基于生物質爐推廣的數學模型研究

2014-12-19 06:21:56劉俊偉張亞琪

河南科技 2014年2期

劉俊偉張亞琪簡單

(西南石油大學研究生學院，四川成都 610500)

1 前言

爐灶在農村日產生活中有著重要和特殊地位，高效生物質爐能夠提高能源利用率，提高農村地區生活質量，生物質爐推廣有重要意義。茂縣推廣生物質爐較為成功，如果可以把生物質爐推向全國其他地區使用，那么將可以改善更多人的生活，保護生態環境，促進農村、邊疆等地區的和諧發展。

2 “生物質爐”向其他地區推廣的可行性研究

通過調研我們了解到茂縣生物質爐的具體使用現狀。本節通過建立適應的數學模型，設置推廣過程中考慮的因素變量以及推廣度，最終計算出可推廣度數值。

2.1 數學模型的建立

生物質爐在一個地區能否推廣，要考慮許多因素。任何一個因素考慮不周，都可能導致推廣失敗。因此，建立一個模型，通過各個指標之間的函數關系，最后綜合反映可推廣度，可為我們決策提供依據。結合調研期間數據分析及生物質爐推廣經驗，我們選取地理氣候特征、能源選擇種類、經濟發展水平、其他影響因素為變量，建立關于推廣度的數學模型：

式中，W——“生物質爐” 可推廣度；A——地理氣候特征；X——能源選擇種類；Y——經濟發展水平；μ——其他影響因素。

其中，α，β∈[0，1]，分別表示X、Y 兩者的權重。

并令X=x1+x2+…xn，Y=y1+y2+…yn。

2.2 式中各項的取值

我們以茂縣情況為標準，設置為參數基準值，并設置其他項的取值方法及范圍。

（1）W 值的設置。以茂縣推廣工作成功為標準，設置W 為最低可推廣度。如果其他地區計算出的可推廣度大于茂縣數值，則表示“生物質爐”適宜在當地推廣，小于則表示推廣需慎重考慮，數值越大表示越適宜推廣。

（2）A 的取值。茂縣地處山區，森林覆蓋率高，四季分明，以茂縣地理氣候特征為標準，設置參數為1，其他情況選取范圍，如表1 所示。

這里為方便計算模型，列舉了兩個極端的地理氣候特征，并且變量取值在一個區間范圍內；我們使用德爾菲法綜合多次評分，準確得到分值。

表1 地理氣候取值表

（3）X 的取值。令X=x1+x2+…xn，這里為方便闡述模型，再選取兩個二級指標x1和x2，x1表示能源可選程度，x2表示能源可獲得程度，其他實例計算時，可以選擇更多的二級參數。其他情況取值范圍，這里為方便計算模型，將取值最大值設為2，如表2 所示。

表2 能源選擇取值表

（4）Y 的取值。為方便闡述模型，選取一個二級指標y1，表示人均經濟收入。以茂縣人均收入水平為標準，設置參數值為1，如人均收入高于茂縣，可取y1＞1，人均收入越高，數值越大；如人均收入小于茂縣，取0＜y1＜1。這樣選擇的原因是，如果人均經濟收入高，經濟較發達，認為可以購買其他代替產品，而不過分依賴灶具，如做飯可購買電飯鍋，取暖可購買電暖氣，或者購買其他替代燃料。

（5）μ 的取值。其他影響因素可以根據當地民生政策、環保政策、少數民族政策以及農民生活習慣等自行選取，以茂縣情況為標準，設置參數值為1，若當地為有利形勢，則選取μ＞1，不利形勢，則選取0＜μ＜1。如新疆地區，少數民族生活習慣與茂縣羌族有明顯的差異，這里就可取0＜μ＜1。

（6）α，β 的取值。 α，β 表示對X，Y 兩個變量的權重。在“生物質爐”的推廣過程中，通過調研和資料查詢得知，決定能否推廣的關鍵因素在于當地能源選擇與消費的狀況。因此設置α=0.6，β=0.4。

2.3 實例計算

通過查閱資料，發現云南寧蒗彝族自治縣，位于川、滇交界處，是國家重點扶持的貧困縣。村民生活狀態較為原始，仍使用土灶甚至篝火堆做飯，取暖。得天獨厚的自然地理環境造就了寧蒗豐富的旅游資源、水能資源，生態環境的保護工作也較為重要。當地政府一直在積極引入改造當地百姓民生，提高經濟發展的工程。結合上述情況，利用數學模型（1），計算了生物質爐在寧蒗的可推廣度，見表3。