大气环境质量综合评价的多目标决策_理想区间法_杨晓华

多目标决策

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环 境 工 程

2003年6月第21卷第3期

大气环境质量综合评价的多目标决策-理想区间法

杨晓华 杨志峰

(北京师范大学环境科学研究所,北京100875)

*

郦建强

(水利部水利水电规划设计总院,北京100011)

金菊良

(合肥工业大学土建学院,合肥230009)

摘要 对多目标决策-理想点法进行了分析,由于环境质量评价标准是区间概念而非点的概念,因而传统的多目标决策-理想点法把评价标准处理成理想点存在一定缺陷。为了克服这种缺陷,提出了一种多目标决策-理想区间法(MODIIM)。介绍了MODIIM的原理,给出了它的构成方法,并把它应用到大气环境质量综合评价中。与多目标决策-理想点法相比,MODIIM具有更大的适用性。MODIIM可广泛应用于各种环境质量综合评价问题中。关键词 大气环境质量 综合评价 多目标决策 理想点法 理想区间法

1 引言

大气环境质量综合评价,实际上就是依据大气环境质量评价分级标准来判别某一个地区某一时间内的大气综合质量与哪一等级标准最接近,则认为该地区的大气综合质量属于该等级。目前,用于大气环境质量综合评价的方法很多

[1~4]

表的某一地区某一时间内的环境综合质量的等级。但这种情况不太可能发生。多目标决策-理想点法把最优值fj,(j=1,2,,,n)看成为理想点,把一个地区某一时间内的环境质量指标与在理想点处的标准环境质量指标的距离作为评价该地区环境质量指标与在理想点处的标准环境质量指标的接近程度,把距离最小的理想点对应的等级找出来,近似看成该地区环境综合质量的等级。

在环境质量评价中,多目标决策-理想点法把监测点的各指标值和每一等级的各指标值都视为点的概念,把监测点的各指标分布看成一条曲线,把质量标准的各指标视为一组曲线,进行多目标决策。然而作为一种新方法的尝试应用,应根据研究领域的特点对原方法进行改进。显然水环境或大气环境质量标准每一等级的各指标值为区间的概念。如大气环境质量评价标准见表1,SO2的I级标准值在010~0105mgPm之间,NOx的Ò级标准值的临界浓度为0110mgPm,其值在0105~0110mgPm之间,均为区间的概念。如果仍用传统的多目标决策-理想点法,则不够准确。本研究把监测点的各指标值视为点的概念以及每一等级的各标准指标值视为区间的概念,为了统一处理点和区间的概念,提出了一种适合于在大气环境质量综合评价中应用的MODIIM。表2给出了大气环境质量综合评价的MODIIM与多目标决策中的几个名词的对应关系。

价的骤

3

3

3

[2]

*

,每一种方法都有各自

的特点。文献[5]将多目标决策-理想点法应用于水环境质量综合评价取得了较好的效果,不但操作简单、容易理解,而且能体现环境质量与多种污染物或营养物指标的复杂关系,但多目标决策-理想点法

[5]

把评价标准处理成点的形式存在一定缺陷。为了克服这种缺陷,本研究提出了一种多目标决策-理想区间法(Mult-iObjectiveDecision-IdealIntervalMethod,简称MODIIM)。并将MODIIM进一步应用于大气环境质量综合评价问题中。2 MODIIM的基本步骤

多目标决策-理想点法的基本原理是把影响环境质量的n个指标看成是多目标决策中的n个目标函数fj(x),(j=1,2,,,n)。对于每个目标函数分别有其最优值为fj,(j=1,2,,,n),这里的最优值fj指的是各等级所对应的第j个标准指标值。如果所有这些目标函数的最优解Xj,(j=1,2,,,n)(这里的最优解Xj指的是第j个标准指标值所对应的等级)都相同,设为X,则在X处所有的目标函数都同时达到各自的最优值,其相应的解X即为各指标所代

*(*

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多目标决策

环 境 工 程

2003年6月第21卷第3期

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表1 大气环境质量评价标准[2]

大气环境质量级别

Ñ级Ò级Ó级Ô级

注:Ô为严重污染临界浓度。

SO2Pmg#m-3NOxPmg#m-3TSPPmg#m-3

0105011501250185

0105011001150150

0115013001501170

单位化后的监测点指标向量为:

Fk(x)=[f1,k,f2,k,,,fj,k,,,fn,k]

单位化后的理想区间向量为:

Fi(x)=[f1,i,f2,i,,,fj,i,,,fn,i]

*

*

*

*

*

TT

(4)(5)

(5)计算监测点到各理想区间向量的距离。第k个监测点的监测值Fk(x)到第i个理想区间向量Fi(x)的距离d(i,k)为:

d(i,k)=+Fk(x)-Fi(x)+

=1EKj$(i,k,j)2

2

j=1n

1P2

*

*

表2 大气环境质量综合评价的多目标决策-理想区间法

与多目标决策名词的对应关系

大气环境质量综合评价的多目标 决策-理想区间法指标函数标准指标值评价等级综合质量的级别

寻找质量综合级别的过程

多目标决策方法目标函数理想区间可行解最优解求解过程

(6)

aj,i-fj,kfj,k<aj,i

其中$(i,k,j)=0

fj,kI[aj,i bj,i]

fj,k-bj,ifj,k>bj,i

K,m;k=1,2,,,L,L为监j为权重。i=1,2,,

测点的个数。本研究取Kj=1,j=1,2,,,n。

(6)求最小距离。对每一监测点k,计算mind(i,k),其中mind(i,k)对应的等级即为第k个ii监测点大气综合质量的等级。

以上6步构成了大气环境质量综合评价的

T

如下:

(1)构造目标向量函数。选用大气环境质量标准所控制的n个指标来综合评价大气环境质量,由此构造目标向量函数。

F (x)=[f ,f ,f 1(x),f2(x),,j(x …… 此处隐藏：6402字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……