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用.pdf

1、當前，環(huán)境評價、規(guī)劃與管理的方法有很多種，但是在實際的環(huán)境評價、規(guī)劃與管理中針對多目標、多層次、多影響因素、少樣本數(shù)據(jù)、少信息的復雜系統(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)象的復雜性和資料信息的不足，近年來，很多學者對這些不確定性問題進行著廣泛深入的研究。樣本資料信息的不完全性實際上構成了灰色系統(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性和靈活性，在環(huán)境現(xiàn)狀的分析和評價、環(huán)境的預測和規(guī)劃以及環(huán)境管理等方面有廣泛的應用價值。 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行研究，將其應用到環(huán)境評價、規(guī)劃與管理中。本課題的研究與應用主要從下述五個方面依次分別展開： 1.用灰色關聯(lián)分析方法來確定參考數(shù)列和比較數(shù)列，并把加權后的環(huán)境質量分指數(shù)用于關聯(lián)度分析中，以確定環(huán)境污染物評價指數(shù)的權值，再計算出關聯(lián)

3、度并排序比較得出結論； 2.用灰色聚類法來構造白化函數(shù)，求白化函數(shù)值，進而構造聚類向量，比較后確定評估環(huán)境要素的等級； 3.用灰色決策模型構造局勢決策，通過分析各目標各局勢下的效果白化值，計算出局勢效果測度和綜合效果測度，將多目標決策轉化為單目標決策問題，從而選擇最佳局勢進行決策； 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，得出一階灰色數(shù)據(jù)序列構成的微分方程：dx(1)/dt+ax(1)=u擬

4、合出灰色預測模型：(^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％作為模型的檢驗標準。在灰色一次擬合模型等級達不到標準時，采用二次擬合方法對模型進行改進，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行不斷調整。通過該模型對環(huán)境狀況進行定量預測； 5.灰色預測型線性規(guī)劃的環(huán)境數(shù)學

5、模型的目標函數(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建過程之后，將其分別運用到水環(huán)境質量評價、一個典型的廢水處理站環(huán)境運營中的決策管理、水