内容发布更新时间 : 2024/5/21 1:21:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
南京理工大学数学建模竞赛
承 诺 书
我们仔细阅读了全国大学生数学建模的竞赛规则（http://www.mcm.edu.cn）。 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，我们愿意承担由此引起的一切后果。
我们的参赛（报名）队号为：
参赛组别：本科组
参赛队员 (先打印,后签名,并留联系电话) ： 队员1（队长）： 队员2： 队员3： 姓名（打印） 签名(手写) 联系电话
南京理工大学数学建模竞赛
题 目 节能减排
摘要
本文通过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，并对未来各地区大气的污染状况进行分析比较。经过查阅资料得到大量数据，利用MATLAB软件编写程序计算得到了各城市的空气质量综合评价模型；通过曲线拟合和灰度预测模型，分别预测出了未来空气质量的趋势，并比较实际数据得到较好的模型 ；利用EXCEL软件将各城市每年的空气质量绘制成各种图表，给人更加直观的感受。
在大气环境质量的量化问题上，通过计算空气质量指数AQI来综合评价各城市的空气质量。利用MATLAB软件编写程序计算得到结果，如2010年空气质量最好的三个城市为海口、拉萨、呼和浩特，其AQI分别为40、48、59；空气质量最差的三个城市为兰州、乌鲁木齐、西安，其AQI分别为10.5、91.5、88。在空气质量预测问题上，我们分别尝试了曲线拟合与灰度预测两种方法，将2011年的预测值和实际值比较，发现灰度预测在数据量较少情况下更具有优势。基于此在后续问题处理上都沿用了灰度预测模型，并预测了2012年的空气质量指数和不节能减排情况下2007至2011年的空气质量指数。
解决问题3、4时，用之前建模得到的数据，用EXCEL软件绘制图表，清晰直白的分析节能减排对大气环境质量改善所起作用，文章的最后给出了下一步实施节能减排提出建议。
关键字：AQI MATLAB 灰度预测
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一、问题的提出
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、建立模型分析讨论节能减排对大气环境质量改善所起作用。
4、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。
5、对下一步实施节能减排提出建议。
二、问题分析
如题所述，环境问题是重大的民生问题，就我国而言，我们在发展经济的同时往往忽略了对环境的保护。而今人们对环境的重视程度逐步提升，节约能源资源，保护生态环境，已成为世界人民的广泛共识。
本题就是对我国环境质量以及我国主动采取环保措施的效果进行统计与分析：
对于问题一中的综合评价各省会城市的大气环境质量，通过查阅《中国统计年
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鉴》和《环境空气质量指数（AQI）技术规定》，获取相关数据及的计算公式，得出各省会城市在各年的大气环境质量。对于问题一中的预测2012年大气的污染状况，可以通过数值方法估测2012年的空气质量指数，从而反映2012年的环境质量。 问题二要求依照过去几年的主要统计数据预测出假如2007年不采取节能减排措施时我国大气环境的发展趋势。利用2003到2006年的数据即可做出预测。 问题三和问题四可以合并为一个问题：讨论节能减排对大气环境质量改善所起作用并对改善情况进行科学分析。为解决此问题，可以将利用2003至2006年的数据所得的2007至2011年的不节能减排的预测值与这些年的实际空气质量指数值相对比并分析。
问题五是对下一步实施节能减排提出建议。此问题是根据问题三和四对节能减排政策实施的效果的分析而得的。
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