20##届校内数学建模报告论文

题目名称：低碳环境下城市经济发展的评估及考量                         

论文作者： xxx                     

所属学院：财会金融学院                           

  

浙江经济职业技术学院数学建模基地组委会制

二○##年五月

20##届校内数学建模报告论文

题 目       低碳环境下城市经济发展的评估及考量 

摘       要

    随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的全球气候变暖问题开始成为各国首脑关心的重要问题。发展以低能源、低污染、高效益为基础的“低碳经济”正在成为全球的共识。低碳经济是以低能源、低排放、低污染、高效益为特征的新的发展模式。本文基于对低碳经济的研究现状构建了城市低碳经济发展综合评价指标体系，运用层次分析法对各城市的低碳经济发展进行了综合评价，通过比较分析，可以看出各城市低碳经济发展所处的水平。

关键词：低碳经济；层次分析法;   评价

目    录

一、问题的提出................................................................................

二、问题的假设................................................................................

三、模型的分析................................................................................

四、模型的建立

4.1 建立层次结构模型.................................................................

4.2 构造判断矩阵.........................................................................

  4.3计算权重..................................................................................

五、计算五个城市考核结果...........................................................

六、建立五大城市的等级级别........................................................

七、低碳经济倡议书........................................................................

一、问题的提出

 转向低碳化的经济增长模式，是中国的一个战略选择。低碳经济是继蒸汽机、电气、原子能空间技术和新能源之后的第五次产业革命，也是未来生态文明社会的游戏规则，必将深刻影响当今社会的生产方式和生活方式。对中国而言，走低碳化发展道路，要求发挥政府、企业和公众相互制衡、相互激励的正向促进关系；大力推行需求方管理政策，运用市场化手段节能减排，理性地发展新能源和可再生能源。

    虽然目前低碳研究是热点问题，但大部分的研究主要是从各个领域多角度地进行单方面的剖析，对城市低碳经济的评价体系研究几乎是空白。根据网络资源及书刊等相关资料，完成以下几个问题：

建立低碳经济的评价指标体系，模型能够对不同的城市进行定量的综合评判。以杭州、北京、上海、深圳、重庆五大城市为例，利用建立的模型对这五大城市的低碳经济进行评估得到他们低碳发展水平的排序。

在上述科学评价指标原则基础上，根据第一问中影响低碳经济的主要影响因子，建立低碳社区、低碳城市的等级，确定第一问中五大城市的等级级别。

根据以上两问的分析，给政府决策者撰写一份800字左右的低碳经济倡议书。

二、问题的假设

1、所给数据具有代表性，且认为是准确可靠的。

2、假设对各个因素的评价互不影响。

3、假设20##年各城市的评价因素没有发生重大变化，不考虑突发事件。

              三、问题的分析

低碳经济具有经济性、技术性和目标性三大特征。首先是经济性：低碳经济的经济性体现在其发展路线和人们的生活方式上。其发展模式相对于高碳经济，要求摒弃传统经济发展模式，以低碳发展为发展方式，以碳中和技术为发展方法的绿色经济发展模式。同时，改变传统消费模式和生活方式，充分发掘消费和生活领域节能减排的巨大潜力，但不应导致人们的生活条件和福利水平明显下降。其次是技术性：低碳经济是发展低碳经济的重要支撑，低碳技术包括对现有能源技术的改造；在 可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术；能源效率技术等。但是目前总体技术水平落后输我国发展低碳经济的严重阻碍。

我们查找了一些资料进行分析

⑴根据中国环境监测总站发布的消息，全国重点城市空气质量状况如下：

城市名称  污染指数  首要污染物  空气质量

级别   状况

北京    １１７  可吸入颗粒物    Ⅲ１  轻微污染

上海      ３８    ━━━━              优

杭州     ２８    ━━━━        Ⅰ      优

深圳      ７１  可吸入颗粒物     Ⅱ      良

重庆     ７９   可吸入颗粒物     Ⅱ      良

⑵根据网上资料绘制的图表

⑶我们选取的5个20##年中国个省市区城市管理与人居环境指数排名

数据来源：主要数据来自中国国家统计局《中国统计年鉴20##-2009》。北京市工业烟尘排放量的统计口径自20##年起发生了变化，燃煤锅炉集中改造，将生活源中的部分烟尘划分到工业烟尘统计中，使北京市工业烟尘排放量骤升。

⑷20##年113个城市城市空气质量信息公开指数（AQTI）评价总分及排名

⑸各污染物所占AQTI分值

  20##年113城市AQTI评价总分和分项得分表

⑹20##年全国省会及直辖市城市空气质量排名

1 海口2 昆明3 拉萨4 广州5 福州6 南宁7 贵阳8 呼和浩特9 南昌10 长春11 长沙12 上海13 银川14 杭州15 沈阳16 重庆17 天津18 石家庄19 成都20 南京21 济南22 西宁23 哈尔滨24 郑州25 太原26 武汉27 西安28 合肥29 北京30 乌鲁木齐31 兰州

四、模型的建立

 4.1 建立层次结构模型

  层次分析法（Analytic Hierarchy Process简称AHP）是将决策总是有关的  元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。

原理：人们在进行社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统分析中，面临的常常是一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂而往往缺少 定量数据的系统。层次分析法为这类问题的决策和排序提供了一种新的、简洁而实用的建模方法。

运用层次分析法建模，大体上可按下面四个步骤进行：

（i）建立递阶层次结构模型；

（ii）构造出各层次中的所有判断矩阵；

（iii）层次单排序及一致性检验；

（iv）层次总排序及一致性检验。

    通过借鉴国内外相关研究文献及专家建议，按照系统性、可操作性、目标性等原则，本文尝试构建了城市低碳经济评价指标体系，如下表所示

 4.2 构造判断矩阵

判断矩阵A-C

判断矩阵C1-P      

判断矩阵C2-P   

判断矩阵C3-P

判断矩阵C4-P

计算判断矩阵 A-C 的特征值与特征向量

⑤计算相容性指标

C•I=(λmax)/(n-----------------------------------------5

  =(4.0104-4)/3=0.0035

讨论

完全相容时λ=n。 n---矩阵的阶数，此时λmax=0

         (b) λmax越接近于0相容性越好。只要满足C•R=CI/RI≤0.1则相容。

C•R=0.0035/0.89=0.0039＜0.1

计算判断矩阵C1-P 的特征值与特征向量

由matlab计算得：

特征向量                W=(0.4723,0.2854,0.0727,0.1697)T

最大特征根              λmax=4.04746

相容性指标                  C•I=0.01582

          CR=0.0176＜0.1

计算判断矩阵C2-P 的特征值与特征向量

由matlab计算得：

特征向量                W=(0.0660,0.1844,0.1063,0.4589,0.1844)T

最大特征根              λmax=5.0567

相容性指标                  C•I=0.0142

          CR=0.0127＜0.1

计算判断矩阵C3-P 的特征值与特征向量

由matlab计算得：

特征向量                W=(0.1042,0.6372,0.2583)T

最大特征根              λmax=3.0385

相容性指标                  C•I= 0.1193

          CR=0.0332＜0.1

计算判断矩阵C4-P 的特征值与特征向量

由matlab计算得：

特征向量                W=(0.429,0.429,0.142)T

最大特征根              λmax=3

相容性指标                  C•I= 0

          CR=0＜0.1

4.3计算权重

首先计算组合权值，见下表

P      C      C4          C3        C2        C1         P层组合权值

            

,0.2270       0.1223      0.2270       0.4236,        

P1                                           0.4723         0.2001

   

P2                                           0.2854         0.1209

P3                                           0.0727         0.0308

P4                                           0.1697         0.0719

P5                                 0.0660                      0.0150

P6                                 ,0.1844                      0.0419

P7                                 ,0.1063                      0.0241

P8                                 0.4589                      0.1042

P9                                 0.1844                      0.0419

P10                        0.1042                                   0.0127

P11                     0.6372                                   0.0779

P12                     0.2583                                   0.0316

P13         0.429                                                  0.0974

P14         0.429                                                  0.0974

P15         0.142                                                  0.0322

根据计算的权值进行排序，见下表

排序号                 P层                         权值

1                     公众低碳理念p1                  0.2001

2                     公众环保意识p2                  0.1209

3                     低能耗建设比例p8                0.1042

4                      森林覆盖率p13                           0.0974

5                      人均绿地面积p14                 0.0974

6                      政府支持力度p11                          0.0779

7                      温室气体排放的控制程度P4         0.0719

8                      高碳产业转型力度p6               0.0419

9                     工业废水重复利用率p9              0.0419

10                    建成区绿地覆盖面积p15             0.0322

11                    相关法律法规健全程度p12           0.0316

12                    公众对环保的满意度p3              0.0308

13                    城镇污水处理率p7                  0.0241

14                    清洁能源的比例P5                  0.0150

15                    环保宣传力度p10                   0.0127

五、计算五个城市考核结果

六、建立五大城市的等级级别

从上表可分析得出吧杭州、北京、上海、深圳、重庆五大城市，的总分分别是84、77、101、106，而它们相对应的加权分分别是5.9674、5.493、7.0873、7.6421、5.9823利用建立的模型对这五大城市的低碳经济进行评估后你，得到他们低碳发展水平的排序从优到良是：深圳、上海、重庆、杭州、北京。

七、低碳经济倡议书

要实现低碳经济，不可忽视个人的力量。加强每个人的低碳理念和环保意识至关重要。因此加强宣传力度是不可或缺的。科技的进步和政府的决策也在这个进程中发挥着举足轻重的作用。

第一建立应对气候变化的法律法规，形成低碳发展的长效机制。
走低碳发展之路，制度创新和技术创新是关键。因此，我国应开展“应对气候变化法”立法可行性研究。在相关法规修订中，增加应对气候变化的有关条款。如可以在规划、项目批准、战略环评的技术导则中加入气候影响评价的相关规定，逐步建立应对气候变化的法规体系。应加强管理能力建设，提高各级政府、企业及公众适应和减缓气候变化的能力。
探索建立有利于应对气候变化的长效机制与政策措施，从政府、企业和公众参与等方面推动低碳转型。借鉴国外发展低碳经济的经验和教训，制定气候变化国家规划，在条件相对成熟时创建碳市场，研究制定价格形成机制；制定财税激励政策，综合考虑能源、环境和碳排放的税种和税率，引导企业和社会行为，形成低碳发展的长效机制。
第二，建设低碳城市和基础设施，为我国未来的低碳发展创造条件。
将低碳理念引入设计规范，合理规划城市功能区布局。在建筑物的建设中，推广利用太阳能，尽可能利用自然通风采光，选用节能型取暖和制冷系统；选用保温材料，倡导适宜装饰，杜绝毛坯房；在家庭推广使用节能灯和节能电器，在不影响生活质量的同时有效降低日常生活中的碳排放量。我国一些地方特别是有些城市发展低碳经济的热情很高，应该出台相关的指导意见，规范低碳经济的内涵、模式、发展方向和评价体系等。
重视低碳交通的发展方向。加强多种运输方式的衔接，建设形成机动车、自行车与行人和谐的道路体系；建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率；加强智能管理系统建设，实行现代化、智能化、科学化管理；研发混合燃料汽车、电动汽车等新能源汽车，使用柴油、氢燃料等清洁能源，减轻交通运输对环境的压力。
第三，加强国际合作，形成低碳研发技术体系。
走低碳发展道路，技术创新是核心。应采取综合措施，为企业发展低碳经济创造政策和市场环境。应研究提出我国低碳技术发展的路线图，促进生产和消费领域高能效、低排放技术的研发和推广，逐步建立起节能和能效、洁净煤和清洁能源、可再生能源和新能源以及森林碳汇等多元化的低碳技术体系，为低碳转型和增长方式转变提供强有力的技术支撑。应进一步加强国际合作，通过气候变化的新国际合作机制，引进、消化、吸收先进技术，通过参与制定行业能效与碳强度标准、

标杆，开展自愿或强制性标杆管理，使我国重点行业、重点领域的低碳技术、设备和产品达到国际先进乃至领先水平。

第四，提高认识，鼓励利益相关方参与。
低碳发展不但是政府主管部门或企业关注的事情，还需要各利益相关方乃至全社会的广泛参与。由于气候变化涉及面广、影响大，因此，应对气候变化首先需要各政府部门的参与，同时需要不同领域不同学科专家共同参与，加强研究、集思广益、发挥集体智慧。同时，应加强相关的舆论宣传。
总之，发展低碳经济，是我们转变发展观念、创新发展模式、破解发展难题、提高发展质量的重要途径。应通过产业结构以及能源结构的调整、科学技术的创新、消费方式的改变和优化、政策法规的完善等措施，大力发展循环经济和低碳经济，努力建设资源节约型、环境友好型、低碳导向型社会，实现我国经济社会又好又快发展。

参考文献

[1]蔡林海著 《低碳经济：绿色革命与全球创新竞争大格局》经济科学出版社 20##-8-1

[2]新京报《全国大城市空气质量排名》http://new.gy.soufun.com/20##-04-20/7509394.htm

[3]德国之声 《中国空气质量排名》http://tieba.com/p/2265954834

[4] 新华网   《全国重点城市空气质量日报》

http://news.xinhuanet.com/local/20##-08/31/c_121939748.htm

[5]小颗粒，大突破

http://wenku.baidu.com/view/261be374f242336c1eb95e3f.html

[6]中国人民大学气候变化与低碳经济研究院《低碳经济-中国用行动告诉哥本哈根》石油工业出版社20##-1-1