2023研究生数学建模D题思路代码 区域双碳目标与路径规划研究

D题思路代码 区域双碳目标与路径规划研究

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2023华为杯研赛D题区域双碳目标与路径规划研究（附代码+全保姆教程）_哔哩哔哩_bilibili​www.bilibili.com/video/BV1Cm4y157CH/?spm_id_from=333.999.0.0

问题一：区域碳排放量以及经济、人口、能源消费量的现状分析

（1）建立指标与指标体系 要求1：指标能够描述某区域经济、人口、能源消费量和碳排放量的状况； 要求2：指标能够描述各部门（能源供应部门、工业消费部门、建筑消费部门、交通消费部门、居民生活消费、农林消费部门）的碳排放状况； 要求3：指标体系能够描述各主要指标之间的相互关系； 要求4、部分指标的变化（同比或环比）可以成为碳排放量预测的基础。

思路：按照要求列出对应的指标即可，指标构建是最能体现科学性的地方，这里可以参考我之前华数杯做的指标体系的构建方案。

（2）分析区域碳排放量以及经济、人口、能源消费量的现状 要求1：以2010年为基期，分析某区域十二五（2011-2015年）和十三五（2016-2020年）期间的碳排放量状况（如总量、变化趋势等）；

思路：

这里可以对总量和变化趋势描述性分析，通过计算每个计划期内的碳排放总量、平均量等基础统计指标，使用折线图、柱状图等可视化工具，直观地展示碳排放量随时间的变化，涉及的分析方法与算法可以从这2方面考虑：

季节性和周期性分析：如果数据具有季节性或周期性，可以使用季节分解算法（如STL）来分析。

分组与对比：可以将数据按照行业、地区等进行分组，并使用ANOVA（方差分析）等方法进行对比分析。

要求2：分析对该区域碳排放量产生影响的各因素及其贡献；

思路：

要求3：研判该区域实现碳达峰与碳中和需要面对的主要挑战，为该区域双碳（碳达峰与碳中和）路径规划中差异化的路径选择提供依据。根据上面的发现做语文建模，具体可以看特征重要度的占比情况来结合分析。

思路：根据上面的发现做语文建模，具体可以看特征重要度的占比情况来结合分析。

（3）区域碳排放量以及经济、人口、能源消费量各指标及其关联模型 要求1：分析相关指标的变化（环比与同比）；

思路：这里可以参考问题1中的（2）,对其他指标进行依次分析

要求2：建立各项指标间的关联关系模型；

思路：各指标的关联模型可以采用简单的相关性分析，但推荐路径分析、结构方程模型

要求3：基于相关指标的变化，结合双碳政策与技术进步等多重效应，确定碳排放预测模型参数（如能源利用效率提升和非化石能源消费比重等）取值。

问题二：区域碳排放量以及经济、人口、能源消费量的预测模型

（1）基于人口和经济变化的能源消费量预测模型 要求1：以2020年为基期，结合中国式现代化的两个时间节点（2035和2050），预测某区域十四五（2021-2025年）至二十一五（2056-2060年）期 间人口、经济（GDP）和能源消费量变化。 要求2：能源消费量与人口预测相关联。 要求3：能源消费量与经济（GDP）预测相关联；

思路：这里可以建立一个多变量时序预测模型即可，可以选择的模型很多，例如经典的lstm，BP神经网络、还有机器学习相关算法，如xgboost、adaboost等等；

（2）区域碳排放量预测模型 要求1：碳排放量与人口、GDP和能源消费量预测相关联； 要求2：碳排放量与各能源消费部门（工业消费部门、建筑消费部门、交通消费部门、居民生活消费、农林消费部门）以及能源供应部门的能源消费量相关联（如反映能效提升对总能耗在上述能源消费部门分布的影响）； 要求3：碳排放量与各能源消费部门（同上）的能源消费品种（一次能源中化石能源消费与非化石能源消费以及二次能源（电或热）消费）以及能源供应部门的能源消费品种（化石能源发电与非化石能源发电）相关联（如反映 非化石能源消费比重提升对各部门能源消费品种或碳排放因子的影响）。

思路：同1，但是模型所输入的参数变化了。

问题三：区域双碳（碳达峰与碳中和）目标与路径规划方法

（1）情景设计（不少于三种情景，如无人为干预的自然情景、按时碳达峰与碳中和的基准情景、率先碳达峰与碳中和的雄心情景等）。 要求1：与碳达峰和碳中和的时间节点相关联； 要求2：与能效提升和非化石能源消费比重提升相关联。

（2）多情景下碳排放量核算方法 基本假设： 假设1、2035年的GDP比基期（2020年）翻一番；2060年比基期翻两番； 假设2、2060年生态碳汇的碳消纳量为基期碳排放量的10%； 假设3、2060年工程碳汇或碳交易的碳消纳量为基期碳排放量10%。 要求1：区域碳排放与多情景假设相一致； 要求2：区域碳排放与各部门碳排放量的总和相一致； 要求3：碳排放量核算模型与问题二中预测模型相一致（即在多情景条件约 束下，区域与各部门能源消费量、能源消费品种及其碳排放量预测方法相一致）。

（3）确定双碳（碳达峰与碳中和）目标与路径 要求1：确定GDP、人口和能源消费量的目标值（2025年、2030年、2035年、2050年和2060年）；

要求2：确定提高能源利用效率和提高非化石能源消费比重的目标值（2025年、2030年、2035年、2050年和2060年）；

要求3：完成能效提升、产业（产品）升级、能源脱碳和能源消费电气化的定性与定量分析