2012数学建模苏北赛获奖论文1.doc

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煤炭消费量预测
摘要
本文是江苏省为了达到国家节能减排的目标,同时保证经济的可持续发展,则需要找出影响节能减排和经济增长的指标,分析各指标的影响情况,在使江苏省能够完成整个碳排放约束下节能目标和经济发展目标,建立数学模型,对江苏省碳消费量进行预测,并优化模型
问题一,通过对煤炭消费总量及第一、二、三产业煤炭消费量和所给数据的分析,建立回归方程模型,用Matlab编程得到相关系数R,得出影响江苏省煤炭消费量的指标有GDP增长,能源结构和产业结构。其中GDP的增长使能源的消耗增长,而煤炭消费量在能源结构中超过60%的比例。产业结构中第二产业耗煤炭量占总耗煤量的90%以上,并且第二产业GDP占总GDP的50%以上。因此减低煤炭消费量占能源消费量的比重能加快完成节能减排目标但会减低第二产业GDP增长,导致经济增长指标更难完成。
问题二,在基于灰色模型的基础上,对江苏省未来十年主要能源消费进行预测,根据结果对能源结构进行预测,发现不能满足碳约束条件。然后在能完成节能目标和经济发展目标的条件下对能源结构进行优化,得出2015年煤炭、石油、天燃气、%,%,%,%。%,能够满足指标。
问题三,对煤炭消费总量的预测我们直接采用问题二中的结果。三次产业GDP的增长和其煤炭消费量的相关性分析发现第一产业GDP的增长对煤的消费量几乎没影响,第三产业GDP的增长对煤消费量的影响非常小,所以我们假设在未来十年第一、三产业的耗煤量不变,。第二产业采用对数线性模型,得到弹性系数,用GM(1,1)模型预测GDP并计算每年的GDP增长率,由弹性系数预测出未来十年第二产业的耗煤量。,%,%,所以不能满足碳排放约束。最后我们在考虑满足节能目标和经济发展目标的条件下对2015年产业结构进行优化,得到结果为第一、二、%,%,%。
问题四,根据模型预测结果和优化结果,我们对江苏省节能、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:碳约束经济增长 GM(1,1)模型目标规划
目录
一、问题的提出和重述 0
二、问题的分析 0
三、基本假设 0
四、符号定义与说明 1
五、问题一模型的建立和求解 1
GDP与煤炭消费量的关系 1
煤炭消费量与煤炭调入量的关系 2
煤炭消费与能源的关系 2
产业结构与煤炭消费量的关系 3
六、问题二的模型的建立和求解 5
灰色预测模型GM(1,1)在江苏省能源消费量预测中的应用 5
灰色模型的说明 5
5
6
6
7
7
样本数据处理及江苏省石油、天然气消费量预测 7
对于江苏省未来十年的各种能源的预测 8
8
七、问题三的模型的建立和求解 9
建立模型与预测 9
预测结果分析及优化 10
合理性检验和优化 11
九、问题四的求解 12
十、模型的评价 12
12
13
模型的改进和推广: 13
十一、参考文献 13
十二、附录 14
14
求弹性系数matlab 14
一、问题的提出和重述
中国始终把可持续发展战略作为基本国策,转变以浪费资源和牺牲环境为代价的传统经济发展模式。为了遏制全球变暖,国务院关于印发《“十二五”节能综合性工作方案》,江苏省经济快速发展给环境造成巨大压力,并且付出了沉重的资源和环境代价。在这些背景下,江苏省战略性开发能源显得尤为重要和迫切。在以煤炭为主的化石能源的消费是引起环境压力的主要诱因。准确的把握煤炭消费的变化趋势,并且对煤炭未来需求量的精确预测,对指导江苏省煤炭生产工作,加速经济发展,响应国家低碳排放的要求有重要的意义。请用数学建模,根据碳排放约束并考虑经济发展目标求解江苏省煤炭消费量的预测问题。
影响煤炭消费总量的变化的指标是多方面的,首先找出影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三