西南大学第六届大学生数学建模竞赛Word文档格式.docx
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所选题目B
Abstract
Effectsofglobalwarmingonurbandevelopmentandhumanactivitiesincreasinglymarked,howenergy-savingemissionreductionhasbecomethebruntoftheproblem.Thisarticlefrombotheconomicbenefitandsocialbenefitassessment"
whiteroofprogram"
ontheeffectivenessofenergy-savingemissionreduction,citiessuchasLhasaandquantitativeanalysisofthepurposeofeffect,andconcludedthatajudgeplanstoimplementvaluecriteria.
Thisarticlefromthefollowingtwoquestionstodiscussion:
Issuestoassessthe"
energy-savingemissionreduction,inhibitoryeffectsofglobalwarming.Forthisproblem,weestablishedhaslevelanalysismodel,respectivelyfrompowerdosage,coaldosage,CO2,greenhousegasemissions,heatsourcefactorsfouraareatoresearch,constructedhasintooncomparisonmatrix,withMATLABcalculationhasfeaturesvalueandfeaturesvector,forconsistencytest,areallfactorsofweight,comparisonanalysiscame"
whiteroofplans"
onenergysavingemissions,suppressionglobalvariablewarmhasmajorrole.
IssueII,quantitativeassessment"
whiteroofplan"
effectimplementedindifferentcities.Thefivecitieswereselectedindifferentterrain:
mountainouscityofGuiyang,ChengduPlaincity,HighlandCityofLhasa,basincityofUrumqiandhillycityofShenzhen,throughtheestablishmentofintegratedassessmentmodels,saveenergy,reducecosts,andreducegreenhousegasessuchasCO2,humancomfort,fiveareastoworkonurbandisasterfrequencies,usinganalytichierarchyprocessanalysisofdrawweight.WeinShenzhenasrepresentativesofspecificquantitativeterms,usingthesamemethodofcalculationrelateddatainfourothercities.Lhasa,resultinginfivecitiesandShenzhenfortheimplementation"
whiteroofs"
.
Attheendofthisarticle,weintroducedtheanalytichierarchymodelofcomprehensiveevaluationmodelandcametothevalueofaspecificcriterioninordertotestdifferentcitiestoimplement"
effect.
一．问题重述
随着地球温度的不断升高，科学家等社会各界人士对此有不同的看法，但大多数的科学家达成了共识：
近年来，人类的活动，特别是CO2等温室气体的大量排放，导致全球气温呈变暖趋势。
，这对人类的日常生活造成了很多困扰，比如：
人体舒适度，能源消耗以及城市灾害频率等。
因此，如何减缓全球变暖成了全球关注的热点问题。
针对这一现象，科学家等社会人士提出了“白色屋顶计划”，包括美国能源部长、诺贝尔物理学奖获得者朱棣文在内的一些专家都对这个方案表示支持，但同时也有一些反对意见，因此评估“白色屋顶计划”能否减缓全球变暖及达到节能减排的效果成了人类关注的一个重大问题。
此外全球不同城市具有不同的地形，处于不同地形的城市有不同的参数考究，因此“白色屋顶计划”是否在全球具有普遍使用性也是值得来考究的。
针对以上这两个问题，我们先建立了层次分析模型通过比较影响全球变暖的因素的权重来评估“白色屋顶计划”对减缓全球变暖的效果，然后又利用综合评价模型模拟计算处于不同地形的城市在施行“白色屋顶计划”后达到的效果。
二、问题假设
假设一：
在讨论“白色屋顶计划”对降低城市热岛效起到的作用时，对于屋顶的倾斜程度及面积、所选涂料种类、涂料费用、涂料对光的反射能力等其他变量都一样；
假设二：
导致热岛效应的各种因素是相互独立的；
假设三：
与热岛效应相关度小的次要因子对其影响可以忽略不计；
假设四：
对城市研究时可以认为各地区气象条件基本相同且城市每年气象指标无异常的变化；
假设五：
假设本文中所有用到的数据都是真实可靠的；
假设六：
居民对房顶颜色不涉及居民宗教信仰、个人喜好等因素，即居民对各种方案的认可程度相同；
假设七：
可预见时期内不会出现与本方案相违背的政策和文化；
三、符号说明
符号
意义
A
成对比较阵
研究区范围内用地面积（）
A的最大特征向量
一致性比率
CI
一致性指标
使人感到舒适的温度
n
矩阵行数
W
最终排序向量
不使用白色屋顶，屋内达到所需要的制冷能耗
RI
平均随机一致性指标
决策层对准则层的成对比矩阵
用白色屋顶前后，屋内达到所需要的制冷能耗
t1
热岛缓减前室内外空气温度（℃）
决策层对准则层的权重
t2
热岛缓减后室内外空气温度（℃）
C
为一定温度下的空气的比热容（kJ/kg.0C）
热岛缓减前后室内外气温变化量（℃）
M
为建筑室内空气质量（kg）
FAR
研究区块的容积率
P
空气密度（kg/m3）
费用节省值
研究区范围内总建筑面积（）
各种建筑物的电价单价
居住类型的建筑物的电价单价
商业类型的建筑物的电价单价
办公类型的建筑物的电价单价
热岛缓减所产生的费用节省值
实施热岛缓减措施所需支付的初始成本
ET
热应力的舒适指标，又称温-湿指数
人体舒适度
r
经济效益值
14时温度
14时相对湿度
RH
相对湿度
V
相对风速
工作效率
杭州住房类型房屋的面积
Z
灾害频率
杭州商用类型房屋的面积
实施白色屋顶计划后可减少排放的二氧化碳量
城市温度降低而导致“燃煤发电”耗煤量减少量
城市温度每降低一摄氏度导致用电量的减少量
使用白色屋顶后减少使用二氧化碳的效率
杭州办公类型房屋的面积
杭州住房类型的房屋使用白色屋顶后节约的制冷耗能
四模型的建立与求解
4.1.模型一：
层次分析模型
4.1.1．模型的分析与建立
4.1.1．1.建立层次结构模型
1）目标层
节能减排
在热岛效应日趋严重的当下，节能减排成为了抑制全球变暖的重要途径。
在节能方面，我们评估电能和煤炭的使用是否因为白色屋顶计划而减少，另一方面，从减排角度考虑，煤炭燃烧会散出大量的热量，并且排放出大量的二氧化碳等温室气体，这些都是造成全球变暖的重要因素，因此我们把节能减排作为目标层进行分析。
2）准则层
（1）电能用量：
夏日室内温度过高时，空调的使用占用了大量的电能，造成了电能的浪费。
（2）煤炭用量：
我国目前基本还是使用煤炭发电，电能消耗越多煤炭的使用越多，而煤炭资源是不可再生资源，不利于节能。
（3）温室气体排放：
随着煤炭使用的增多，大量燃烧产生等温室气体，造成了全球变暖的趋势。
（4）热源因素：
很多热源不断像空气中排放热量，例如煤炭的燃烧和空调的使用向空气中散发了大量热量，导致全球变暖。
3）方案层
不同颜色的屋顶：
我们评估白色屋顶和深色屋顶对节能减排的作用
4.1.1．2.【构造判断矩阵】
比较它们对上一层某一准则（或目标）的影响程度，确定在该层中相对于某一准则所占的比重。
比较时取1-9尺度。
用表示第个因素相对于第个因素的比较结果，则
成对比较矩阵
通过相互比较确定各准则对于目标的权重，即构造判断矩阵。
在层次分析法中，为使矩阵中的各要素的重要性能够进行定量显示，引进了矩阵判断标度（1～9标度法）
表1.矩阵判断标度表
标度
含义
1
表示两个元素相比，具有同样的重要性
3
表示两个元素相比，前者比后者稍重要
5
表示两个
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