針對唐山市垃圾收費標(biāo)準(zhǔn)的建模及預(yù)測分析

劉帥 楊茗涵 栗博宇

摘要：本文根據(jù)國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部《生活垃圾分類制度實施方案》，以減少唐山市城市生活垃圾產(chǎn)出、提高垃圾分類水平并保持其可持續(xù)為目的，采用灰色預(yù)測法及逐差法，建立多元動態(tài)線性模型，制定出垃圾收費標(biāo)準(zhǔn)。首先確定該問題使用動態(tài)線性規(guī)劃的模型，然后結(jié)合唐山市近年來人口數(shù)量、人均可支配及人均消費支出等數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，采用逐差法推算公式、灰色預(yù)測方法建立預(yù)測模型，并采用該模型對未來中短期的數(shù)據(jù)進行合理預(yù)測分析。

關(guān)鍵詞：灰色預(yù)測;多元動態(tài)線性模型;垃圾收費

引言

環(huán)境危害問題已經(jīng)越來越受到社會各界的關(guān)注，“生態(tài)文明”也成為了我國新時期社會建設(shè)的一項重要目標(biāo)。2017年3月18日，國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了由國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部共同發(fā)布的《生活垃圾分類制度實施方案》，其主要目標(biāo)是“到2020年底，基本建立垃圾分類相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系，形成可復(fù)制、可推廣的生活垃圾分類模式，在實施生活垃圾強制分類的城市，生活垃圾回收利用率達到35%以上”。

1 模型建立

本文從唐山市生活垃圾處理的實際問題出發(fā)，綜合考慮家庭的經(jīng)濟生活水平和家庭生活消費支出情況。每個家庭的經(jīng)濟生活水平不同，且每個家庭對政府常規(guī)收費的負擔(dān)能力也不同，家庭生活消費支出從某個方面來講與家庭垃圾產(chǎn)量存在一種必然的關(guān)系，本文近似將這種關(guān)系看成正相關(guān)關(guān)系。同時家庭消費支出也與家庭的收入存在必然聯(lián)系，因此可以通過分析唐山市近幾十年的人均收入情況和消費支出情況合理地制定生活垃圾處理費用。

對原始數(shù)據(jù)作一次AGO累加生成后，GM（1，1）模型相應(yīng)的微分方程為：

用最小二乘法求得灰色參數(shù)α， μ，其中：α稱為發(fā)展灰數(shù);μ稱為內(nèi)生控制灰數(shù)。設(shè)為待估參數(shù)向量，有，解得：

將灰色參數(shù)代入微分方程，求解微分方程，即可得預(yù)測模型：

2 模型求解

根據(jù)全市人均收入水平將其分為三個檔次，第一檔人均收入在0—X1范圍內(nèi)，對應(yīng)的收費標(biāo)準(zhǔn)為P，該收費標(biāo)準(zhǔn)為全市最低的垃圾收費標(biāo)準(zhǔn)，并確保一般家庭能夠承受。第二檔和第三檔則會根據(jù)家庭收入情況適當(dāng)?shù)厣险{(diào)單位收費標(biāo)準(zhǔn)。第二檔人均收入在X1—X2范圍內(nèi)，對應(yīng)的收費標(biāo)準(zhǔn)為P1。第三檔人均收入在X2及以上，對應(yīng)的收費標(biāo)準(zhǔn)為P2。

假設(shè)垃圾的產(chǎn)生量與家庭人均生活用品消費存在正相關(guān)關(guān)系，現(xiàn)根據(jù)此關(guān)系，正式確定生活垃圾處理所需要繳納的費用公式。

根據(jù)家庭人均生活垃圾制造量將收費標(biāo)準(zhǔn)分為三檔：第一檔0—B1，第二檔B1—B2，第三檔B2及以上，其中B1和B2根據(jù)家庭人均生活用品消費確定。

第一檔：

第二檔：

第三檔：

根據(jù)唐山市統(tǒng)計年鑒人均可支配收入和人均消費支出，利用逐差法確定人均生活垃圾制造量B1和B2 （單位：噸）

以上文某家庭人均收入為18000元/年為例，根據(jù)收費標(biāo)準(zhǔn)定價公式，通過MATLAB編程可得到該家庭所需繳納的生活垃圾處理費用的曲線圖。

結(jié)論

“減少產(chǎn)出量，提高利用率”是解決生活垃圾污染的有效途徑，而實施垃圾分類則是解決生活垃圾污染的重要環(huán)節(jié)。本文通過確定具體的收費標(biāo)準(zhǔn)算法，可以清楚準(zhǔn)確地計算出家庭應(yīng)該繳納的垃圾處理費用。同時也運用了灰色預(yù)測法，預(yù)測家庭人均收入和家庭消費支出，政府部門可以合理的規(guī)劃確定近幾年的垃圾處理收費標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻：

[1]王益民，董秀珍，張云霞，張素娟，唐山市城市生活垃圾特性分析，唐山學(xué)院學(xué)報，2007 （11）：62-63.

[2]孫效功，灰色系統(tǒng)GM（1，1）模型改進的建模方案[J]，青島海洋大學(xué)學(xué)報，1995.