力等环境资源约束日益增多，煤炭资源匮乏而煤炭消费总量逐年增长，煤炭消耗问题成为影响江苏经济发展的重要因素。因此，解决好未来江

7、苏巨大的煤炭供需缺口，分析预测江苏未来的煤炭消费，可以为江苏战略性能源开发供应提供依据，从而保证全省经济社会的绿色发展。基于以上情况，根据附录中的数据，并结合相关资料，需要建立数学模型，解决以下问题:（1）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有哪些？各指标对江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的影响情况怎样？江苏省煤炭消费总量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怎样的影响