用投影寻踪分类模型进行环境监测优化布点

为处理各单项环境监测指标优选结果的不相容问题,提出用投影寻踪分类模型(PPC-RAGA)进行环境监测优化布点的新方法.利用该模型可把监测点多维环境指标值综合成一维投影值,投影值越大表示该监测点的环境综合质量越差,根据投影值的大小就可对环境监测点样本集进行合理分类.采用实码加速遗传算法进行PPC-RAGA建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,克服了目前投影寻踪技术计算复杂、编程实现困难的缺点,为投影寻踪技术在各种系统工程中的广泛应用提供了新的工具.应用实例表明,直接由样本数据驱动的PPC-RAGA模型用于环境监测优化布点,简便可行,计算结果稳健,适用性和可操作性强,在非线性、非正态高维数据分类中具有广泛的应用价值.     

道路交通安全宏观评价投影寻踪法

综合考虑人、车、路及社会经济发展水平对道路交通安全的影响,构建12个相对指标的道路交通安全宏观评价指标体系.针对现有的道路交通安全宏观评价主观评价法和客观评价法的不足,基于投影寻踪的基本原理和求解过程,提出一种新的道路交通安全宏观评价法.该方法运用投影寻踪技术,把多指标的道路交通安全宏观评价问题中的高维数据投影到低维空间,同时采用遗传算法优化投影指标函数,寻求最优的投影方向向量,即客观权重.通过增加主观约束条件,又适当兼顾决策者对某些评价指标的偏好,实现了评价指标的主、客观权重的综合考虑.最后选取2006年全国部分省份的道路交通事故统计数据为实例样本,通过与主成分分析法和模糊综合评价法的比较研究发现,不同评价方法的道路交通安全状况排序有所差别.     

基于投影寻踪技术的洪水灾情综合评价

洪水灾情评价结果对救灾和援灾决策有重要指导意义。实际灾情评价中,单项指标的评价结果往往是不相容的,而多指标综合评价的重点在于模型指标权重的获取。将投影寻踪技术用于洪水灾情评价中,并将决策者的偏好添加到模型中,建立一个能在专家对某个(些)指标偏好干预下寻求客观权重的灾情综合评价模型,并研究模型的优化问题。结果表明,在多指标评价中,投影寻踪技术是一种能根据样本数据进行综合评价的客观方法,并能兼顾决策者对某个(些)指标的偏好。     

基于遗传投影寻踪聚类模型的煤层自燃危险性预测方法

为了更加科学、准确地对煤层的自燃危险性进行预测,从煤自然属性、地质条件和开采条件3方面选取指标构建了煤层自燃危险性预测指标体系,结合遗传投影寻踪算法和聚类方法建立了煤层自燃危险性预测的遗传投影寻踪聚类模型。该模型通过运用遗传算法对投影方向进行优化,计算能够反映煤层自燃危险程度的一维投影特征值,并对投影特征值进行聚类分析,从而得出煤层自燃危险性等级。将模型运用于所选的8个样本工作面,得出的煤层自燃危险性预测等级和实际情况吻合度较高。结果表明,遗传投影寻踪聚类方法能够实现对工作面煤层自燃危险性程度的有效预测。     

基于H-OWA算子和投影寻踪的地铁站水灾安全韧性评估

为提升地铁运营系统的可靠性,基于韧性理论,从抵抗能力、适应能力和恢复能力3个方面,提出包含20个韧性指标的地铁站水灾安全韧性指标体系;采用H-OWA算子修正层次分析法(AHP)的主观误差,再结合投影寻踪模型(PPM),确定韧性指标体系综合权重;应用疏散模拟软件Massmotion获取地铁站应急疏散时间作为指标数据,并基于模糊综合评价(FCE)建立地铁站水灾安全韧性评估模型,以郑州紫荆山地铁站为例进行模型应用。研究结果表明：该安全韧性评估模型通过获取与处理目标地铁站指标数据,可确定地铁站水灾安全韧性等级;实例紫荆山地铁站水灾安全韧性等级为较高韧性(Ⅳ),且评估结果与地铁站实际情况相符;出入口可防御水位标高指标对地铁站水灾安全韧性影响最大。     

三峡水库156 m高程蓄水后重庆段水质变化的分析与评价

以三峡水库156 m高程蓄水期间重庆段水质监测数据,分析了三峡水库156 m高程蓄水对库区重庆段水质的影响,对支流水质进行评价,并对库区干支流未来水质变化进行预测.结果表明,长江干流重庆段未受蓄水影响区域水质的主要超标项目为总磷和粪大肠菌群.蓄水后,受蓄水影响区域水体总磷、粪大肠菌群、重金属等浓度明显下降,干流水质类别总体有所好转;但长江水体流态变缓,加速了干流水体的富营养化,且成为因蓄水加速干流水体富营养化的主要推动因素.三峡水库蓄水对沿江支流水质类别影响不明显.干流水体总磷浓度高于支流,蓄水后,干流总磷进入干支流混合区,给干支流混合区域水体的富营养化创造了更加有利的条件,成为此区域发生富营养化的重要诱因.     

内蒙古黄河流域水污染形势分析

本文对黄河内蒙古段干、支流2011年水质总体情况和沿程水质变化进行了分析。利用水质类别判定法和综合污染指数法对23个监测断面进行评价,主要结果如下:黄河内蒙古段监测断面达标率为65.22%,其中,内蒙古黄河流域干流全部达到Ⅲ类水标准,支流水质58.3%断面水质为劣Ⅴ类,呈重度污染,水污染治理的重点应放在支流水质的改善。内蒙古黄河干流入境段、出境段综合污染指数为0.57-0.38之间,水质相对较差;中段综合污染指数在0.29-0.36之间,水质相对较好;入境与出境综合污染指数分别为0.57和0.34,出境水质好于入境水质,黄河在内蒙古段水质有所改善。     

投影寻踪在棉纺织作业环境风险评估中的应用

为预防棉纺织从业人员生产安全事件或职业病,利用投影寻踪研究棉纺织企业作业环境综合风险。通过对棉纺织企业作业环境特点及危害的实际调查,选取噪声、粉尘、微气候和照明等4个因素作为评价指标,构建棉纺织企业作业环境风险评估指标体系;采用投影寻踪和遗传算法确定指标的权重,建立棉纺织企业作业环境风险评估模型;用该模型综合评价中南地区某棉纺织企业生产车间作业环境风险。研究表明:该企业前纺车间属轻度危害作业,细纱车间属中度危害作业;用该方法能够实现多因素棉纺织作业环境风险评估。     

投影寻踪动态聚类模型及其在天然草地分类中的应用

投影寻踪聚类模型在多因素聚类分析中被广泛应用并取得了满意的效果,然而,该模型还存在如密度窗宽参数取值由经验确定等不足,有待改进提高.本文针对投影寻踪聚类模型的不足,首次把投影寻踪的思想和动态聚类方法结合起来,构造投影指标,提出了投影寻踪动态聚类新模型.新模型在整个运算过程中不需人为给定参数,聚类结果客观、明确,而且它还具有稳定性好、操作简便等特点.天然草地分类的实际应用表明,投影寻踪动态聚类模型切实可行,取得了很好的效果,在多因素聚类分析领域具有广阔的应用前景.     

回采工作面瓦斯涌出量遗传投影寻踪回归预测

为快速、准确预测回采工作面瓦斯涌出量,基于投影降维思想,建立一种遗传算法(GA)投影寻踪回归预测方法。选取煤层瓦斯原始含量、埋藏深度、煤层厚度、煤层倾角、工作面长度、推进速度、采出率、临近层瓦斯含量、临近层厚度、临近层层间距、岩层岩性、开采深度作为评价因子,对某矿15个学习样本进行训练,建立GA投影寻踪回归预测模型。利用该矿3个实测样本对模型进行检验,并与主成分分析和BP神经网络方法结果进行对比。研究表明:利用GA投影寻踪回归预测回采工作面瓦斯涌出量,平均误差为3.43%,最大误差为5.7%,精度优于其他2种方法。     

基于熵权的改进密切值法在地面水水质评价中的应用

为了简化传统密切值法运算,更能全面客观地反映出各样本的优劣情况,尝试采用目标差值率法进行初始矩阵的规范化处理,引入熵权法确定各评价指标的权重,对传统密切值法进行了改进.通过将两种不同密切值法对某区域水体水质的评价结果进行对比表明: 两种密切值法评价水质得出了一致的水质优劣排序,但改进后的密切值法可以有效地消除各评价指标在量纲、数量级及指标优劣等方面的差异,计算更简便; 改进后的密切值法利用熵权法确定各评价指标的权重,更客观; 改进后的密切值法评价结果中各样本的差异性放大了,对比更为明显.     

人工神经网络在水环境质量评价中的应用

应用人工神经网络理论与方法建立了滏阳河水质评价的RBF(径向基函数)神经网络模型,对滏阳河邯郸市区段的从南环到北环的7个监测断面水质进行了评价,并与灰色聚类结果进行对比。结果表明RBF神经网络模型能很好地解决评价因子与水质等级间复杂的非线性关系,评价水质简便可靠,预测精度高,具有通性和客观性。根据评价结果,分析了滏阳河邯郸市区段水质污染程度,可以为水环境保护工作提供防治依据。     

动态贴近度法及其在水质监测点优化布设中的应用

现有水质监测点优化布设方法存在两方面问题,一是只考虑水质随空间的变化,没有考虑水质随季节的变化;二是引入了相关水质标准作为参考点进行距离计算,得到的贴近度物理意义不够明确.为此,本文提出了新的水质监测点优化布设模型-动态贴近度法.该模型同时利用了水质监测数据在时间和空间两个维度上的信息,使优化布点的信息更加合理、全面;避免了不同水质标准值作为参考点带来的排序不一致问题.一个城市水质监测点优化布设的实例计算结果表明,利用贴近度优化模型的放大作用,使得聚类效果明显提高,易于进行水质监测点的分类和排序.     

GM(1,1)模型群在黄河水质预测中的应用研究

灰色预测对统计数据较少问题可以进行预测,一般3-4个数据就可以建模,由于建模序列长短不同,会得到不同的预测方程,即对实际问题发展趋势某种程度的把握.实际预测时若能将不同的预测结果综合考虑进去,效果更佳.介绍了GM(1,1)模型建立的方法与步骤,并依据黄河潼关断面过去10年(1996-2005年)水质状况,利用GM(1,1)模型群预测了未来7年(2006-2012年)的水质发展状况.     

基于组合权物元分析模型的地下水水质评价

针对以往地下水水质评价中多采用单一权重法确定各评价指标权重的不足,提出基于主客观组合权重的权重计算模式,并运用权重风险度计算公式选出相对合适的组合权重,再与物元分析理念相结合,构建用于评价地下水水质的组合权物元分析模型。应用该模型对阜新新邱露天煤矿排土场淋溶水的地下水污染区的12个监测点水质进行综合评价。结果表明:研究区的1#～5#监测点水质均达到Ⅱ级以上,符合国家饮用水标准要求;6#～12#监测点水质均受到不同程度的污染,已不能饮用。评价结论与灰色关联分析法和模糊综合评价法所得结论基本一致。     

基于投影评价方法的矿区资源环境承载力分析

矿区资源环境承载力是衡量矿区环境质量状况和环境容量受人类生产生活活动干扰能力的重要指标。笔者分析和建立矿区资源环境承载力评价指标体系及结构,运用矢量投影原理,建立了矿区资源环境承载力评价的多指标投影评价模型。该方法将评价样本视为矢量,用评价对象在理想对象上的投影距离表示矿区资源环境承载力状况,为矿区资源环境承载力评价提供一种更加符合客观实际的评价方法。以研究矿区为例,运用投影方法对其资源环境承载力现状趋势进行了评价,其结果表明与矿区实际相吻合,并为研究矿区的复合生态系统调控提供指导。     

昆明市松华坝水源保护区水资源安全综合评价

通过对昆明市松华坝水源保护区自然生态、水资源、经济社会情况的调查与分析,建立了保护区水资源安全评价指标体系,并分别采用层次分析法、模糊评判法和集对分析法对保护区水资源安全进行综合评价。结果表明,目前评价区的水资源安全处于基本安全级别。     

绵竹市典型河流水污染特征及水质评价

于2017年3月、8月和11月,每月月初对绵竹市两条典型河流(绵远河与马尾河)5个监测断面表层水样进行采集,选取8个水质指标进行因子特征分析,并采用单因子评价法、综合污染指数法和主成分分析法对河流水质进行评价。两条河流水体呈弱碱性。单因子评价法表明,总磷(TP)为两条河流水质的主要限制因子。综合污染指数法表明,除马尾河中间断面外,其他水质状况均为轻度污染,且枯水期水质最差。主要污染因子为氨氮(NH3-N)、TP和高锰酸盐指数(CODMn)。主成分分析表明,断面水质主要受砷(As)、溶解氧(DO)、CODMn、氟离子(F^-)、TP和NH3-N等多个因子影响,出境断面水质优于中间断面。3种方法结合定性和定量评价,评价结论不一致,所以应用多种方法来评价水质具有重要意义。     

珠三角地区水环境承载力综合评价模型研究

针对珠三角地区水环境承载力问题进行研究,从区域水环境承载力所涉及的水资源系统、供水用水系统、水环境污染系统、社会和经济系统、各产业用水指标等多个领域中选取多个指标,构建区域水环境承载力的评价指标体系,利用基于粗糙集理论的属性约简法对指标进行约简,得到较为精简的指标体系;利用Topsis评价法对区域水环境承载力进行了评价,分析了珠三角地区八个城市的水环境承载力,为区域水环境的管理和水污染的控制提供理论基础。