数学建模优秀范文

第六届数学建模竞赛论文论文题目：培育绿色消费市场（B题）参赛队员：

二○一二年五月

第六届数学建模竞赛

论文题目：培育绿色消费市场（B题）

摘要：

在物质生活极大丰富、人民生活水平不断提高、但自然资源日益缺乏的当今社会，唤起社会公众转变消费观念、提倡绿色消费显得尤为重要。

本着提倡“绿色消费”的理念，本论文分四大部分进行论述：

第一部分通过介绍绿色消费的概念和具体要求，列举日常生活中应该做的有益于资源环境的小事来让公众更深入地理解绿色消费。

第二部分本论文根据社会调查数据运用matlab、excel等软件使居民用电数据可视化、图表化，形象具体地展示出不同收入人群用电量的大小，并对比不同电器的耗电水平进行精确的耗能数学计算，使耗能的概念数字化、具体化，以便人们更直观地了解。本论文同时展示出国家对用电的调控政策，让人们体会到节约用电利己利民。

第三部分的本论文中，我们提出“工业消费可交易的‘排污量’”这一概念，并在此引入数学模型，即将经济上的一些数学规律引入与酸雨相关的排污量的交易中。国家可实施以下政策：企业贡献的GDP越高，排污成本越高；反之污染成本越低。在这一政策的实施下，小企业节省的“排污量”可资金交易给大耗能的大企业。这样生产力水平高的大型企业努力降低排污量（大企业有这样的实力），另一方面也给了广大中小企业提供了生存发展的空间。实现了互利共赢的局面。

最后一部分我们进一步深化了“绿色消费”这一理念，总结全文。

关键词：绿色消费可持续发展居民用电可交易的“排污量”互利共赢

第一部分：从个人角度分析，如何参与到绿色消费的行动中来？

绿色消费，世纪时尚

在网络中，“绿色消费”是指消费者对绿色产品的需求、购买和消费活动，是一种具有生态意识的、高层次的理性消费行为。绿色消费是从满足生态需要出发、以有益健康和保护生态环境为基本内涵、符合人的健康和环境保护标准的各种消费行为和消费方式的统称。

而我想，“绿色消费”对我们的要求至少应包含以下4个要点：一是消费时选择绿色产品，即选择无公害、无污染的安全、健康、优质、科学的产品或有助于公众健康的产品；二是在消费过程中注重节约资源，包括对资源的节约、重复利用等内容；三是消费结果要注重对垃圾的处置，尽量减少环境污染；四是通过绿色消费，转变消费观念，真正树立可持续消费理念。

在此我认为我们可以在以下几个方面参与到“绿色消费”的活动中来：

（一）拒绝过度的消费

对我们而言，除却日常必需品，消费需求并没有如现在社会现状般的大。在经济飞速发展的今天，对于早已解决温饱问题的我们来说，消费并不再仅仅是物质消费，更多的是精神消费。于是大部分这些本不需要的消费就成为了影响绿色消费的最大阻碍。于是，这方面的适度就成为了我所认为的首当其冲的因素。“适度消费”应成为一种“意识形态”：满足基本生活的需求，不是以“张扬”显赫为目的;追求舒适，不以攀比豪华为目的;追求健康，不以贪图享乐为目的。我们可以看到，肯德基、麦当劳等等快餐店里面无论什么时间都是座无虚席，许多人在用餐过后还残留下许多未吃完的食物，仅在这方面来说就是一笔不小的浪费。

（二）拒绝平时的资源浪费

据分析，个人只要注意改掉不良的习惯，就能节约70%左右的资源。我们生活在大学宿舍，水电的浪费早已屡见不鲜：忘记关水龙头；洗手、洗脸、刷牙时，让水一直流着；睡觉之前、出门之前，不检查水龙头；宿舍无人灯，教室无人扇；教学楼道无人灯；各个实验室的无人电器……这些看似平常的小事实则浪费了大量的水电资源。日常生活中我们可以摸索出很多“一水二用”或者“多用”的办法。洗菜、淘米水可以供家畜饮用，洗衣服的水可以用来拖地、冲厕所，洗脸水可以用来洗脚，然后再冲厕所等。最后一个离开室内的同学完全可以借随手之便来关闭电器的电源，这样省下的电力资源远远超出我们的想象。另外值得一提的是，以一天中60瓦的白炽灯照明5小时算：每千瓦时电费若为0．61元，全年用电110千瓦时，所需电费为67．10元，如加上用坏4只灯泡用去的5.20元，全年费用是72.30元。而使用优质节能灯，只需一个8瓦的TCP 的节能灯，全年用电只有14.6千瓦时，电费为8.90元，加上一只灯泡价25元，全年费用仅为33.90元，这省下的不仅仅是钱，更多的是我们的电力资源！

（三）购买产品时要“绿色”

有一个很值得推崇的方法在此不得不说，我们可以考虑把手中的钱变为绿色钞票——什么产品绿色，我们就选购什么产品，让它在市场上占有越来越多的份额；哪种产品不符合环保要求，我们就不买它，同时也动员别人不买它，这样它就会逐渐被淘汰，或

被迫转产为符合环保要求的绿色产品。我们国家生产的洗衣粉大都含磷。我国年产洗衣粉几百万吨，每年就有几万吨的磷排放到地表水中，给河流湖泊带来很大的影响。据调查，滇池、洱海、玄武湖的总含磷水平都相当高，昆明的生活污水中洗衣粉带入的磷超过磷负荷总量的50%。大量的含磷污水进入水体后，会引起水中藻类疯长，使水体发生副营养化，水中含氧量下降，水中生物因缺痒而死。水体也由此成为死水、臭水——试想我们如果选用的是不含磷的洗衣粉，并让它在市场上占有很大的份额，类似的悲剧怎么会如此轻易的发生？所以我们一定要从我做起，小事上为我们的环境做贡献！

（四）在重新利用和回收上下功夫

在日本，人们已经提出“3R制造”的概念，即减少原料(reduce)、重新利用(reuse)和物品回收(recycle)。例如，制造纸张的原料全部是废纸。重新利用和物品回收是我们不得不说的一个方面。在生活中尽量地分类回收，像废纸、废塑料、废金属等等，使它们重新变成资源。铝制易拉罐再制铝比用铝土提取铝少消耗71%的能量；把一公斤铝循环再利用可以避免十一公斤的二氧化碳的排放。再生纸是用回收的废纸生产的，每张纸至少可以回收两次。办公用纸、旧信封信纸、笔记本、书籍、报纸、广告宣传纸、纸箱纸盒、纸餐具等在第一次回收后，可再造纸印制成书籍、稿纸、名片、便条纸等。第二次回收后，还可制成卫生纸。一吨废纸=800千克再生纸=17棵大树。在很多国家使用再生纸已经成为时尚，人们以出示印有“再生纸制造”的名片为荣耀，以表明自己的环境意识和文明教养。1吨废塑料=600千克汽油。回收一个玻璃瓶节省的能量，可使灯泡发亮4小时。这样，我们的国家为什么不可以大力推广呢？！

据最近的对绿色消费的调查如图所示：

一-1.

从中我们可以看出，仍然有相当一部分人不受“绿色消费“的影响，所以我们更应该倡导绿色消费，实现社会的可持续发展。而以上我所提出的四点，如果能得到大家的重视，一定会使我们的生活更绿色、环境更美好。

环保无小事，正如使人疲劳的不是遥遥的旅途，而是鞋里的一粒沙子。阿基米德说：给我一根杠杆，我就能转动地球；麦当娜说：给我一双高跟鞋，我就能征服世界；而环保人说：我什么都不要，我只要和地球做个好朋友。

爱护家园，让我们从“绿色消费”吧！

第二部分：分析人们在消费中的群体特征，建立定量模型，选择某一群体探讨绿色消费所产生的经济效益或社会效益。

能源领域：我们能做些什么？

中国正处于经济高速发展时期，在能源领域提倡绿色消费，将减轻我国的能源压力，能源得到最好的利用，那么废气的排放量得到减少，温室效应、海平面上升等一系列问题得到缓解。

由此，我们从关系居民生活质量的电力方面看待这一问题。

以下是一些相关数据。根据不同收入家庭不同的用电量，我们可以考虑就收入水平作为消费群体的分类方式，由此在关于用电现状和国家的各项政策来探讨用电的绿色消费对不同消费群体的经济效益和社会效益。

https://www.360docs.net/doc/d77437805.html,/）

根据表格数据建立折线图：

二-2.

由上述折线图，借助图表数据处理工具，我们不难发现，收入较高的家庭用电量与收入的关系接近于指数函数

y = 29.046e0.0002x

这意味着，随着家庭月收入的增加，其用电量是呈几何级数的增长。这不免引起我们的深思，单这方面来说，高收入家庭用电量是不是多的有些离谱了呢？

我们再看下面一组饼状图，也能说明一些问题：

二-3.

二-4.

显然，这仅占总人数1/3的高收入家庭却消耗着超过2/3的总用电量！在这方面，这不得不说是一种极端浪费的现象，对此我们力求引入数学模型的概念来对这样的问题提出我们的方案。

经过一系列的考虑，我们想到这样一个阶梯定价方案：

阶梯电价方案：

第一阶：120度及以下

电价不作调整

第二阶：120-200度

电价每度加价0.05元

第三阶：200度以上

电价每度加价0.5元

二5.

我们试着分析一下其合理性：

就经济效益来看——

按统计数据的结果来看，低收入家庭用电远低于第一阶的标准（即用电量总是在120度以下变化），那么他们所享受就是每度0.56元的低价电，而部分较为合理用电的高收入家庭达到了第二阶的标准（即用电量在120度到200度之间波动），那么他们所享受的价格仅是被适当调高后的价格，那样也不会增加他们的负担，同时也鼓励他们节约用电、往第一阶的标准方向上发展。而用电量高得离谱的高收入家庭，该政策也对他们采取了较强的用电抑制手段，体现为收费的大幅度提高，由原本0.56元每度的电上涨到惊人的1.06元每度，这样从经济上促使他们节约用电。

就社会效益而言——

有这样一个著名的理论：在巴西亚马逊河的分流处有一座小岛，岛上面有一座房屋。当一滴雨水沿着屋檐落下时，如果它分流到屋檐不同的两边，将因为这小小的差别导致它所处的水循环的位置巨大差异：如果它流向南边，将进入南极的水循环，最终冻结千万年；如果他流向北边，将被带入西北太平洋，在亚洲地区“游览”。在这里，1度电的命运也是如此，只是因为选择进入高收入家庭还是低收入家庭的细小区别，导致了它巨大的不同的用途。当1度电进入高收入家庭，或许它会被用于豪华吊灯（豪华吊灯的功率在400W左右），那么它只能持续2.5h；或许它会被用于烤箱烤制精致的食品（烤箱功率在3kW左右），那么它只能持续20min；或许它会被用于家用中央空调（这样的空调功率在6kW左右），那么它只能持续10min……然而，这1度电进入低收入家庭，却是全然不同的一副景象：或许它会被用于日光灯的照明（日光灯的功率在20W左右），那么它可以持续50h；或许它会被用于抽油烟机的日常煮饭中（抽油烟机的功率在180W 左右），那么它可以用接近6个h；或许它会被用于家用电扇的送凉中（电扇的功率在80W左右），那么它可以用7.5个h……对应来看，这是多么惊人的差别啊！

让我们来定量分析一下。

对此，我们简化一下政策，以便更好的了解问题的本质：假设政府采取了以下的收费政策

在这里，假设低收入家庭月用电量为a，a≤120，那么他们所要缴纳的电费为0.56a.这样的用电量保证了他们日常的生活质量，同时也不会对他们造成过大的经济影响。

同样，假设高收入家庭月用电量为b，b＞120，那么他们所要缴纳的电费为[1.06(b-120)+0.56×120]，这样的收费在经济层面上促使他们停止不必要的电浪费，从而达到了我们“绿色消费”的目的。

让我们直观的看一下他们在电资源上的消费情况：

二-7.

由此一些电资源被节约下来，我们将数学用在电力的销售中，从而鼓励了居民们对电力的“绿色消费”。更有意义的是，这一部分被节约出来的成本，可以用来制造生产并普及更低能耗的民用和工用设备，促进了生产力的发展，更促进了我们的绿色生活。

今天，经济学家们就比较容易衡量的电力而言，他们发现，当价格上升10%时，用电量大概减少3%，更准确地说，是价格上升引起需求量的减少，因为这种变动表示为沿着需求曲线的变动，由此经济学家们相信他们已经提出了一个相当完善的能源使用的“拇指法则”。由上可见，我们提出的方案有巨大的可行性。

让我们绿色消费，而不是消费绿色。

第三部分：选择某一产业或行业，建立定量模型，说明绿色消费对产业发展和社会发展的影响。

“绿色消费”：工业消费可交易的“排污量”

旨在强调绿色消费的理念，我们可以考虑在生产行为中说明绿色消费对产业发展和社会发展的影响。

“人们通常有这样一种思想，即不应该把环境问题货币化，因为它是无价的。但是，如果我们要在国会上展开有关北极钻探计划的辩论，我们就需要能与这种金融观点相抗争。我们必须出这张牌，否则我们就输定了。”

——Caroline Alkire 而我在此引数学模型，即是将经济上的一些数学规律引入酸雨排污量的交易中。

选择产业或行业：工业中，将排污量纳入可消费领域，从而倡导工业领域的“绿色消费”

在此可以对酸雨实行一种可交易的许可制度，可以更具成本-效率地降低排污量。企业可以把他们的排污许可量卖给污染重的企业，由此证明市场可以有助于实现环保目标。

假设在这个模型中，有两个企业。企业一生产能力较高，相应地，排污量也较高。企业二生产能力较低，相应地，排污量也较低。

可是在实际的情况下，政府有如下政策：

三-1.

即企业贡献出的GDP越高，排污成本也越高。同样，企业贡献出的GDP越低，排污成本也越低。“越高的GDP准许的排污量越少”即是该政策的精髓。这样的政策是可行的。一方面，它使生产力水平高的大型企业努力降低排污量（大型企业有这样的资本）；另一方面也给了广大中小企业生存和发展及盈利的空间。但在这里，排污量在企业之间是可交易的。企业一可以通过购买企业二代价小的排污量从而节俭成本。企业二可以在自己的生产能力范围内尽量节约出排污量进行出卖，从而获得更多的利润。

现在通过跟踪在此中流通的1m 3的排污量来看看其流向。

在企业二中，企业二能贡献出值为ER 的GDP 。假设0

所以企业二通过节约排污量达到了盈利的目的，同时这一理念又符合了“绿色”的目标。

在企业一中，企业一能贡献出值为YI 的GDP 。假设YI>A 。企业二可得到的排污量为[b(YI-A)+aA]。在企业一中，实际每单位GDP 排污值为β>{[b(YI-A)+aA]/YI}，所以企业一缺少的排污量为{ΒYI-[b(YI-A)+aA]}，可购买，单价为X 。企业一购买企业二的排污量，所用资金为{ΒYI-[b(YI-A)+aA]}X 。

为节约成本，企业一尽量减少排污量，从而达到了环境保护的目的。

此时，一个“1m 3排污量”的故事就这样上演了。

一定时期内，企业一比企业二生产力水平高，体现在β<α。

企业一被允许的要求为β={[b(YI-A)+aA]/YI},而实际上β>{[b(YI-A)+aA]/YI}。

企业二被允许的要求为α=a,而实际上α

所以有

β<α,

即

{[b(YI-A)+aA]/YI}<β<α

化简得

(b-a)(YI-A)<0,

成立。

这说明这是一个完全可行的方案。在这里，通过将排污量纳入可消费领域，从而倡导工业领域的“绿色消费”，一种全新的理念被建起，也让地球更美好。

现在，你是不是还在认为，环境管制是一个道德问题？而不是数学问题？而且支持在所有发电企业都采用成本高昂的消除酸雨技术？

我们现在相信，可交易的许可证是减少排污和创造大量减少污染所必需的激励的最直接的制度。

对产业发展和社会发展的影响：

产业：有利于企业降低排污量，从而促进生产力的提高。

社会：有利于环境的保护，提高大气质量，造福人类。

第四部分：根据你的论文的模型结果，阐述你的观点，完成一篇倡导绿色消费的短文。

绿色消费，你行动了吗？

我们生活在物质文明高度发达的现代社会中,享受着现代化带来的安逸，然而也承受着现代化带来的恶果——环境污染,资源短缺,生态破坏等。目前在中国倡导“绿色消费”，近年来的环境危机也向我们警示出保护环境绿色消费的重要性。可以这样说，“绿色”话题正是提倡和推广的最佳时机，当前也到了保护环境爱护地球的关键时刻。自哥本哈根大会以来，环境问题已经以跨越国界的方式引起全球的关注。

但是，巨大的经济惯性使我们明白，环境保护问题根本不仅仅是一个道德问题了。要想在更广范围内较快速地达到环保的目标，我们必须把这样的问题定量化，并与生产、消费实际相结合，将环保落到实处，而不是空口号。所以，将环保与经济相结合，便引出“绿色消费”的理念，并且这是短期内达到环保目标的最有效的方式。

“任何一门学科，如果它不与数学相结合的话，终将达不到完美的境地。”这句话向我们说明，“绿色消费”只有在经济概念上与数学完美地结合，我们才能达到我们的目标，由此我们积极地关注环保问题，选择这样一类课题，并进行数学建模。

绿色消费，包括的内容非常宽泛，不仅包括绿色产品，还包括物资源的回收利用、能源的有效使用、对生存环境和物种的保护等，可以说涵盖生产行为、消费行为的方方面面。我们主要从三方面来阐述。一、介绍绿色消费的概念和具体要求，列举日常生活中应该做的有益于资源环境的小事来让我们更深入地理解绿色消费。这一部分主要靠列举的方式来展现，让个体学会参与到实践中来。集腋成裘，滴水穿石，个人的力量虽然渺小，但是终将美化我们的生活。二、我们将重点放在居民用电消费处，根据社会调查数据，分析不加控制的居民用电消费的巨大浪费性，再使居民用电数据可视化、图表化，形象具体地展示出不同收入人群用电量的大小，分析并建立适用的、可行的模型，并加以严谨的阐述，使“绿色消费”的概念数字化、具体化，以便人们更直观地了解。同时展示出国家对用电的调控政策，让人们体会到节约用电利己利民。中国正处于经济高速发展时期，在能源领域提倡绿色消费，将减轻我国的能源压力，能源得到最好的利用，那么废气的排放量得到减少，温室效应、海平面上升等一系列问题得到缓解。三、我们提出“工业消费可交易的‘排污量’”这一概念，并在此引入数学模型，即将经济上的一些数学规律引入与酸雨相关的排污量的交易中。国家可实施以下政策：企业贡献的GDP 越高，排污成本越高；反之污染成本越低。在这一政策的实施下，小企业节省的“排污量”可资金交易给大耗能的大企业。这样生产力水平高的大型企业努力降低排污量（大企业有这样的实力），另一方面也给了广大中小企业提供了生存发展的空间。实现了互利共赢的局面。众所周知，在工业领域引入“绿色消费”是重头戏。市场就是一只无形的手，利用市场调节，通过将排污量纳入可消费领域，从而倡导工业领域的“绿色消费”，一种全新的理念被建起，也让地球更美好。

真正的“绿色消费”，是多元的，是全方位的。广义上，它应囊括生活、能源、工业等众多领域，这也正是我们的目标。强力有效地推进，与数学与经济相结合，必是“绿色消费”最完美的落实方式！

多省一滴水，多省一度电，少买一袋含磷洗衣粉，少排一立方米的二氧化碳，世界真的会慢慢改变。

我们拥有一个共同的家园——地球，营造一个安全、健康、温馨的家园，是我们每一个人共有的心愿和应尽的义务。面对环境污染、资源枯绝的状况，我们再也不能麻木不仁，每个人都应该行动起来，从身边的小事做起，真正做到科学绿色、绿色消费，为保护环境尽一份责任。