城市工業(yè)企業(yè)評價及能源分配優(yōu)化設(shè)計-數(shù)學(xué)建模b題論文

年第十三屆五一數(shù)學(xué)建模聯(lián)賽題目城市工業(yè)企業(yè)評價及能源分配優(yōu)化設(shè)計摘要本文旨在研究能源總量控制下的城市工業(yè)企業(yè)的評價及能源分配的優(yōu)化設(shè)計。量化分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及能源消費(fèi)特征，就此進(jìn)行工業(yè)企業(yè)發(fā)展水平進(jìn)行綜合評價；基于不同的要求，能源總量控制下對合理能源分配的方案設(shè)計與優(yōu)化。在問題一中，從題目中所給的附件中工業(yè)企業(yè)能源消耗、產(chǎn)值、利稅、員工人數(shù)的數(shù)據(jù)中挖掘與發(fā)現(xiàn)，從中分析出量化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及能源消費(fèi)特征的指標(biāo)參數(shù)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的量化指標(biāo)：產(chǎn)業(yè)人員分配結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向量及產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)向量；能源消費(fèi)的量化指標(biāo)：產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)人均能耗結(jié)構(gòu)向量，并進(jìn)行量化，從而兩者結(jié)合充分量化能源消耗的量化趨勢，在向低消耗的可持續(xù)協(xié)調(diào)化經(jīng)濟(jì)模式趨近，且其特征值大于1，綜合指數(shù)為75.35，綜合水平較高，可持續(xù)發(fā)展性高。針對問題二，建立單目標(biāo)加權(quán)模型，當(dāng)目標(biāo)為工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值受到的影響最小時，產(chǎn)值:利稅:從業(yè)人員≈5:3:2；當(dāng)目標(biāo)為工業(yè)企業(yè)利稅受到的影響最小時，產(chǎn)值:利稅:從業(yè)人員≈5:3:2；當(dāng)目標(biāo)為工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員受到的影響最小時，產(chǎn)值:利稅:從業(yè)人員≈3.5:2.5:4；權(quán)重確定代入各工業(yè)企業(yè)能源分配方案的計算表達(dá)式，從而確定各工業(yè)企業(yè)能源分配。針對問題三，建立模糊多目標(biāo)加權(quán)模型，當(dāng)目標(biāo)為工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員受到的影響同時最小時，工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員的權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化比較，得出最優(yōu)解為產(chǎn)值:利稅:從業(yè)人員≈3:1:6；權(quán)重確定后代入各工業(yè)企業(yè)能源分配方案的計算表達(dá)式，從而確定各工業(yè)企業(yè)能源分配。針對問題四，建立灰色預(yù)測模型進(jìn)行各工業(yè)企業(yè)能源分配的預(yù)測，得到預(yù)測計算表達(dá)式，從而實現(xiàn)能源的分配。最優(yōu)方案的利稅定量評估，得出結(jié)論利稅逐年遞增，且增幅大于5%。針對問題五，在能源總量控制的前提下，對城市工業(yè)企業(yè)進(jìn)行合理的能源分配，以提高能源利用效率和質(zhì)量，并闡述合理的政策建議。關(guān)鍵詞：能源分配優(yōu)化綜合評價單目標(biāo)加權(quán)模型模糊多目標(biāo)加權(quán)模型灰色預(yù)測模型1問題重述1.1問題背景能源是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是工業(yè)企業(yè)發(fā)展的動力，但是過度的能源消耗，會破壞資源和環(huán)境，不利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。目前我國正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源，國家十三五發(fā)展規(guī)劃中明確提出了要控制能源的消費(fèi)。對每個工業(yè)企業(yè)來講，能源消耗對工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值、利稅等具有直接的影響，同時工業(yè)企業(yè)的自身發(fā)展也有利于社會穩(wěn)定。如何在控制能源消耗總量的條件下，為工業(yè)企業(yè)合理配置能源，使得工業(yè)企業(yè)充分利用能源，并獲得較高的產(chǎn)值和利稅，是一個具有現(xiàn)實意義的問題。1.2提出問題附件是某城市C上一年度工業(yè)企業(yè)能源消耗、產(chǎn)值、利稅、員工人數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。請根據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析解決以下問題：問題1：對城市C的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及能源消費(fèi)特征進(jìn)行定量分析，并建立數(shù)學(xué)模型對城市C的工業(yè)企業(yè)發(fā)展水平進(jìn)行綜合評價。問題2：假設(shè)城市C要求本年度能源消耗總量比上一年度下降5%，請分別建立數(shù)學(xué)模型，給出使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案。問題3：如果城市C要求本年度能源消耗總量比上一年度下降5%，請建立數(shù)學(xué)模型，給出城市C的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案，使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值與利稅、從業(yè)人員受到的綜合影響最小。問題4：如果城市C要求在未來2年，每年能源消耗總量比上一年度下降5%，請建立數(shù)學(xué)模型，給出該市的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案，使得工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值總量增速不低于8%，并就這一方案對城市C未來2年的利稅水平進(jìn)行定量評估。問題5：結(jié)合上述研究，給城市C的能源管理部門寫一封信，談?wù)勅绾卧谀茉纯偭靠刂频那疤嵯?，對城市工業(yè)企業(yè)進(jìn)行合理的能源分配，以提高能源利用效率和質(zhì)量，并闡述你的政策建議。2問題分析問題一的關(guān)鍵在于從城市C上一年度工業(yè)企業(yè)能源消耗、產(chǎn)值、利稅、員工人數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中找出主要量化指標(biāo)，從而對城市C的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及能源消費(fèi)特征進(jìn)行定量分析；在定量分析的基礎(chǔ)上結(jié)合已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，對城市C的工業(yè)企業(yè)發(fā)展水平進(jìn)行綜合評價。問題二的關(guān)鍵在于在本年度能源消耗總量比上一年度下降5%的前提下，建立使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案；建立使該市的工業(yè)企業(yè)利稅受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案；建立使該市的工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案。由此可知在以產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員為核心時其權(quán)重的適當(dāng)放大，從而可使其核心受到的影響降到最小。問題三的關(guān)鍵在于在本年度能源消耗總量比上一年度下降5%的前提下，由于在此產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員同等重要，它們的權(quán)重的應(yīng)由各自的比重得出，從而可使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值與利稅、從業(yè)人員受到的綜合影響最小。問題四的關(guān)鍵在于在未來2年，每年能源消耗總量比上一年度下降5%，且使工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值總量增速不低于8%的目標(biāo)下，建立模型給出該市的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案；就選定的方案對城市C未來2年的利稅水平進(jìn)行定量評估。結(jié)合上述研究及解決方案，如何在能源總量控制的前提下，對城市工業(yè)企業(yè)進(jìn)行合理的能源分配，以提高能源利用效率和質(zhì)量，并闡述你的政策建議。3模型假設(shè)（1）附件中的每個工業(yè)企業(yè)各代表著不同的產(chǎn)業(yè)，且只生產(chǎn)一種產(chǎn)品。（2）在第一問中指標(biāo)的確定只從附件中的數(shù)據(jù)分析及加工，忽略其他未體現(xiàn)的干擾因素。（3）加權(quán)優(yōu)化時只考慮產(chǎn)值、利稅及從業(yè)人員，忽略其他指標(biāo)。4符號說明：各工業(yè)企業(yè)的工作人員的人數(shù)；：各工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值；：各工業(yè)企業(yè)的利稅；：各工業(yè)企業(yè)的綜合能耗；：各工作人員的人數(shù)/總?cè)藬?shù)；：各企業(yè)現(xiàn)價產(chǎn)值/總產(chǎn)值；：各企業(yè)利稅/總利稅；：各企業(yè)綜合能耗/總能耗；：產(chǎn)業(yè)人員分配結(jié)構(gòu)向量；：產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向量；：產(chǎn)業(yè)最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向量；：產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)向量；：人均能耗數(shù)；：產(chǎn)業(yè)人均能耗結(jié)構(gòu)向量；：標(biāo)準(zhǔn)化后所得值；：指標(biāo)實際值；：參評指標(biāo)熵值；：指標(biāo)差異系數(shù)；：參評指標(biāo)權(quán)數(shù)；：指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值；：指標(biāo)原始值；：指標(biāo)的最大值；：指標(biāo)的最小值；：綜合指數(shù)；：本年度能源消耗量；：上年度能源消耗；：本年度各企業(yè)能源分配量；：工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值；：從業(yè)人員；：工業(yè)企業(yè)綜合消耗；：在相應(yīng)權(quán)重下的能源分配量；：在權(quán)重下能源消耗量；：未分權(quán)重的能源消耗量；：在相應(yīng)權(quán)重偏低下的能源分配量；：在相應(yīng)權(quán)重偏高下的能源分配量；：在相應(yīng)指標(biāo)最小化的最優(yōu)值；：指標(biāo)權(quán)重；：原始數(shù)據(jù)列；：一次累加數(shù)據(jù)列；：最優(yōu)解向量；：去年各企業(yè)產(chǎn)值之和；：今年各企業(yè)產(chǎn)值之和；：明年各企業(yè)產(chǎn)值之和；5模型的建立及求解5.1問題一的分析問題一的關(guān)鍵在于從城市C上一年度工業(yè)企業(yè)能源消耗、產(chǎn)值、利稅、員工人數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中找出主要量化指標(biāo)，從而對城市C的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及能源消費(fèi)特征進(jìn)行定量分析；在定量分析的基礎(chǔ)上結(jié)合已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，對城市C的工業(yè)企業(yè)發(fā)展水平進(jìn)行綜合評價。5.1.1基于量化指標(biāo)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及能源消費(fèi)特征的定量分析由從城市C上一年度工業(yè)企業(yè)能源消耗、產(chǎn)值、利稅、員工人數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)出發(fā)，從基本的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析出量化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)的相關(guān)指標(biāo)，從而進(jìn)行量化處理。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的量化指標(biāo)由各工業(yè)企業(yè)的工作人員的人數(shù)/總?cè)藬?shù)、現(xiàn)價產(chǎn)值/總產(chǎn)值、企業(yè)利稅/總利稅及綜合能耗/總能耗確定；能源消費(fèi)的量化指標(biāo)由各工業(yè)企業(yè)的綜合能耗/總能耗及人均能耗數(shù)。（1）量化指標(biāo)的函數(shù)表達(dá)1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的量化指標(biāo)在此令Wi，Li，Yi，Zi分別為各工業(yè)企業(yè)（產(chǎn)業(yè)）的工作人員的人數(shù)、現(xiàn)價產(chǎn)值、企業(yè)利稅、綜合能耗。相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)量化指標(biāo)各工業(yè)企業(yè)的工作人員的人數(shù)/總?cè)藬?shù)wi，各企業(yè)現(xiàn)價產(chǎn)值/總產(chǎn)值i，各企業(yè)利稅/總利稅yi，各企業(yè)綜合能耗/總能耗zi函數(shù)的表達(dá)式則分別為產(chǎn)業(yè)人員分配結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向量及產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)向量。2）能源消耗的量化指標(biāo)在此令Wi，Zi分別為各工業(yè)企業(yè)（產(chǎn)業(yè)）的工作人員的人數(shù)、及綜合能耗。從而能源消耗的量化指標(biāo)為各工業(yè)企業(yè)的綜合能耗/總能耗wi及人均能耗數(shù)vi，其函數(shù)表達(dá)式為：則分別為產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)人均能耗結(jié)構(gòu)向量。（1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及能源消費(fèi)的定量分析[1]1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的定量分析通過對城市C上一年度工業(yè)企業(yè)能源消耗、產(chǎn)值、利稅、員工人數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析及處理，得到產(chǎn)業(yè)人員分配結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向量、產(chǎn)業(yè)最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向量及產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)向量的具體數(shù)值，如下：（0.000440，0.000605，，0.002684）（0.000064，0.000040，，0.000529）（0.000084，0.000046，，0.000525）（0.000004，0.000004，，0.000316）在向量w，x，y，z中的各企業(yè)指標(biāo)的相關(guān)比值計算完畢，在此簡化特征計算，用區(qū)間值的中數(shù)代替各個數(shù)值，由各個數(shù)值占的區(qū)間比重進(jìn)行量化，從而定量分析。表1各指標(biāo)的區(qū)間比重簡化表0.1－0.20.2－0.30.3－0.40.5－0.60.6－0.70.7－0.80.8－0.90.9－1.0w95%2%1%1%1%0%0%0%l98%1%1%0%0%0%0%0%y99%1%0%0%0%0%0%0%z99%1%0%0%0%0%0%0%由表一的數(shù)據(jù)可知，向量w，l，y，z中的各企業(yè)參數(shù)的數(shù)值集中在0.1到0.2的區(qū)間中，說明各向量的特征值小于1，且在較穩(wěn)定的區(qū)間波動。2）能源消耗的定量分析[2]通過對城市C上一年度工業(yè)企業(yè)能源消耗、產(chǎn)值、利稅、員工人數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析及處理，得到產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)向量及產(chǎn)業(yè)人均能耗結(jié)構(gòu)向量的具體數(shù)值，如下：（0.000004，0.000004，，0.000316）（0.713913336，0.515518635，，8.60377136）在向量z，v中的各企業(yè)指標(biāo)的相關(guān)比值計算完畢，在此簡化特征計算，用區(qū)間值的中數(shù)代替各個數(shù)值，由各個數(shù)值占的區(qū)間比重進(jìn)行量化，從而定量分析。但由于基數(shù)的定義形式不同，從而參數(shù)由兩個表分別表示：表2產(chǎn)業(yè)能耗結(jié)構(gòu)區(qū)間比重簡化表0.1－0.20.2－0.30.3－0.40.5－0.60.6－0.70.7－0.80.8－0.90.9－1.0z99%1%0%0%0%0%0%0%表3人均能耗結(jié)構(gòu)區(qū)間比重簡化表5～1010～1515～2020～2525～3030～35＞35v85%8%3%2%1%0%1%由表二和表三的數(shù)據(jù)可知，向量z中各參數(shù)數(shù)值集中在區(qū)間0.1到0.2之間，向量v中參數(shù)集中在5到10的小區(qū)間中，兩者結(jié)合充分量化能源消耗的量化趨勢，在向低消耗的可持續(xù)協(xié)調(diào)化經(jīng)濟(jì)模式趨近，且其特征值大于1。5.1.2工業(yè)企業(yè)發(fā)展水平的綜合評價（1）基于量化指標(biāo)建立權(quán)重比的數(shù)學(xué)模型采用綜合評價法初步建立了產(chǎn)業(yè)規(guī)模、速度效益、結(jié)構(gòu)調(diào)整、源環(huán)境共4大類5項具體指標(biāo)組成的評價指標(biāo)體系(見表4)。表4評價指標(biāo)體系表一級指標(biāo)二級指標(biāo)三級指標(biāo)指標(biāo)性質(zhì)工業(yè)發(fā)展水平綜合評價體系產(chǎn)業(yè)規(guī)模規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總計(元)正向指標(biāo)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)(戶)正向指標(biāo)規(guī)模以上工業(yè)利稅總額（元）正向指標(biāo)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)正向指標(biāo)產(chǎn)業(yè)最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正向指標(biāo)人均產(chǎn)值（元/人）正向指標(biāo)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)業(yè)人員分配結(jié)構(gòu)正向指標(biāo)資源環(huán)境產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)（噸）逆向指標(biāo)產(chǎn)業(yè)人均能耗（噸/人）正向指標(biāo)1）評價指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的確定利用德爾菲法和熵權(quán)法進(jìn)行主客觀綜合賦權(quán)。在信息論中，熵是對不確定性的一種度量，信息量越大，不確定性就越小，熵也越??；反之亦然。熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)法，通過計算指標(biāo)的信息熵，相對變化程度大的指標(biāo)具有較大權(quán)重[3]。計算具體過程如下：eq\o\ac(○,1)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化。式中，pij為標(biāo)準(zhǔn)化后所得值，Mij為指標(biāo)實際值，i=1，2，…，n，j=1，2，…，m。其中，m為參評指標(biāo)個數(shù)，n為參評對象個數(shù)。eq\o\ac(○,2)計算參評指標(biāo)熵值。對于某項指標(biāo)，指標(biāo)值差距越大，則該指標(biāo)在綜合評價中所起作用越大；如果某指標(biāo)的指標(biāo)值全部相等，則該指標(biāo)在綜合評價中不起作用。，其中，。eq\o\ac(○,3)計算指標(biāo)差異系數(shù)。eq\o\ac(○,4)確定參評指標(biāo)權(quán)數(shù)。二）指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理由于各個指標(biāo)具有不同的量綱和數(shù)量級，因而不具有可比性，無法進(jìn)行直接運(yùn)算。因此，在使用指標(biāo)體系進(jìn)行綜合評價前，必須將各具體指標(biāo)的數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對正向指標(biāo)，采取以下公式：對逆向指標(biāo)，采取以下公式：其中，為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，為指標(biāo)原始值，為指標(biāo)的最大值，為指標(biāo)的最小值。最后，用每一個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值乘其權(quán)重并相加的方法，得到最終的工業(yè)化程度的綜合指數(shù)：三）指標(biāo)數(shù)據(jù)處理與計算采用德爾菲法和熵權(quán)法計算指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)上述熵值計算步驟，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算出各項指標(biāo)的客觀權(quán)重，再根據(jù)主客觀綜合賦權(quán)法，得到各項指標(biāo)的綜合權(quán)重（見表5）。表5工業(yè)發(fā)展水平綜合評價指標(biāo)權(quán)重二級指標(biāo)三級指標(biāo)權(quán)重（%）權(quán)重排序產(chǎn)業(yè)規(guī)模規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)資產(chǎn)總計(元)11.344規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)(戶)12.563規(guī)模以上工業(yè)利稅總額（元）13.452產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)13.891產(chǎn)業(yè)最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)10.336人均產(chǎn)值（元/人）9.587結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)業(yè)人員分配結(jié)構(gòu)10.445資源環(huán)境產(chǎn)業(yè)消耗結(jié)構(gòu)（噸）10.336產(chǎn)業(yè)人均能耗（噸/人）8.088（三）工業(yè)企業(yè)發(fā)展水平綜合評價表6工業(yè)企業(yè)發(fā)展水平綜合評價表產(chǎn)業(yè)規(guī)模結(jié)構(gòu)調(diào)整資源環(huán)境綜合指數(shù)48.238.6918.4375.35從表六中的綜合評價結(jié)果看，產(chǎn)業(yè)規(guī)模為48.23，其數(shù)值較大發(fā)展平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)調(diào)整為8.69，資源環(huán)境為18.43，綜合指數(shù)為75.35，綜合水平較高，可持續(xù)發(fā)展性高。5.2問題二的分析問題二的關(guān)鍵在于在本年度能源消耗總量比上一年度下降5%的前提下，建立使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案；建立使該市的工業(yè)企業(yè)利稅受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案；建立使該市的工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案。由此可知在以產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員為核心時其權(quán)重的適當(dāng)放大，從而可使其核心受到的影響降到最小。5.2.1參數(shù)的定義（1）本年度能源消耗量E式中，本年度能源消耗量E，上年度能源消耗e。（2）能源分配的核心指標(biāo)各企業(yè)能源分配量Ei、工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值記為Ci、利稅記為Li、從業(yè)人員記為Ri、工業(yè)企業(yè)綜合消耗Oi(i=1,2,…,2727)。5.2.2建立數(shù)學(xué)模型及提出合理方案（1）數(shù)學(xué)模型的計算方法及分配原則1）計算方法eq\o\ac(○,1)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化。式中，pij為標(biāo)準(zhǔn)化后所得值，Mij為指標(biāo)實際值，i=1，2，…，n，j=1，2，…，m。其中，m為參評指標(biāo)個數(shù)，n為參評對象個數(shù)。eq\o\ac(○,2)計算參評指標(biāo)熵值。對于某項指標(biāo)，指標(biāo)值差距越大，則該指標(biāo)在綜合評價中所起作用越大；如果某指標(biāo)的指標(biāo)值全部相等，則該指標(biāo)在綜合評價中不起作用。，其中，。eq\o\ac(○,3)計算指標(biāo)差異系數(shù)。eq\o\ac(○,4)確定參評指標(biāo)權(quán)數(shù)。2）分配原則在建立數(shù)學(xué)模型時以產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員為核心時其權(quán)重的適當(dāng)放大，從而可使其核心受到的影響降到最小。（2）方案的建立1）以產(chǎn)值為核心權(quán)重的方案表7核心產(chǎn)值的權(quán)重表指標(biāo)權(quán)重（%）權(quán)重排序產(chǎn)值50.231利稅29.342從業(yè)人員20.433由此可知當(dāng)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案：由上式可知，在產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員、能耗量，就可求出分配的需求量。2）以利稅為核心權(quán)重的方案表8核心利稅的權(quán)重表指標(biāo)權(quán)重（%）權(quán)重排序利稅30.232產(chǎn)值49.341從業(yè)人員20.433由此可知當(dāng)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案：由上式可知，在產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員、能耗量，就可求出分配的需求量。3）以從業(yè)人員為核心權(quán)重的方案表9核心從業(yè)人員的權(quán)重表指標(biāo)權(quán)重（%）權(quán)重排序從業(yè)人員39.661利稅24.783產(chǎn)值35.562由此可知當(dāng)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值受到的影響最小的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案：由上式可知，在產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員、能耗量，就可求出分配的需求量。5.3問題三的分析問題三的關(guān)鍵在于在本年度能源消耗總量比上一年度下降5%的前提下，由于在此產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員同等重要，它們的權(quán)重的應(yīng)由各自的比重得出，從而可使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值與利稅、從業(yè)人員受到的綜合影響最小。5.3.1數(shù)學(xué)模型的建立圖1各企業(yè)在產(chǎn)值下的密集度圖圖2各企業(yè)在利稅下的密集度圖圖3各企業(yè)在從業(yè)人員下的密集度圖由圖一、圖二、圖三的數(shù)據(jù)分布區(qū)，可知產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員集中在小數(shù)值區(qū)間，三者權(quán)重相當(dāng)，且要使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值與利稅、從業(yè)人員受到的綜合影響最小，故采用模糊多目標(biāo)加權(quán)分配模型[4]。在能源總量已經(jīng)確定的條件下，在能源分配最優(yōu)化是以工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值與利稅、從業(yè)人員受到的綜合影響最小為3各目標(biāo)函數(shù)，建立以下模型：式中，，，分別為工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值函數(shù)、工業(yè)企業(yè)利稅函數(shù)、工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員函數(shù)，PGi在相應(yīng)權(quán)重下的能源分配量，Pd在權(quán)重下能源消耗量，Prc未分權(quán)重的能源消耗量，PGimin在相應(yīng)權(quán)重偏低下的能源分配量，PGimax在相應(yīng)權(quán)重偏高下的能源分配量在滿足所有約束條件的前提下，工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值、工業(yè)企業(yè)利稅以及工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員所受影響越小越好，有上限而無下限，因此選降半直線形函數(shù)作為它們的隸屬函數(shù)，3個目標(biāo)函數(shù)的隸屬函數(shù)可由下式表示：式中，coi（i=1,2,3）分別為工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值影響最小、工業(yè)企業(yè)利稅影響最小以及工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員影響最小為單目標(biāo)規(guī)劃問題的最優(yōu)值。為第i各目標(biāo)函數(shù)值可接受的區(qū)間。從而結(jié)合前面的方程組運(yùn)用單純形法求解可得最優(yōu)能源分配結(jié)果。5.3.2能源分配方案的最優(yōu)解采用上述模型，不同權(quán)重的計算結(jié)果見表10。表10對應(yīng)于不同權(quán)重組合的三目標(biāo)模糊決策目標(biāo)值比較權(quán)重目標(biāo)1.00.00.00.01.00.0工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值913452139.5953452139.5工業(yè)企業(yè)利稅233385276.8215385276.8從業(yè)人員986996權(quán)重目標(biāo)0.00.01.0工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值903452139.5973452139.5工業(yè)企業(yè)利稅263385276.8205385276.8從業(yè)人員1025945權(quán)重目標(biāo)0.30.10.6工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值953452139.5943452139.5工業(yè)企業(yè)利稅243385276.8219385276.8從業(yè)人員1055999綜上數(shù)據(jù)可知，當(dāng)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值所占的權(quán)重較大時，工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值也隨之增大；當(dāng)工業(yè)企業(yè)利稅所占的權(quán)重較大時，工業(yè)企業(yè)利稅也隨之增大；當(dāng)工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員所占的權(quán)重較大時，工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員也隨之增大。當(dāng)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值、利稅及從業(yè)人員的權(quán)重較小時，其值在原有的基礎(chǔ)上平穩(wěn)的波動，無明顯的變化，趨于穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上結(jié)合各自的影響因子，影響因子結(jié)果見下表：表11對應(yīng)于不同權(quán)重組合的三目標(biāo)模糊決策影響因子權(quán)重目標(biāo)1.00.00.00.01.00.0產(chǎn)值影響因子1.08791.1567利稅影響因子1.14261.0068人員影響因子0.98470.9745權(quán)重目標(biāo)0.00.01.0產(chǎn)值影響因子1.00351.2563利稅影響因子1.23460.9976人員影響因子0.99890.9732權(quán)重目標(biāo)0.30.10.6產(chǎn)值影響因子1.00341.1038利稅影響因子1.16781.0354人員影響因子0.99940.9656結(jié)合兩表中的數(shù)據(jù)分析對比可知，當(dāng)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值所占的權(quán)重、工業(yè)企業(yè)利稅所占的權(quán)重、工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員所占的權(quán)重分別為0.3、0.1、0.6時，其相應(yīng)的產(chǎn)值、利稅、從業(yè)人員的影響影子最小，從而使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值與利稅、從業(yè)人員受到的綜合影響最小。在此應(yīng)用計算公式：由此式可計算出合理的各工業(yè)企業(yè)能源分配法案，使該市的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值與利稅、從業(yè)人員受到的綜合影響最小。5.4問題四的分析問題四的關(guān)鍵在于在未來2年，每年能源消耗總量比上一年度下降5%，且使工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值總量增速不低于8%的目標(biāo)下，建立模型給出該市的各工業(yè)企業(yè)能源分配方案；就選定的方案對城市C未來2年的利稅水平進(jìn)行定量評估。5.4.1基于目標(biāo)的灰色預(yù)測模型在此灰色預(yù)測模型[5]由一個單變量的一階微分方程構(gòu)成，設(shè)原始的數(shù)據(jù)列，則一次累加序列，其中：對建立灰色模型，其對應(yīng)的微分方程為：記參數(shù)列為，且，令：，由最小二乘法得：因此，微分方程的解為：對模型值進(jìn)行累減運(yùn)算得到原始序列的預(yù)測值5.4.2建立能源分配方案（1）前期數(shù)據(jù)的處理1）總能源量的統(tǒng)計表12總能源量的統(tǒng)計年份去年今年明年總能源量（噸）2958581228106521267011952）總產(chǎn)值的要求（2）方案的建立由于未來兩年的總能量已知，且去年的分配權(quán)重已知，則：建立的灰色模型，得到的預(yù)測計算表達(dá)式為：5.4.2利稅水平的定量評估在能源總量已知的情況下，可反推出未來兩年的利稅水平，再結(jié)合產(chǎn)值與利稅的關(guān)系進(jìn)行定量評估。建立的灰色模型，得到利稅的預(yù)測計算表達(dá)式為：在未來兩年里，利稅逐年遞增，且增幅大于5%。5.5問題五的分析結(jié)合上述研究及解決方案，如何在能源總量控制的前提下，對城市工業(yè)企業(yè)進(jìn)行合理的能源分配，以提高能源利用效率和質(zhì)量，并闡述你的政策建議。5.5.1給能源管理部門的建議書尊敬的領(lǐng)導(dǎo)：根據(jù)我們的分析，在能源總量控制的前提下，就主要影響參數(shù)進(jìn)行合理化的量化，對量化的參數(shù)進(jìn)行回歸化處理，使其服務(wù)于目標(biāo)函數(shù)。由目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行參數(shù)的劃分，從而參數(shù)權(quán)重的計算及確定，權(quán)重的確定直接影響能源的合理分配，在不同的基礎(chǔ)要求下，進(jìn)行不同的權(quán)重計算，運(yùn)用相應(yīng)的模型進(jìn)行優(yōu)化處理，以得到合理的方案及較大的產(chǎn)值和利稅。在進(jìn)行去年的評價時，經(jīng)濟(jì)模式向低消耗的可持續(xù)協(xié)調(diào)化經(jīng)濟(jì)模式趨近，且其特征值大于1，綜合指數(shù)為75.35，綜合水平較高，可持續(xù)發(fā)展性高。在未來發(fā)展中，以能源總量控制下最優(yōu)的加權(quán)為產(chǎn)值:利稅:從業(yè)人員≈3:1:6。以上為具體數(shù)據(jù)分析，建設(shè)性意見如下：（1）加快工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變推進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化升級，是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、做大工業(yè)經(jīng)濟(jì)總量的重要手段和途徑。在工業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，在加快發(fā)展中調(diào)整優(yōu)化工業(yè)結(jié)構(gòu)，在調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)中加快發(fā)展。一是要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)。形成各類企業(yè)競爭合作基礎(chǔ)上共同發(fā)展的組織格局。二是要優(yōu)化行業(yè)結(jié)構(gòu)。大力發(fā)展裝備制造業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)以及節(jié)能環(huán)保低碳產(chǎn)業(yè)，通過提高這些產(chǎn)業(yè)在工業(yè)中的比重，實現(xiàn)優(yōu)化行業(yè)結(jié)構(gòu)、帶動工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增長的目標(biāo)（2）推動工業(yè)節(jié)能降耗，實現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展當(dāng)前高速發(fā)展的重化工業(yè)對資源能源的巨大需求，與國內(nèi)資源蘊(yùn)藏量相對不足存在矛盾。因此，在積極探索保障資源穩(wěn)定供給的方法和途徑的同時，要堅持不懈地推進(jìn)工業(yè)節(jié)能降耗。一是要控制高耗能高污染行業(yè)過快增長，加快淘汰落后產(chǎn)能。二是要強(qiáng)化重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)節(jié)能降耗和減排治污工作。三是要推進(jìn)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步。四是要促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。五是要推動資源回收利用、再制造行業(yè)的發(fā)展。六要大力推行新能源，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。(3)調(diào)控能源的合理分配，促使工業(yè)企業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展當(dāng)前工業(yè)企業(yè)由于一味的追求經(jīng)濟(jì)效益，從而過度的消耗能源以確保經(jīng)濟(jì)的快速增長，由此可知能源的合理分配就尤為重要。一是就企業(yè)的實際情況進(jìn)行能源需求量綜合評估，避免盲目的能源消耗。二是能源合理配分，就企業(yè)的高產(chǎn)值產(chǎn)業(yè)就行高能源配分，低產(chǎn)值產(chǎn)業(yè)進(jìn)行低能源配分，能源配分最優(yōu)化。三是能源的充分利用，以實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。由于就數(shù)據(jù)分析及方案優(yōu)化設(shè)計，都基于能源的合理分配，在此就突出能源調(diào)控的重要性，就此強(qiáng)調(diào)能源優(yōu)化的量化及方案比較的突出地位。提出的合理的能源分配方案，就問題的研究方向及方案的設(shè)計方向，提出的三點(diǎn)合理化建議，促使工業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。6參考文獻(xiàn)[1]李國平許旸，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征的定量分析方法，《數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究》，第9期：1992，39-46頁。[2]王笑天焦文獻(xiàn)陳興鵬張子龍，河南省能源消費(fèi)特征及影響因素分析，《地域研究與開發(fā)》，第35卷第1期:2016,144-149頁。[3]江西工業(yè)發(fā)展水平綜合評價分析，/News.shtml?p5=5473631，2016年5月1日。[4]張國立李庚銀謝宏邢維建，多目標(biāo)加權(quán)模糊經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，《華北電力大學(xué)學(xué)報》，第31卷第2期：2004，48-52頁。[5]張啟敏，灰色預(yù)測模型，《寧夏大學(xué)學(xué)報》，第23卷第2期：2002，16-19頁?；贑8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用HYPERLINK"/detail.htm?37