2012年数学建模第二次预选赛2011年5月7日－5月16日题目：B题（填写A或B题）参赛队员1参赛队员2姓名吕永龙冯登学号2011765820117641专业土木城轨2班土木城轨2班电话QQ1160842896552510432西南交通大学峨眉校区节能减排与大气环境相关问题摘要本文针对我国大气环境质量的综合比较，实施节能减排对大气质量的影响，2012年污染状况的预测，以及不实施节能减排，对我国大气环境趋势的预测。运用了求解权重的方法来量化指标，灰色预测模型和时间序列预测中的二次指数平滑法模型来进行预测。用matlab软件来进行求解，excel来处理数据及绘制图形与表格。得出海口、拉萨的大气环境质量最好，兰州和乌鲁木齐的大气环镜最差；乌鲁木齐的2012年大气污染最严重，大气环境质量最差；海口、拉萨的污染最轻，大气环境质量最好。问题一中，主要针对全国各省会城市的大气质量综合评价，我们进求解权重的方法，将2001～2012年的空气质量级别做为指标，用matlab软件最终得到污染指数，用excel绘出图象与表格，得出兰州和乌鲁木齐指数最高，海口、拉萨的指数最低（各省会每年的具体指数见附录）。针对2012年的污染情况进行分析，用灰色预测的方法建立模型，以07～11年数据为基础进行预测，matlab软件求解，excel绘图表，得出乌鲁木齐的2012年大气污染最严重（PM10、SO2、NO2含量分别为：），大气环境质量最差；海口（PM10、SO2、NO2含量分别为：141）、拉萨（PM10、SO2、NO2含量分别为：）的污染最轻，大气环境质量最好。问题二中，假如不采取节能减排，依照过去几年的数据，对我国大气发展趋势进行预测。我们采取1998～2006年的SO2、烟尘、粉尘做为预测的前期数据，用灰色预测的模型预测2007～2012年的数据和增长率。用matlab软件预测出数据，excel绘制图表，得出如果不采取节能减排，那么2007~2012年SO2排放量会明显的增长，烟尘的排放量基本保持不变，粉尘会缓慢的降低。（具体数据见正文）问题三中，要分析各省会城市在实施节能减排前后大气环境质量改善情况。我们运用时间序列预测中的二次指数平滑法模型来预测不实施节能减排各城市的污染指数，再用预测的指数减去实际的指数，就可得出各城市五年的总改善情况。用matlab软件进行预测数据的求解，excel绘制图表。得出长沙、南宁、昆明的改善最明显，合肥、西宁、乌鲁木齐不仅没改善，反而污染更严重。（具体数据见附录）本文最大的特色：运用灰色预测模型与二次指数平滑法预测模型，以及用后验差比对结果的检验，运用matlab软件求解，使求解更容易，并用excel绘制图表，使数据与趋势更直观。关键词：权重灰色预测二次指数平滑法预测matlabexcel一、问题提出节能减排与大气环境环境保护是重大民生问题，随着社会对环境保护的日益重视，人们越来越重视环境的改善，工业革命以来，世界各国尤其是西方国家经济的飞速发展是以大量消耗能源资源为代价的，并且造成了生态环境的日益恶化。节约能源资源，保护生态环境，已成为世界人民的广泛共识。我国从2007年8月起，中央财政开始实施节能减排工作，既是对人类社会发展规律认识的不断深化，也是积极应对全球气候变化的迫切需要。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。根据这两个指标，如中国GDP年均增长一成，五年内就需要节能六亿吨标准煤，减排二氧化硫六百二十多万吨、化学需氧量五百七十多万吨。试根据我国近年污染物总量减排和大气环境相关数据，并结合经济发展情况，根据附录中的数据，结合你们收集到的相关资料，建立数学模型，完成以下问题：1、建立模型对全国各省会城市的大气环境质量做出定量的综合评价，并对2012年各地区大气的污染状况进行分析比较。2、假如不采取节能减排，依照过去几年的主要统计数据，对我国大气环境的发展趋势做出预测分析。3、建立模型对节能减排实施前后各省会城市大气环境质量改善情况进行科学分析。二、基本假设1、假设评价空气质量的各指标间相互作用关系忽略不计；2、假设在预测模型中，在未来一年没有发生重大自然突变；3、假设从官方获取的各个省份的指标的统计数据信息真实可靠；4、假设题中数据为每年的统计平均值，能客观反映当年空气污染物浓度的实际情况；5、假设从2007年全国开始节能减排。三、符号说明符号意义单位备注K污染指数权重函数大气环境级别函数污染物的年平均浓度有原始数据一次累加数列第i年污染物的年平均浓度有原始数据一次累加数列a,u代表估值最大特征根权向量CI代表一致性指标RI代表随机一致性指标CR代表一致