多目標模糊模式識別模型及其在碧流河水庫水質(zhì)評價中的應用

以燕山水庫水質(zhì)評價為例,針對水質(zhì)等級的相對模糊性及單項指標評價結果的不相容性問題,基于模糊物元理論,構建了采用三標度法確定權重、將模糊物元分析與歐氏貼近度相結合的水庫水質(zhì)評價模型,并與其他方法進行比較。實例結果表明,評價結果與實際情況相吻合。

以溶解氧、氨氮等5個因子作為評價指標,構造綜合評判模糊數(shù)學模型,計算各評價因子的權重,建立了模糊識別水質(zhì)評價模型,并對寧波市主要水庫水質(zhì)進行了評價。結果表明:四明湖水庫、三溪浦水庫、倉岙水庫、新路岙水庫、橫山水庫及白溪水庫的水質(zhì)達到ⅰ級或ⅱ級飲水標準,說明這些水庫水質(zhì)是安全的,但需要注意防范及預警,保證居民飲水安全。

運用模糊數(shù)學基本理論和方法,將模糊數(shù)學理論的隸屬函數(shù)和隸屬度概念引入到水質(zhì)評價中,用矩陣分析的方法構成模糊綜合評價模式,對水庫水質(zhì)進行分析.結果表明,采用模糊評價法與其它評價方法結果相近,可以采用模糊評價法進行水庫水質(zhì)評價.

我國是一個城市供水安全問題比較突出的國家，城區(qū)供水水量不足、水源地水質(zhì)污染等水資源問題日趨嚴重。水庫水源地接納污染物的類別及危害程度不同。很難用具體準確定性的評價模型對水質(zhì)做出準確的評價。模糊評價法是可以根據(jù)采集水體樣本的實測值與國家相關指標評價標準有機結合，經(jīng)過模糊變換對水庫水質(zhì)做出準確評價，能為水庫水質(zhì)監(jiān)測和管理提供重要參考依據(jù)。

以深圳市赤坳水庫為例,利用可變模糊模型對水庫水質(zhì)進行評價。根據(jù)水庫特點選取8個水質(zhì)評價指標,建立指標體系,然后利用二元比較理論確定指標權重,計算模型相對隸屬度,從而得到水庫水質(zhì)評價結果。評價結果表明,赤坳水庫水質(zhì)介于ⅰ類水和ⅱ類水之間,居于良好使用水平,能夠滿足供水對象的用水要求。研究表明,可變模糊模型在水庫水質(zhì)評價中具有良好的可行性和實用性。

通過構建模糊數(shù)學模型評價濟南某引黃水庫的進水口和出水口的水質(zhì),評價結果發(fā)現(xiàn)該引黃水庫進水口和出水口分別屬于ⅳ和ⅰ類水;而根據(jù)單因子評價方法,進水口和出水口水質(zhì)均屬于ⅴ類,主要是由于化學需氧量超標導致。模糊數(shù)學評價法用隸屬度來描繪模糊的水質(zhì)分級界限,避免了傳統(tǒng)水質(zhì)分級不連續(xù)的缺陷,避免了在單因子評價中因某項參數(shù)超標而將水質(zhì)定類的缺點,得到了較為客觀的評價。

對石佛寺水庫入庫口、庫中以及出庫口三個斷面的鎘、鉛、銅、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、硫化物、糞大腸菌群等23項環(huán)境質(zhì)量影響因子進行測試,并應用模糊數(shù)學綜合評價法評價了石佛寺水庫入庫口、庫中以及出庫口3個斷面水質(zhì)質(zhì)量均為ⅴ類。分析了導致其為ⅴ類水的直接原因為總氮超標,分析了總氮超標的成因以及有可能帶來的生態(tài)危險性。

綜合利用的水庫興利調(diào)度通?？紤]的是多目標問題,并且部分目標存在模糊性,可以應用多目標優(yōu)化決策模型進行決策。為盡可能消除決策過程中的人為性,本文以白石水庫為工程背景,針對該水庫興利調(diào)度決策的實際情況,采用多目標可變模糊優(yōu)選模型進行決策。詳細闡述了決策過程,決策結果可為水庫的實際運行提供參考。

針對引灤入津工程水庫水質(zhì)污染問題,根據(jù)國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準選取高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、氨氮、總氮、總磷5個水質(zhì)指標,采用模糊數(shù)學方法對2005年引灤沿線于橋水庫和爾王莊水庫水質(zhì)進行綜合評價。結果表明,于橋水庫總體水質(zhì)為ⅳ類,爾王莊水庫為ⅱ類,即爾王莊水庫水質(zhì)總體上優(yōu)于于橋水庫。采用模糊數(shù)學法進行水庫水質(zhì)綜合評價時,既突出了污染較嚴重的水質(zhì)指標,又反映了水庫水質(zhì)的整體水平,可為保障引灤輸水水質(zhì)安全提供科學依據(jù)。

介紹了投影尋蹤等級評價模型的各個步驟,采用該模型評價了大伙房水庫水質(zhì),得出取樣點的豐水期水質(zhì)較枯水期差,水庫監(jiān)測斷面水質(zhì)為ⅲ、ⅳ類水質(zhì),水體富營養(yǎng)化較嚴重,主要原因是總氮嚴重超標,并將評價結果與綜合污染指數(shù)法評價結果比較,總體看來,兩種評價方法得出的結果基本一致,采用投影尋蹤等級評價模型進行水質(zhì)評價是完全可行的.

基于北京市水環(huán)境監(jiān)測中心密云分中心的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、氨氮及總氮等具有代表性的水質(zhì)指標作為水質(zhì)評價因子,應用模糊綜合評判法對密云水庫水質(zhì)進行了評價.結果表明:南水北調(diào)中線工程通水前,密云水庫水質(zhì)滿足gb/t3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》ⅰ類標準,其中,白河主壩、庫西、金溝圍堰、套里、水九進口及內(nèi)湖監(jiān)測站的水質(zhì)劣于恒河、潮河主壩及庫東監(jiān)測站;總氮是對密云水庫水質(zhì)影響最大的水質(zhì)評價因子.評價結果為分析南水北調(diào)中線工程通水后密云水庫的水質(zhì)變化狀況提供基礎.

模糊模式識別模型在砂土液化勢評價中的應用——由于影響砂土地震液化的因素眾多，又具有相當?shù)哪：?，因而應用模糊?shù)學方法建立了砂土液化的模糊模式識別模型，對不同影響因素賦予不同的權值，最后給出了相應的工程實例說明該方法的合理性和適用性。

根據(jù)水庫對環(huán)境影響評價屬于模糊概念這一客觀實際，以陳守煜教授提出的多層次多目標模糊優(yōu)選理論模型為基礎，建立了定性與定量多目標多層次混合系統(tǒng)模糊優(yōu)選理論模型，并進行了實際應用，得到了滿意的結果

對水庫防洪調(diào)度方案評價中需要考慮的問題進行了分析,建立了評價指標體系,利用協(xié)商定權以及主客觀定權方法確定評價指標的權重,借助模糊物元模型對備選方案進行綜合評價。結果表明:該方法充分考慮了評價的模糊性和不相容性,能夠全面地對方案進行決策,在陡河水庫洪水調(diào)度中取得了較好的效果。

模糊模式識別在建設選址決策中的應用——根據(jù)模糊模式識別構建了建設項目選址的一般數(shù)學模型,并根據(jù)最大隸屬原則提出了求解方法及其應用示例,以提高決策的科學性和可靠性。

本文運用灰色動態(tài)預測模型模擬清河水庫cod和總氮兩項水質(zhì)指標的變化,結合清河水庫水質(zhì)監(jiān)測站實測水質(zhì)采樣數(shù)據(jù),分析了灰色動態(tài)預測模型在清河水庫水質(zhì)預測的適用性以及預測精度,結果表明:灰色動態(tài)預測模型適用于清河水庫水質(zhì)預測,預測的cod指標和總氮濃度與實測水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)相對誤差均小于30%,符合水質(zhì)模擬精度規(guī)范要求。研究成果對于清河水庫水污染防治和治理提供參考價值。

在運用市場比較法對房地產(chǎn)進行估價時,通過在多個備選實例中選取與待估對象最相近的可比實例作為評估基準,以已知備選實例的價格為參照對待估對象進行估價,即可獲得待估房地產(chǎn)的價格。備選實例選取得恰當與否,將直接導致房地產(chǎn)估價的準確性。本文探討了如何運用模糊模式識別的數(shù)學方法來選取備選實例。首先,介紹了有關房地產(chǎn)估價的理論依據(jù);其次,討論如何建立房地產(chǎn)評估選例模糊模式識別模型以及該模型的可行性。

為掌握黃河水庫浮游植物群落結構與水質(zhì)現(xiàn)狀,分4個季節(jié)進行周年采樣監(jiān)測.通過單因子、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、浮游植物現(xiàn)存量及種類組成等方法綜合評價黃河水庫的富營養(yǎng)化狀態(tài).結果顯示:從水質(zhì)指標來看,主要污染物為氮營養(yǎng)鹽,其年均值可達3.6mg/l.綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化范圍為37~59,以冬季最高,富營養(yǎng)化最嚴重.全年共檢測到浮游植物6門75種(屬),主要為藍藻門和綠藻門,優(yōu)勢種為假魚腥藻(pseudanabaena)、尖頭藻(raphidiopsis)、擬柱孢藻(cylindrospermum)、顫藻(oscillatoria)、纖維藻(ankistrodesmus).浮游植物密度變化范圍為1.68×10~7~3.62×10~7個/l,生物量變化范圍為5.6~12.9mg/l.在各門類藻類中,藍藻在全年均有較大數(shù)量(大于10~7個/l),預示著水體可能受到水華的威脅.同時優(yōu)勢種假魚腥藻有產(chǎn)微囊藻毒素的潛力,對水體可能帶來更為深遠的危害.從浮游植物優(yōu)勢種、群落結構、密度、生物量、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指來看,水庫水質(zhì)為中營養(yǎng)到富營養(yǎng)化狀態(tài),因此,要加強水質(zhì)管理,降低爆發(fā)藍藻水華的風險.

通過數(shù)學中的模糊模式識別法來驗證房地產(chǎn)的評估,通過在若干個價格已知的房地產(chǎn)可比實例中選取與待估對象可比性最強的實例進行比較調(diào)整,從而確定待估對象的價格,提高房地產(chǎn)評估的準確性。由于決定房地產(chǎn)價格的區(qū)域、建筑結構、交易情況等因素,大都為無量綱指標,不能用精確的數(shù)值來衡量,而帶有較大的模糊性。因此,用模糊模式識別的方法來選取可比實例具有可行性和科學性

將熵值法與屬性識別模型相結合,建立了基于熵權的屬性識別模型,應用此模型對1991~2004年黑龍江省桃山水庫的富營養(yǎng)化進行評價。將此評價結果與分級評分法的評價結果進行比較分析,得出較一致的結論。同時表明,該模型在水庫富營養(yǎng)化評價中具有較好的實用性

在施工網(wǎng)絡計劃中,施工方案受多種因素的影響,且施工方案的多目標決策優(yōu)化問題具有模糊性。本文應用模糊數(shù)學理論對多目標施工方案的決策問題并結合實例進行了研究和探討,方法實用有效,具有很高的分辨率,且易于計算機實現(xiàn)。

針對供應商的評價選擇問題,構建了包含4個一級指標、8個二級指標的供應商評價指標體系,并建立了評價供應商綜合實力的多目標模糊優(yōu)選模型。通過該模型,評價供應商的綜合實力并做出最優(yōu)選擇。實例證明,該模型難度適中、易于操作、應用性廣,具有推廣價值。