灰色系統(tǒng)理論在環(huán)境評價、規(guī)劃與管理中的研究與應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)前，環(huán)境評價、規(guī)劃與管理的方法有很多種，但是在實(shí)際的環(huán)境評價、規(guī)劃與管理中針對多目標(biāo)、多層次、多影響因素、少樣本數(shù)據(jù)、少信息的復(fù)雜系統(tǒng)的方法仍處于研究階段。由于生態(tài)破壞與環(huán)境污染現(xiàn)象的復(fù)雜性和資料信息的不足，近年來，很多學(xué)者對這些不確定性問題進(jìn)行著廣泛深入的研究。樣本資料信息的不完全性實(shí)際上構(gòu)成了灰色系統(tǒng)的基本特征，因此研究灰色系統(tǒng)理論建立環(huán)境模型對于分析少數(shù)據(jù)、少信息的樣本特征，判定和篩選環(huán)境影響因子有很大的作用。相對于其它方法而言

2、，灰色系統(tǒng)理論建立的環(huán)境系統(tǒng)模型具有較好的適應(yīng)性和靈活性，在環(huán)境現(xiàn)狀的分析和評價、環(huán)境的預(yù)測和規(guī)劃以及環(huán)境管理等方面有廣泛的應(yīng)用價值。 本課題主要通過對灰色系統(tǒng)理論的基本原理和基本建模方法進(jìn)行研究，將其應(yīng)用到環(huán)境評價、規(guī)劃與管理中。本課題的研究與應(yīng)用主要從下述五個方面依次分別展開： 1.用灰色關(guān)聯(lián)分析方法來確定參考數(shù)列和比較數(shù)列，并把加權(quán)后的環(huán)境質(zhì)量分指數(shù)用于關(guān)聯(lián)度分析中，以確定環(huán)境污染物評價指數(shù)的權(quán)值，再計(jì)算出關(guān)聯(lián)

3、度并排序比較得出結(jié)論； 2.用灰色聚類法來構(gòu)造白化函數(shù)，求白化函數(shù)值，進(jìn)而構(gòu)造聚類向量，比較后確定評估環(huán)境要素的等級； 3.用灰色決策模型構(gòu)造局勢決策，通過分析各目標(biāo)各局勢下的效果白化值，計(jì)算出局勢效果測度和綜合效果測度，將多目標(biāo)決策轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)決策問題，從而選擇最佳局勢進(jìn)行決策； 4.根據(jù)灰色模型理論，由h個變量n階灰色微分方程的推導(dǎo)，得出一階灰色數(shù)據(jù)序列構(gòu)成的微分方程：dx(1)/dt+ax(1)=u擬

4、合出灰色預(yù)測模型：(^x)(1)(t+1)=[x(0)(1)-u/a]×exp(-at)+u/a，并將(^x)(1)還原為x(0)，并求出相對誤差E(0)和中值誤差e1/2，以中值誤差的10％作為模型的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。在灰色一次擬合模型等級達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時，采用二次擬合方法對模型進(jìn)行改進(jìn)，而模型并不是原始數(shù)列越多越好，隨著系統(tǒng)的發(fā)展變化，必須對所建立的模型進(jìn)行不斷調(diào)整。通過該模型對環(huán)境狀況進(jìn)行定量預(yù)測； 5.灰色預(yù)測型線性規(guī)劃的環(huán)境數(shù)學(xué)

5、模型的目標(biāo)函數(shù)為：f(x)=n∑j=1CX； 約束條件為：n∑j=1 aijX≤B，(i=1，2，……m)，Xij≥0，(j=1，2，……n) 由于約束條件B是用時間序列來描述的，且為灰數(shù)，記為“(×)”，用GM(1，1)模型求得預(yù)測值，并將其帶入規(guī)劃模型可求的在各約束條件下的規(guī)劃解。 通過研究分析灰色系統(tǒng)理論及五種灰色模型的研究構(gòu)建過程之后，將其分別運(yùn)用到水環(huán)境質(zhì)量評價、一個典型的廢水處理站環(huán)境運(yùn)營中的決策管理、水