2023年第二十屆五一數(shù)學(xué)建模競賽 C題詳細思路 “雙碳”目標(biāo)下低碳建筑研究(

詳細思路以及發(fā)布視頻版,大家可以去觀看,這里是對應(yīng)的文字版,內(nèi)容相差不多。
C題:“雙碳”目標(biāo)下低碳建筑研究
C題的問題設(shè)置其實是本次比賽最簡單的一道,就是簡單的綜合評價+預(yù)測模型。真正提升C題難度的其實是C題的數(shù)據(jù),C題需要我們自行收集數(shù)據(jù)。我認(rèn)為主要也是C題的數(shù)據(jù)太寬泛,組委會想給我們發(fā)揮的空間。但這樣無疑大大提升了賽題難度。對于數(shù)據(jù)收集,如果真的一步一步按著想收集的數(shù)據(jù),進行搜集。那我只能告訴你,你一定收集不到。我們可以通讀C題,C題的數(shù)據(jù)需求很大。而且還有不少冷門的數(shù)據(jù),我手里目前收集到了一部分碳相關(guān)的數(shù)據(jù),稍后會分享給大家。對于其他數(shù)據(jù)我也會繼續(xù)收集,但是冷門的數(shù)據(jù)基本上很難收集到,大家要有心理準(zhǔn)備。收集不到的數(shù)據(jù),大家可可以使用數(shù)據(jù)平替,或者等比放縮都是可以的。千萬不要被數(shù)據(jù)嚇到。其實,在我看來,數(shù)據(jù)問題對于數(shù)模來講從來就不能叫做問題。
下面,給大家?guī)碓敿毜腃題解題思路
問題一、
給出了我們一系列的數(shù)據(jù),讓盡量使用本題所給條件計算碳排放。其本質(zhì)就是一個簡單的代入公式進行計算。但是,公式的選取確是最大的問題。這里我用new bing粗略的給大家問了一下,大家也可以問問gpt或者自行查閱文獻都是可以的。
問題二、在居住建筑的整個生命周期 (建造、運行、拆除)中,影響碳排放的因素有很多,如建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、氣候、建材生產(chǎn)運輸、地區(qū)差異、建造拆除能耗、裝修風(fēng)格、使用能耗、建筑類型等。請查找、分析資料,建立數(shù)學(xué)模型,找出與上述因素相關(guān)度大且易于量化的指標(biāo),基于這些指標(biāo)對居住建筑整個生命周期的碳排放進行綜合評價。
對于問題二,本質(zhì)就是綜合評價模型,我們簡化問題,就是一句話,選取指標(biāo) 建立模型 進行綜合評價,這就是問題二,這就涉及到了綜合評價模型,對于綜合評價模型的選取,我認(rèn)為主成分、理想解法、秩和比都是可以的。我們選取的指標(biāo)越多,主成分就越合適。問題二的最大問題在于數(shù)據(jù)的收集工作,這一問題是我們無法避免的,
對于數(shù)據(jù)收集問題,我們收集數(shù)據(jù)只需要把握大方向即可,我們首先 先收集題目給出各種大方向的 數(shù)據(jù)。根據(jù)收集的數(shù)據(jù) 完成問題一指標(biāo)的選取。切記,不能先選指標(biāo)后找數(shù)據(jù),這樣很容易陷入找不到數(shù)據(jù)的尷尬境地。對于光污染的數(shù)據(jù)很多數(shù)據(jù)開放的數(shù)據(jù)庫可以直接獲取,這里稍后也會為大家收集整理。
最后就是數(shù)據(jù)的小細節(jié)。我們通常對于這種結(jié)果開放式的題目是很喜歡的,原因就是對于這種題目,他的答案一定不是固定值,因此,只要合理就可以。如果保證合理呢,就需要我們大致的讀一下文獻,對現(xiàn)在這一現(xiàn)狀有所了解,只要結(jié)果 不是離譜到家評委不能直接將我們的論文判定錯誤的 。所以,當(dāng)我們真的真的找不到數(shù)據(jù),或者找到的數(shù)據(jù)不好,代碼編程運行出來的結(jié)果不理想時,對于這種開放式結(jié)果的題目,編造一個數(shù)據(jù)集,或者編造一個合理的結(jié)果是無可厚非的。
問題三、在問題2的基礎(chǔ)上,分別考慮建筑生命周期三個階段的碳排放問題,查找相關(guān)資料,建立數(shù)學(xué)模型,對2021年江蘇省13個地級市的居住建筑碳排放進行綜合評價(),并對所建評價模型的有效性進行驗證。
問題三、其本質(zhì)依舊使建立模型,進行評價,不同于問題二,問題三的評價樣本變?yōu)榱私K省13個地級市,換湯不換藥,我們依舊可以選擇與問題二相同的評價模型,也可以選擇與問題二不同的。例如,問題二用了主成分,問題三就可以使用理想解法等。
問題四、準(zhǔn)確的碳排放預(yù)測能夠為制定減排政策、優(yōu)化低碳建筑設(shè)計提供重要的參考依據(jù)。建立碳排放預(yù)測模型,基于江蘇省建筑全過程碳排放的歷史數(shù)據(jù),對2023年江蘇省建筑全過程的碳排放量進行預(yù)測。
對于問題四,顯而易見是一個預(yù)測模型。需要我們對江蘇省建筑全過程的碳排放量進行預(yù)測。我們收集的數(shù)據(jù)很難能收集到建筑全過程的碳排放量,但是我們可以收集到江蘇省碳排放量,因此我們可以使用數(shù)據(jù)平替,將江蘇省碳排放量等比放縮20倍或者多少倍,進行描述(這一步是偷偷暗地進行的,不能在論文里說,論文里直接說我們收集到了建筑全過程的碳排放數(shù)據(jù)即可),利用相應(yīng)的數(shù)據(jù)選擇預(yù)測模型即可。對應(yīng)的模型有很多,都可以。對應(yīng)的代碼包、參考文獻,稍后分享。
問題5:請結(jié)合前面的討論給出江蘇省建筑碳減排的政策建議。
非技術(shù)性文章,大家注意細節(jié),各自發(fā)揮即可。
最后預(yù)祝,大家比賽順利,假期愉快?。。。?!