QQ登录

只需要一步,快速开始

 注册地址  找回密码
查看: 8205|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:( x+ A" ~) C% X# d3 U8 P
    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7 t% c, E/ X) u
    评估及污染治理等相关问题进行了研究,取得了以下成果。
    " Z: j5 U5 Y& g4 v5 V问题一:
    7 ]0 Q' Z* O5 q5 x1 p1、研究二氧化硫X1、二氧化氮X2、可吸入颗粒物PM10X3、一氧化碳X4、
    # [. h' r" D' L. ?) f1 y& u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
    9 S! u8 X- d& E0 U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
    , f6 k+ I# {- J2 o* S8 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
    - [# [' n7 r  e9 A$ X: V$ C相关。最终给出PM2.5 与其他5 个物质IAQI 值的拟合函数为:/ p; V- c: Y2 |0 P' \9 u
    0.2262 0.2416LnX 0.3526LnX 0.3546LnX - 0.2154LnX 0.969 1 2 3 4 5 LnY  LnX    ) d/ \  q1 G4 V2 y: y- e) g5 T. t
    2、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+ B8 [. A" I8 @; {: b: ]
    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、
    9 ?2 P3 X: G: Q5 p( ]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% k* A. M) |' m4 C4 Y& X
    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:  J" F2 y4 Q( h1 J
    LnY = 2.3975Ln𝑋6 − 14.903𝐿𝑛𝑋7 + 19.4621Ln𝑋8 − 44.323𝐿𝑛𝑋9 − 21.929𝐿𝑛𝑋10 −1 _; }  @6 X6 K" Q$ Z& i
    45.905𝐿𝑛𝑋11 − 85.1032
    ' A- `. }& f. Z% L$ A问题二:# {0 ~$ T6 O; K# ?6 h% ]
    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7 w7 R  r0 n0 f
    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
    3 B6 F/ J% w; b4 S4 n+ u; `! {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
    # g* s$ @  w3 e8 u! r  W/ [' H染情况下,污染源上风和下风L公里处的浓度。
    + \" P2 v$ U# w; ~! J8 S0 }2、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9 I6 s3 ]1 i- a  ^
    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
    ) E7 C' }' v6 z. K- 3 -+ r5 g6 u- M/ l
    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。: S; N! P+ E$ n% H; t+ G5 e
    3、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。2 p1 D2 f* T: v  ^
    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。% x  \: i3 W8 S7 h; }! l
    问题三:" q: L4 F1 I. p) |
    1、提出三种治理 方案:长期、快速全面。! k# u, D$ _/ x. G& m" n' Q
    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:) T0 w' m6 n3 j9 Y/ `9 F
    年份; A# w/ h7 X/ k, c4 @3 f
    第一年
    4 D: x/ V; D. M  j第二年
    7 A1 p4 s" u+ _+ O0 _8 R第三年
      e" U/ Q. S3 q' G- ]+ Y& X$ A第四年
    , V1 Y' J" Z" Y3 e第五年$ Q! A# l: S$ z6 |, |( Q
    PM2.5 PM2.5PM2.5PM2.5值变化额0 l/ P' R( ?* u- t2 f1 V
    2.32.32.3
    3 T5 e, D+ H- O. |7.37.37.3
    ; n2 W1 j# }2 q0 l; Y, F18.318.318.318.3
    4 a$ I" [7 L7 L61.361.361.361.3& `$ D( H0 F+ `% R" ?9 H. d
    155.9155.9155.9155.9155.9
    7 u. T+ u( x6 i3 M0 |, W快速 治理 考虑 治理 成效 ,其每年 的治理 计划 为:
    # L+ V0 s0 x% ^% y年份5 D9 a6 x" H5 J/ d- d
    第一年
    % D4 M2 X9 P5 z/ F8 I第二年
    ) X0 j' v2 B4 J+ |9 P第三年/ Y2 Z  ?& f# o! Q: F
    第四年
    ; f9 W" S7 @7 S2 b+ J  H5 E6 M  T第五年' T, S) P5 Z& F* `9 G4 u- q
    PM2.5 PM2.5PM2.5PM2.5值变化 额
    * Q0 K* t0 Y" C) n36.7536.7536.7536.7536.75) @( x4 F1 h# G( R5 J
    36.7536.7536.7536.7536.753 D7 I' v' z- l; t
    73.5073.5073.5073.5073.50; @- j9 W5 c5 f
    49.0049.0049.0049.0049.00. V- ^! y, y% K- V# N% \0 Z5 |' d
    49.0049.0049.0049.0049.00
    " m, J: V2 K" R3 V4 z2 ~" ?$ t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:
    / X, d2 k( Z0 I) r  i( D名称9 N6 {6 A8 q6 w
    二氧  s. k( K0 F' e) h& f4 t
    化硫& O! G# T1 F( J% T) l0 m
    二氧
    ) N8 D0 x8 m$ o5 e' h5 a" R化氮7 D/ a/ H& ~& N: ?5 D
    可吸入颗 粒物
    ' U9 u# v3 @7 f1 C7 \7 n一氧化碳
    ; J3 v, `$ A- ~6 r6 ]+ U臭氧' c2 C" r2 T4 C
    PM2.5
    & ?# r9 J( V( C" N6 _0 sPM2.5 的 减少幅度
    3 j7 K- T* m( V, x% |) n一年后 终值
    ; `) `3 n) S7 X4 \8 W0 z; Z47.887 \, v8 e: N  [' e& X
    74.769 l+ z* A' P2 I) O
    121.80
    + Y4 n) J8 t5 r, ]50.02
    & s9 o( w9 ~* v! E2 k  w( B14.10- k9 D8 T0 c/ V  _% L( ~. Y
    220.77
    3 F1 W! P, k" \9 |: j18%6 n4 [$ |: Q' O3 V5 t9 Z! `+ _
    二年后终值
    1 A. }4 M1 C9 a0 c1 \/ `38.76: T  X8 w: o$ ]
    60.52' ]% k: n) {3 i* F5 X5 a% G
    98.607 ]3 [* d! F+ L/ E! b/ Z! m
    39.04
    8 r! ^. S) F& r; L13.20
    # C6 [# D/ {' C172.44
    ) g% g- i% l+ y36%; F! `( ^& A1 o3 Z" }- w5 ^
    三年后终值5 [" e& \5 M- A  s/ p
    29.64+ b; i6 U, y6 s/ b9 x/ H, F
    46.28  ^5 i9 c* f1 I+ w8 _' ]( I
    75.407 z! X" D) I/ L& i/ H  q( |2 _
    28.06) D* d9 C9 _) _9 d8 J5 f0 Z) S3 U
    12.30" z: y, B9 m* h  M' \/ @& l5 X
    124.97/ U* }3 v/ h/ W
    54%6 [2 {2 d  [) n' S$ `
    四年后终值
    & z( N! v5 Q5 w" x# n20.521 M, Q+ c/ l/ V" F
    32.04, n9 \) O. [$ a: x
    52.20
    ; S) e) ~" E& H. N17.08
    9 I7 n9 e9 Q$ J( y3 T; F11.40$ K; R+ H3 ~7 c  S9 L) t9 e
    78.79; ]( U3 ^3 d# \# R  n% B
    74%) w7 F, S( b1 ^% `4 l! j6 Z
    五年后终值
    ; \# D5 I& y. D+ S1 v, X. ?: h11.40
      J; x0 n# O/ j17.80
    7 i( ?9 x* x2 z! J: X: i29.00
    7 A; p9 o' P, S6 g" N% z  P- Y  g6.10  u' c; D! b6 w0 |6 j5 ^
    10.50
    7 _: u) _5 I# c34.37
    ; {  m; J0 a8 k, }87%
    4 h3 u# {8 I; L2 \2、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 。
    7 I/ E% O3 T3 [- T! ^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
    ; a7 @( T' B2 |/ d0 b" m5 `4 z; J: m. U& z' m

    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, 2025-7-8 12:29 , Processed in 0.640934 second(s), 106 queries .

    回顶部