空气中PM25的建模研究

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1、高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.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）与队外的任何人（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，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号

2、是（从A/B/C/D中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名)：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）空气中PM2.5问题的建模研究摘要空气质量

3、问题始终是政府、环境保护部门和全国人民关注的热点问题，因此，对空气质量的监测、预报和控制工作显得尤为重要。本文通过建立相关因素分析模型、PM2.5的时空分布及污染评估模型、基于满意度的最优化模型和多目标非线性规划模型等对空气质量监测指标——对人类健康危害极大的细颗粒物PM2.5的浓度进行深入研究分析。对于问题一，在关于PM2.5的相关因素分析中，众多的因素对PM2.5有无统计上的联系，直接观察无法得到结论。因此本文构建了Pearson相关系数模型，通过积差方法计算相关系数，以两变量与各自平均值的离差为基础

4、，通过两个离差的乘积来反映两变量之间相关程度，并通过SPSS软件进行相关性分析从而给出6个基本监测指标的相关性分析。对于问题二，要求描述该地区内PM2.5的时空分布及其规律，并结合环境保护部新修订的《环境空气质量标准》分区进行污染评估。用EXCEL绘制西安市13个监测点的PM2.5含量随时间变化图，并选取两组方差最大的地区绘制它们的PM2.5含量随时间变化图。根据这两个图分析该地区内PM2.5的时空分布及其规律，并分区进行污染评估。对于问题三，空气质量的控制管理主要包括综合治理和专项治理两个方面，实际生活

5、中我们采用二者结合的方案逐年达到治理目标。为平衡预定PM2.5减排计划和投入经费合理化要求，本节建立基于满意度的最优化模型和多目标非线性规划模型，从而给出五年投入总经费和逐年经费投入的合理预算计划。关键词：Pearson相关因素模型PM2.5的时空分布及污染评估模型基于满意度的最优化模型多目标非线性规划模型SPSS软件14一、问题重述空气质量问题始终是政府、环境保护部门和全国人民关注的热点问题，因此，对空气质量的监测、预报和控制工作显得尤为重要，国家和地方政府均制定了相应的政策、法规和管理办法。启用空气质

6、量指数AQI作为新的空气质量监测指标，以代替原来的空气质量监测指标――空气污染指数API(AirPollutionIndex)AQI作为无量纲指数，它的分项监测指标为6个基本监测指标（二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.5、臭氧和一氧化碳CO等6项）。新标准中，首次将产生灰霾的主要因素——对人类健康危害极大的细颗粒物PM2.5的浓度指标作为空气质量监测指标[2]。新监测标准的发布和实施，将会对空气质量的监测，改善生存环境起到重要的作用。针对空气质量问题的研究，本题主要对如下三个问题进

7、行讨论研究：一、关于PM2.5的相关因素分析：对AQI中6个基本监测指标的相关与独立性进行定量分析，尤其是对其中PM2.5（含量）与其它5项分指标及其对应污染物（含量）之间的相关性及其关系进行分析。二、PM2.5的分布与演变及应急处理：描述该地区内PM2.5的时空分布及其规律，并结合环境保护部新修订的《环境空气质量标准》分区进行污染评估。三、空气质量的控制管理根据要求给出合理的PM2.5年平均治理计划，即给出每年的全年年终平均治理指标。为数据1所在地区设计有效的专项治理计划，使得既达到预定PM2.5减排计

8、划,同时使经费投入较为合理，要求你给出五年投入总经费和逐年经费投入预算计划，并论述该方案的合理性。二、问题分析问题一要求对AQI中6个基本监测指标的相关与独立性进行定量分析，尤其是对其中PM2.5（含量）与其它5项分指标及其对应污染物（含量）之间的相关性及其关系进行分析。由于PM2.5的影响因素太多，直接观察无法得到结果，因此本文建立Pearson相关系数模型，通过两个离差的乘积来反映两变量之间相关14程度。问题二要求描述该地