基于指标规范值的地表水水质的模糊综合评价

传统的模糊综合评价法用于地表水水质评价,当指标数较多时需要设计很多隶属函数,设计和计算工作量皆很大,实际使用不便。在设定指标参照值和规范变换式基础上,将指标按各级标准规范值相近程度进行适当分类,只需分类设计隶属函数即可,大幅减少了计算工作量,使模糊综合评价法应用于地表水水质评价变得简化。     

基于指标规范变换的生态环境质量评价普适指数公式

为了建立科学合理、计算简便和实用性强的生态环境质量评价普适指数公式,在确定典型区域的生态环境评价指标体系及其分级标准的基础上,适当设定各项生态环境指标的参照值和指标值的(规范)变换式,使不同指标同级标准值的变换值差异较小,而变换值的对数值差异更小,从而可以认为用变换值表示的不同指标皆等效于某个指标。因此,用变换值表示的不同指标的某种类型的生态环境质量评价指数公式都可以用该等效指标的生态环境质量评价指数公式代替。在满足一定优化目标准则的条件下,用免疫进化粒子群混洗蛙跳算法对公式中的普适参数进行优化,分别得到优化后对23项生态环境指标皆适用的对数型幂函数、韦伯-费希纳定律、Γ型分布函数、污染危害S型函数和加权加和型幂函数5种形式的生态环质量评价普适指数公式,并对公式的可靠性进行了理论分析,对其实用效果进行了检验。     

基于最佳范化能力的BP网络隐节点数反比关系式的环境预测模型

网络结构和样本集复杂性是影响BP网络泛化能力的两个最重要因素.对一个给定的训练样本集,为了构造一个与样本集复杂性相匹配的网络结构,使BP网络具有最佳泛化能力,在分析BP网络的泛化能力（用检测误差E₂表示）与网络结构和样本集复杂性之间关系的基础上,建立了含参数的BP网络检测误差E₂与网络隐节点数H、样本的因子数n、样本数N和样本集的复相关系数R之间的一般关系表达式,并提出了用于定量描述样本集复杂性的"广义"复相关系数R_n的新概念.借助于222个复杂函数的模拟仿真实验,应用免疫进化算法,对表达式中的参数进行优化,得到参数优化后的网络检测误差E₂的定量解析表达式;依据误差理论和灵敏度概念,对优化得到的最小检测误差E₂₀的表达式进行了可靠性论证.在此基础上导出了具有最佳泛化能力的BP网络隐节点数H₀与"广义"复相关系数R_n之间满足的H₀-R_n反比关系式.分别用满足H₀-R_n反比关系式的隐节点数和6个经验公式的隐节点数构造的BP网络用于100个模拟检测函数进行仿真实验,发现前者构造的BP网络具有最佳泛化能力（即最小检测误差）的函数个数达到76个,远远多于后者构造的BP网络具有最佳泛化能力的函数个数;还将二者构造的BP网络用于环境预测的7个具体实例,进行预测效果比较,结果表明,前者预测的相对误差绝对值的平均值和最大值小于或远小于后者的相应值.从而验证了由H₀-R_n反比关系式得出的BP网络隐节点数计算公式的可行性和实用性,为具有最佳泛化能力的BP网络的结构设计指出了新途径.     

基于指标规范值的富营养化评价的TOPSIS模型

当指标较多时,传统的TOPSIS模型构造标准化决策矩阵的工作量大,且正、负理想点的确定未规范化,主观性较强。提出在适当设定富营养化指标"参照值"及指标值的"规范变换式"基础上,将同级标准的规范值相近的指标归为一类,因而同属一类的指标可设计为相同的标准化决策矩阵,大大减少工作量。将指标规范值的TOPSIS模型用于洋河水库的富营养化评价,结果与实况相符合。基于指标规范值的TOPSIS模型不仅简单、实用,而且使正、负理想点确定能规范化。     

基于指标规范值的环境质量引力普适指数公式

为了建立物理意义明确、科学合理、计算简单和普适通用的环境质量评价模型,借鉴自然界普遍存在的万有引力现象和物理学中的规范对称性(不变性)原理,提出环境样本之间也存在类似万有引力的聚类相互作用引力,并在适当设定指标参照值和指标值的规范变换式及"参照级"样本基础上,定义了环境样本的"规范质量"和"规范坐标"的概念,进而分别建立了基于指标规范值的水环境质量和空气环境质量的引力普适指数公式.通过若干实例对公式的实用性进行了效果检验,结果表明,基于指标规范值的环境质量的引力普适指数公式具有形式简洁、规范统一、计算简便和普适通用的特点.     

基于指标规范值的环境质量的指数幂乘积指数公式

传统的环境质量指数幂乘积指数的分级标准值随指标不同和指标数目不同而不同,因而综合指数的分级标准值不能规范和统一.在适当设定指标参照值和指标值的规范变换式基础上,使同类环境不同指标的同级标准的规范值差异尽可能小,而不同标准的指标规范值差异尽可能大,从而可以认为,用规范值表示的同类环境的各指标皆等效于某个规范指标,因而同类环境的任意m项指标的指数幂乘积综合指数可以有共同的分级标准值,使基于指标规范值的环境质量指数幂乘积指数公式具有普适性、可比性和通用性.     

基于水环境信息规范变换的水质普适指数公式

为了建立科学合理、和谐统一、简洁实用的包括地表水、地下水和湖泊富营养化水体的水环境质量的普适指数公式,借鉴物理学中普遍存在的规范不变性(对称性)原理,适当设定水环境各指标的"参照值"和相对于参照值的指标值规范变换式,使不同指标的同级标准值经规范变换后的"标准规范值"彼此差异很小,从而可以认为用规范值或对数变换值表示的不同指标都与某个指标"等效".因此,基于规范变换的不同指标的某种形式水质指数公式都可以用该"等效指标"的相应水质指数公式等效替代.在满足一定的优化目标准则条件下,采用免疫进化粒子群混洗蛙跳算法对公式中的普适参数进行迭代优化,分别得出优化后对地表水、地下水和湖泊富营养化水体的72项指标皆适用的对数型幂函数、韦伯-费希纳定律、Г型分布函数、污染危害S型函数、参数化组合算子和加和型幂函数等6个水环境质量的普适指数公式.最后对公式的可靠性进行了理论分析,并通过若干实例对公式的实用性进行了效果检验.结果表明:水环境质量的多种形式的普适指数公式皆具有形式简洁、和谐统一、计算简便和普适通用的特点.     

指标规范值的灰色聚类用于大气环境质量评价

为减少传统的灰色聚类法用于空气质量评价时涉及到白化函数的设计工作量,在设定空气指标＂参照值＂和＂规范变换＂基础上,将同级标准规范值相近的指标归为一类,属于同一类的指标设计为相同的归化函数,简化了函数的计算。将指标规范后的聚类分析方法应用于大连市区空气质量评价,结果表明：该方法用于空气质量评价具有简单、方便和实用的特点。     

基于指标规范值的环境质量突变模糊普适指数公式

针对传统突变模糊归一化公式的问题,在适当设定指标参照值和指标值的规范变换式基础上,使同类环境不同指标同级标准的规范值差异尽可能小,而不同标准的指标规范值差异尽可能大,从而可以认为用规范值表示的同类环境的各指标皆等效于某个规范指标。而任意m项指标的突变模型可用多个尖点突变(m=2)和(或)燕尾突变(m=3)两种突变模型组合表示,且具有可规范的指数分级标准值。基于指标规范值的环境质量突变模糊指数公式具有普适、统一和简单、适用的特点。