《基于江门市大气污染主要成分历年数据的预测数学模型.doc

五邑大学数学建模课程论文考核成绩 2011-2012学年度第一学期 论文题目 总分 学号 姓名 专业 评审记录 评审项目 分值 评审分数 摘要 20分 模型假设 15分 模型建立 15分 模型求解 15分 文字表达 10分 综合评价 25分 基于数学模型 摘要 是国家环保模范城市，但现实中的江门市，其环保工作是十分令人失望的，市中心，市区工厂的各种偷排令市中心空气污染十分严重，尤其是晚上，简直令人窒息市中心的甘化厂、电化厂、玻璃厂、溶剂化工厂等，还有不少转制留下的各种厂场被租给私人从事各种污染生产本题要求我们第一个问题，我们GM(1,1)预测模型，预测到了2010- 2012年各类污染物的对应的日均值，通过Matlab软件绘制出三种污染物的相应趋势变化散点折线图，得出三种染污的整体变化趋势为逐年减少，。加上通过GM(1,1)预测模型得出的结果。通过API空气质量评价模型，计算出江门市从2003-2012年每年对应的API（空气污染指数）值，进行空气质量状况评价，从而得出了江门市各年空气状况为：良，主要空气污染物应为可吸入颗粒物，最后对整个模型结果进行了总结以及原因简要说明。 对于第二个问题，根据第一问所关键词：GM(1,1)预测模型 Matlab软件 散点折线图 API空气质量评价模型 大气污染报道 提出防治措施 一、问题重述 2004年4月29日全国人大通过了《中华人民共和国大气污染防治法》，从另一个方面说明大气污染已经引起人们的广泛关注。 江门市是国家环保模范城市，但现实中的江门市，其环保工作是十分令人失望的，市中心，市区工厂的各种偷排令市中心空气污染十分严重，尤其是晚上，简直令人窒息市中心的甘化厂、电化厂、玻璃厂、溶剂化工厂等，还有不少转制留下的各种厂场被租给私人从事各种污染生产 试就以下两个问题给出自己的解答： 1）.查阅相关资料，建立江门市大气污染模型； 2）.根据建立的模型，提出解决大气问题的措施或策略，写成一篇短小的报道性文章（500字左右）。 二、问题分析 GM(1,1)预测模型，预测到了2010- 2012年各类污染物的对应的日均值预测值。建立API空气质量评价模型，对江门市往年以及预测的年份进行空气质量评价。通过Matlab软件绘制出各个年份各种污染物对应的污染日均值以的散点折线图，得出各类污染物的预测变化趋势。绘制出各个年份对应的API散点折线图，得出API的预测变化趋势。 问题二中，根据第一问所三、基本假设 四、符号说明 符号 意义 单位 ( i ) 从2003年起对应第i年的二氧化氮的日均值 ( i ) 从2003年起对应第i年的可吸入颗粒物的日均值 从2003年起对应第i年的空气污染指数(API) 无 随机误差(预测值与实际值的残差) 注：没有说明的符号将在出现处补充说明。 式中：与：在API分级限值表（见附件1:表2）中最贴近C值的两个值，为大于C的限值，为小于C的限值。 与：在API分级限值表（见附件1:表2）中最贴近I值的两个值，为大于I的值，为小于I的值。?选取API分指数最大值为全市API。全市主要污染物的选取各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该项污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物API = 五、模型建立与求解 问题一： 图5.1 图5.2 图5.3 分析图线发现，在这7年的江门市空气污染中，二氧化硫年日均值在2005年的时候达到这7年内的最大值0.043，而二氧化氮以及可吸入颗粒物的最高年均浓度均在2003年达到最大值0.05以及0.085，查阅历史相关资料，发现2003年江门围绕市第十次党代会提出的“工业强市”、“环境优市”发展战略，积极促进江门市内的工业发展有密切联系，而2003年正好是全球非典爆发的年份，江门也出现了大面积的感染，这由侧面反映出城市空气污染与疾病传染有着密切联系。根据上述三个图线的趋势粗略预测，2010-2012年江门市空气中二氧化硫，二氧化氮，可吸入颗粒物的浓度年日均值应该呈下降趋势。 但是由于本身可用的样本数据较少（只有7年的数据），若用回归线性拟合，得到的数据结果误差相对较大，因此考虑用灰色理论建立GM(1,1)预测模型估计2010-2012年的三大污染主要物浓度年日均值。 为了验证我们的初步判断，以下分别建立江门市空气中二氧化硫，二氧化氮，可吸入颗粒物的浓度年日均值的GM(1,1)预测模型估计2010-2012年的浓度年日均值。 5.2建立二氧化硫浓度年日均值的GM(1,1)预测模型 (1)级比检验 建立二氧化硫浓度年日均值