QQ登录

只需要一步,快速开始

 注册地址  找回密码
查看: 8327|回复: 14
打印 上一主题 下一主题

[2013D题优秀论文] PM2.5 扩散预测模型及相关问题研究

[复制链接]
字体大小: 正常 放大
madio        

3万

主题

1311

听众

5万

积分

  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-7-1 22:21
  • 签到天数: 2014 天

    [LV.Master]伴坛终老

    自我介绍
    数学中国站长

    社区QQ达人 邮箱绑定达人 优秀斑竹奖 发帖功臣 风雨历程奖 新人进步奖 最具活力勋章

    群组数学建模培训课堂1

    群组数学中国美赛辅助报名

    群组Matlab讨论组

    群组2013认证赛A题讨论群组

    群组2013认证赛C题讨论群组

    跳转到指定楼层
    1#
    发表于 2014-8-30 18:48 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    摘 要:
    " r) k1 o4 w5 S( A7 O本文以武汉为例,就PM2.5 污染物的影响因素、扩散与衰减规律、预测与  n( k& h/ t6 F+ B$ M
    评估及污染治理等相关问题进行了研究,取得了以下成果。; u; {' @6 D2 S$ J! G. Y$ z: H" W
    问题一:
    : I$ {' e( u) J: C6 x' X9 U- u1、研究二氧化硫X1、二氧化氮X2、可吸入颗粒物PM10X3、一氧化碳X4、- Y4 @5 x5 _) e2 |; \8 d3 {5 ?
    臭氧X5和细颗粒物PM2.5Y这6 个基本监测指标之间的相关性及独立性,并对影
    - @0 `. r  n) |6 h" J& m+ i8 \响PM2.5 的其它5 项分指标做出主成分分析及回归分析,得出二氧化硫、二氧9 O( `0 i3 q( p& e0 O( r1 s9 c
    化氮 、可吸入颗粒物PM10、和一氧化碳与PM2.5 正相关,而臭氧与PM2.5 负6 y" V, ~% A3 q7 x5 f
    相关。最终给出PM2.5 与其他5 个物质IAQI 值的拟合函数为:
    4 j- D! c, d: o# C0.2262 0.2416LnX 0.3526LnX 0.3546LnX - 0.2154LnX 0.969 1 2 3 4 5 LnY  LnX    
    6 a& d7 [$ p7 f- @7 Y/ b& k2、探求其他影响PM2.5 的因素,分析得出,气象的变化对PM2.5 值得影响非常
    0 Q9 \) u( B- w6 X0 a剧烈,其中PM2.5 值与湿度X6、气压X8成正相关,与大型蒸发量X7、风速X9、
    8 G- P2 ?/ D7 b' X5 o; }. n气温X10、水汽压X11则负相关,并且在所有影响因素中,风速和水汽压对PM2.5
    ! w1 o3 Z2 D; w; [' [值的影响相对较大。最终给出PM2.5 与其他7 个大气因素之间的拟合函数:  P5 A( s2 o) |( g  d' Q+ s" [
    LnY = 2.3975Ln𝑋6 − 14.903𝐿𝑛𝑋7 + 19.4621Ln𝑋8 − 44.323𝐿𝑛𝑋9 − 21.929𝐿𝑛𝑋10 −1 o' o7 N4 F9 m% p; M. I$ `
    45.905𝐿𝑛𝑋11 − 85.1032" \% f4 ~1 i$ q' f: Q8 s  B
    问题二:
    7 G; l1 C2 n: {) u7 X+ b" {1、客观描述武汉地区PM2.5 的时空分布规律,以高斯扩散模型为基础,充/ ^  Y) U8 J0 u( n9 Z" c0 s5 w
    分考虑影响PM2.5 扩散的因素,分析地面与建筑物边界反射、干沉积、雨洗湿
    4 W$ W! K* Z, I0 d: B. E沉积及湿度的影响,逐步改进高斯扩散模型,并引入时间t ,计算当点源持续污1 A1 J+ [4 G1 M- _
    染情况下,污染源上风和下风L公里处的浓度。
    1 _" k/ e8 ^* `7 ?$ {  Q$ \% C0 b7 k2、通过数值仿真,得到距污染源下风向距离一定条件下污染扩散浓度的分
    - q8 }0 F& h; E+ d$ M布规律:1)在恒定条件下,PM2.5 扩散浓度呈正态分布,扩散浓度逐渐达到最* E( G$ t$ U$ j! d( \; X
    - 3 -% s. ^. Z/ O9 m! P; M; v
    大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 大,在横向距离增到一定值以后扩散浓度逐渐降低直至为零; 2)随着距 )随着距 )随着距 污染源下风向距离的 增大,扩散浓度变化渐趋平缓但所能影响污染源下风向距离的 增大,扩散浓度变化渐趋平缓但所能影响范围有所增加; 3)随着风速逐渐增大, PM2.5 浓度最大值变小,下降速率逐渐 浓度最大值变小,下降速率逐渐 浓度最大值变小,下降速率逐渐 浓度最大值变小,下降速率逐渐 浓度最大值变小,下降速率逐渐 浓度最大值变小,下降速率逐渐 浓度最大值变小,下降速率逐渐 浓度最大值变小,下降速率逐渐 变大,扩散速度增加; 4)源高的增大将导致污染物浓度最值向下风偏移, )源高的增大将导致污染物浓度最值向下风偏移, 扩散与稀释速度加快,污染浓最大值明显降低。
    : h9 c& n2 X2 q7 L+ E) i3、预估突发情形下 PM2.5 的扩散距离及安全区域,以武汉为例浓度值突 的扩散距离及安全区域,以武汉为例浓度值突 的扩散距离及安全区域,以武汉为例浓度值突 增至 300mg/𝑚3并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 并持续两小时情况下,结合三维图及平面分析危险区安全 区。" J2 B9 |! h- r
    4、结合小波理论及神经网络,提出的构算法并通 结合小波理论及神经网络,提出的构算法并通 结合小波理论及神经网络,提出的构算法并通 过 Matlab 实现了对 PM2.5 值的预测,拟合度较高。
    ( ^3 K4 i! {. U5 ~- c" @0 q问题三:! A5 ?$ m7 [- }. i. l0 @, L% K
    1、提出三种治理 方案:长期、快速全面。
    : v; ^) Y6 G% W1 J8 |" i3 B长期 治理 方案 着眼于 经济 的可持续 发展 ,其每年 完成 计划 为:, P; f2 T- s8 _2 W) ^$ R6 g" n
    年份8 l. ]6 n7 |2 j0 G
    第一年$ @# a& f( R: R& b* \* W; e; y, \
    第二年8 w% r6 V7 \3 F1 S! M$ _7 Q7 [3 p7 B
    第三年: U, p. F" M9 k% |+ D$ ?
    第四年3 y% E  k4 ^8 o+ F& e
    第五年
    0 t& a- O/ K. Q; zPM2.5 PM2.5PM2.5PM2.5值变化额; G8 ]# N' O  D; H3 V$ v
    2.32.32.31 k: M) s) L" u( H2 _& E, U
    7.37.37.3
    % b% \* b5 Y4 E18.318.318.318.3
    # k0 n+ x+ L: o1 ^5 d61.361.361.361.3  o- w1 I, A4 V; Q! g
    155.9155.9155.9155.9155.9
    ! g& p; `) |0 z' e快速 治理 考虑 治理 成效 ,其每年 的治理 计划 为:
    : s( E. l% X# `& z7 Y% k年份
    : d+ ^4 g! k5 X2 J- ^4 ~第一年  y7 @. M( }0 ?  ]* w8 O
    第二年
    % s4 j8 L, C% U第三年/ O+ h* V8 o) J5 m. k9 y
    第四年
      {3 f- L9 e& B第五年8 Q: M. F. V& K9 Q" S- C4 }
    PM2.5 PM2.5PM2.5PM2.5值变化 额
    + w7 @" z1 l, W6 P; W- `36.7536.7536.7536.7536.75
    " |1 h, M7 L, {36.7536.7536.7536.7536.75
    1 {7 X8 f" m+ F+ n5 v0 p7 @- T! U( S73.5073.5073.5073.5073.50
    # x" |9 w0 E/ N& }49.0049.0049.0049.0049.00! A1 k' u7 u" x! O
    49.0049.0049.0049.0049.00
    ) {' b9 N* r- n/ J全面 治理 根据 第一问 中得出 的 PM 2.5 与其他 5个指标 的关系 ,通过 降低 其他 5个指标 浓度 达到 对 PM 2.5 的治理 ,其每年 的治理 计划 为:
    1 j3 N) [7 Q6 E6 |1 u& h* @名称
    / w  ]: Q# v2 ~+ g/ ^二氧# ~2 W, p8 f- u' ?
    化硫5 n) M, i( q1 W
    二氧
    : R  }, m9 P8 e+ P化氮. f* j- O/ R& L3 G
    可吸入颗 粒物
    5 B* K" u9 ]! M3 o5 A! s一氧化碳
    : k2 V9 B% d6 e9 c( }* F7 V臭氧
    ( s/ K! ?# \! a  Y6 `+ C" G9 jPM2.5
    # I( K/ g  P$ _) RPM2.5 的 减少幅度- F) x7 l: c3 ?# }- o0 h
    一年后 终值( p; t) q/ z. ^5 D- Z$ g3 v
    47.88
    0 B) l3 O. M; L, W3 }; x74.76, a. U) s, \( a" ?6 d+ u
    121.802 F7 ?9 A1 s7 v* n
    50.02
    ) s( z  i$ |4 N7 n* ~* p14.10' F; `$ [4 V4 e; g( s9 B( F
    220.77; A/ g- N: n& y- w, z
    18%
    ) v0 [  c4 ]9 G二年后终值0 q) J0 c  M2 Q% S! P  q1 G
    38.76
    ' r4 i3 g' q, `0 ?) E60.52% A+ p4 T6 G# k' ^
    98.60  l0 \9 Y! s, K; L$ P- |& ^
    39.04$ k) ?& y) [- p; }  T0 q0 }5 A
    13.20- ]7 w+ f0 B2 n: L1 P- k4 L
    172.44& u' Q* _# E0 k6 z1 f3 ]
    36%
    8 U& ^" M% p7 n7 M7 ?三年后终值: ]9 Y) Q1 L* Y# K1 Z1 I7 U
    29.64
    % V( ^9 Y, P! F7 {7 b46.28
    # e+ g0 [- r# a6 Z. {' y" j: o75.40
    - I- q2 b3 |$ C+ p. D/ C* m28.06, j' g' J/ o/ D2 B9 ]+ P
    12.30
    3 I& t' ?0 O* P1 s) H124.97
    ) U+ Z! u8 x  c6 Y54%" b+ x9 a$ o; W+ `
    四年后终值
    / u. R3 s  I9 Q( @20.52
    9 f! f$ b8 w; M* ?( u32.04
    5 @+ Q2 B9 G9 \& ^, u52.20& b' q: f, Y4 l7 m% Y9 |
    17.089 k: g9 u( V. w8 u( C; z, ~) p4 ^
    11.40
      f  h( E+ r  S% M; H1 ]78.79
    ' R9 z, L/ r0 S; X1 o74%
    & V. P- _4 _+ G- Q7 B( M, h五年后终值
    , u2 y% j9 \; n; k11.40
    - h* P! Y% D* P17.808 K1 Q, L' ^7 {2 s% W
    29.00
    - B1 |' a# g: x6.10* i( X: P- m, J1 x/ w3 y7 |" x
    10.502 G+ R3 U6 R2 b! i0 u
    34.37
    * D1 ]/ ?% v3 @" F87%
    ' I# i$ h' z5 ]. _! M8 _- Q2、以全面治理计划 作为 治污 方案 ,根据 本文 提供 的综合 治理 与专项 治理 费用 与 PM2.5 浓度 减少 的关系 ,建立 最优化方程 。: G8 C. M% y( {/ Q# ^
    关键词:主成分析,多元回归改进高斯模型小波神经网络最优化 关键词:主成分析,多元回归改进高斯模型小波神经网络最优化 " r$ L5 {6 l) p
    8 B' p" z5 r3 l

    D题上海理工大学10252094队.pdf

    2.88 MB, 下载次数: 860, 下载积分: 体力 -2 点

    zan
    转播转播0 分享淘帖0 分享分享4 收藏收藏0 支持支持1 反对反对0 微信微信
    数学建模社会化

    4

    主题

    9

    听众

    555

    积分

    升级  85%

  • TA的每日心情
    奋斗
    2016-10-16 20:55
  • 签到天数: 174 天

    [LV.7]常住居民III

    自我介绍
    建模菜鸟

    社区QQ达人

    群组国赛讨论

    回复

    使用道具 举报

    28

    主题

    10

    听众

    369

    积分

    升级  23%

  • TA的每日心情
    难过
    2015-11-19 17:57
  • 签到天数: 83 天

    [LV.6]常住居民II

    社区QQ达人 邮箱绑定达人

    群组西安交大数学建模

    群组学术交流A

    回复

    使用道具 举报

    wjgvflg        

    2

    主题

    1

    听众

    960

    积分

  • TA的每日心情
    开心
    2020-9-22 17:56
  • 签到天数: 146 天

    [LV.7]常住居民III

    群组学术交流A

    群组2016国赛备战群组

    回复

    使用道具 举报

    望者!        

    14

    主题

    7

    听众

    528

    积分

  • TA的每日心情
    奋斗
    2015-11-19 09:00
  • 签到天数: 129 天

    [LV.7]常住居民III

    自我介绍
    极力,尽力

    社区QQ达人 邮箱绑定达人 新人进步奖

    群组2014年地区赛数学建模

    群组2013年美赛优秀论文解

    群组全国大学生数学建模竞

    群组第三届数模基础实训

    群组各种优秀论文集锦

    回复

    使用道具 举报

    更多云        

    7

    主题

    14

    听众

    91

    积分

    升级  90.53%

  • TA的每日心情
    开心
    2016-1-23 20:33
  • 签到天数: 18 天

    [LV.4]偶尔看看III

    自我介绍
    学习数模

    群组2014国赛优秀论文解析

    回复

    使用道具 举报

    1

    主题

    11

    听众

    586

    积分

    升级  95.33%

  • TA的每日心情
    开心
    2014-9-26 14:03
  • 签到天数: 58 天

    [LV.5]常住居民I

    群组Matlab讨论组

    回复

    使用道具 举报

    0

    主题

    16

    听众

    666

    积分

    升级  16.5%

  • TA的每日心情
    无聊
    2018-8-4 15:30
  • 签到天数: 77 天

    [LV.6]常住居民II

    自我介绍
    爱数学

    群组数模专题强化培训

    群组2014年地区赛数学建模

    群组国赛讨论

    群组第二届数模基础实训

    回复

    使用道具 举报

    sytuljs 实名认证       

    0

    主题

    9

    听众

    25

    积分

    升级  21.05%

  • TA的每日心情
    郁闷
    2015-9-18 21:17
  • 签到天数: 6 天

    [LV.2]偶尔看看I

    回复

    使用道具 举报

    0

    主题

    13

    听众

    13

    积分

    升级  8.42%

  • TA的每日心情
    开心
    2014-9-9 14:30
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    自我介绍
    学习ing

    群组共享资源

    群组D题讨论群

    群组C题讨论群

    回复

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册地址

    qq
    收缩
    • 电话咨询

    • 04714969085
    fastpost

    关于我们| 联系我们| 诚征英才| 对外合作| 产品服务| QQ

    手机版|Archiver| |繁體中文 手机客户端  

    蒙公网安备 15010502000194号

    Powered by Discuz! X2.5   © 2001-2013 数学建模网-数学中国 ( 蒙ICP备14002410号-3 蒙BBS备-0002号 )     论坛法律顾问:王兆丰

    GMT+8, 2025-7-29 17:31 , Processed in 0.806165 second(s), 106 queries .

    回顶部