Prediction of the amount of urban waste solids by applying a gray theoretical model

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｒｂａｎｗａｓｔｅｓｏｌｉｄｓａｒｅｍｏｓｔｌｙｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌａｒｅａｓ ,ｆａｃｔｏｒｉｅｓｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓ,ｍａｒｋｅｔｐｌａｃｅｓ,ｈｏｔｅｌｓ,ｒｅｓｔａｕｒａｎｔｓ,ｓｔｒｅｅｔｓａｎｄｏｔｈｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｒｅａｓ.ＷｉｔｈｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｌｌｏｖｅｒＣｈｉｎａ ,ｕｒｂａｎｗａｓｔｅｓｏｌｉｄｓａｒｅｎｏｗｂｅｃｏｍｉｎｇｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｒｕｃｉａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ…     

无废城市建设场景下LightGBM垃圾产量预测模型构建

中国于2018年提出“无废城市”建设试点工作方案。通过对某试点研究区域调研发现,近年来当地生活垃圾产量呈现高出城市人口发展速度,且呈非线性快速增长趋势。传统的预测手段已经无法满足当地垃圾产量的精细化管理需求,难以将当地垃圾处理能力的发展与产量增加的趋势相协调。因此,基于社会多元数据,构建对研究区域整体垃圾总产量预测的模型研究方案。通过将灰色关联分析算法与LightGBM机器学习算法结合,获得了多元社会数据中与研究区域垃圾产生增长关联最为密切的几类特征数据,以进行机器学习模型构建与交叉验证调优,获得了MAE为1.48,MAPE为15.42%的生活垃圾产量精准预测模型。最终利用该模型预测,2025年该地的生活垃圾产量将达到17.23万t/a。     

城市固体废物的灰色预测与评价

对城市固体废物中长期预测，由于影响因素较复杂，采用常规回归分析模型预测，一般精度较低，且要求数据充分。采用灰色预测模型，以杭州市固体放心物历年实际数据进行拟合性预测。结果表明，该模型对城市固体废物作中长期预测，其预测的准确率可达９３－９９％之间，能较好满足环境规划预测的需要。     

江苏省城市生活垃圾清运量的相关因素分析及灰色模型预测

生活垃圾产生的不确定性和分散性使其清运量符合灰色数据特征,可建立相应的灰色模型进行预测。本文在已知2003—2007年间江苏省城市生活垃圾清运量、城镇人口数量、15～64岁人口比例、人均年可支配收入和消费性支出的基础上,通过灰色关联分析,得出城镇人口数量和15～64岁人口比例为影响江苏省城市生活垃圾清运量的主要因子,并利用灰色系统理论建立了满足精度要求的GM(1,1)预测模型,对2008—2012年的江苏省城市垃圾清运量进行了预测。该预测结果将对近期江苏省城市生活垃圾治理决策的制定具有指导作用。     

灰色理论模型预测城市垃圾量

利用灰色理论模型 ,采用非线性微分方程拟合 ,可较好地预测城市垃圾的产生量。运用最小二乘法 ,通过MATALAB程序求出了模型中的参数 ,假设检验结果表明 ,该模型有较高的预测精度。根据上述模型 ,预测娄底市未来30a的总垃圾预测量为 80 4 90万t     

西安生活垃圾排放量影响因素分析及灰色预测研究

城市生活垃圾的产生量是城市环境卫生事业规划和建设的重要依据,本文运用灰色关联度方法,定量分析了影响西安市生活垃圾产生量的因素,并通过建立灰色预测模型,对西安市未来几年的生活垃圾产生量进行了预测,为西安市的城市规划提供了定量的参考依据。     

我国小城市群生活垃圾优化管理的技术方法

针对小城市群生活垃圾管理中存在的问题,初步建立了适合区域生活垃圾优化管理的技术方法流程。该流程包括基础数据调查、垃圾产量和成分预测、中转设施的确定、处理技术遴选、模型计算和方案决策等6个部分,已达到生活垃圾管理区域优化、时序优化和技术优化的目的。将该技术方法应用于广东佛山市生活垃圾优化管理,取得了良好的效果。      

低速城市道路交通噪声预测中噪声源强计算模式的适用性分析研究

为研究各种源强计算模式对低速城市道路噪声预测的适用性,本文选取了安徽省合肥市运营稳定的1条低速城市道路进行实测.将实测的噪声结果与分别采用3种平均车速计算公式(包括设计车速、JTJ 005-96规范车速、JTG B03-2006规范车速)、3种源强计算模式(包括JTJ 005-96规范源强模式、JTG B03-2006规范源强模式、卓春晖报道的源强模式)预测出的结果进行对比.结果表明,采用道路设计车速、卓春晖报道的源强模式预测的结果与实测值最为相符.     

基于熵值法和GM(1,1)模型的重庆城市生态系统健康评价

应用信息熵值反映数据本身的效用值来计算指标权重系数,建立熵权综合评价模型,对重庆城市生态系统健康进行了评价.根据评价结果和灰理论数学建模特点,建立GM(1,1)灰色预测模型,对重庆市生态系统健康进行了动态预测分析.结果表明:2005~2009年期间,重庆城市生态系统健康总体水平良好,其中各要素指数评价大小依次是活力指数、恢复力指数、组织结构指数、服务功能指数、人群生活指数;2010~2015年期间,重庆城市生态系统健康综合评价值将以e0.1268的增速保持良好发展态势.此外,建立以熵权综合评价为基础的GM(1,1)灰色预测模型对城市生态系统健康进行评价,能够得出更客观、更全面的评价结果.     

基于灰色系统理论的济南市建筑废物产量预测

首先以建筑面积核算法对济南市2000~2017年建筑废物产量进行了估算,然后以估算值作为原始数据,建立了灰色GM（1,1）预测模型.最后对未来5a济南市建筑废物产量进行了预测.经验证,模型精度等级达到优秀级.结果表明,灰色GM（1,1）预测模型可以准确地预测济南市建筑废物的年产量,预测表明济南市建筑废物平均产量将从2018年的860万t,增加到2022年的1000万t.     

中国典型社会源危险废物的资源潜力分析

对中国典型社会源危险废物的潜在资源量进行了预测与估算.在界定社会源危险废物概念和构建其物质代谢模型的基础上,根据GM（1,1）灰色预测模型及Weibull寿命分布模型,利用2006~2015年中国典型社会源危险废物原产品消费的时间序列样本数据,模拟了其消费量和报废量的动态变化趋势,进一步建立了潜在资源量预测模型并分析了潜在资源的再利用价值.据预测,2025年中国将产生废旧铅酸电池4.16亿kW·h、节能灯6.34亿支和线路板1.09亿m²,可回收的资源总量达1200万t以上,包括贵金属0.15万t、具有环境危害性的重金属368万t和其它可回收资源879万t.     

基于RBF网络的城市垃圾产量预测及可视化

为了预测并控制未来几年城市垃圾产量,以我国城市为例,利用K-近邻互信息的多变量特征从18个拟影响因素中确定了8个影响垃圾排放量因子,分别为常住人口、地区生产总值、社会消费品零售值、金融业增加值、工业增加值、批发和零售业增加值、住宿和餐饮业增加值和第三产业增加值.以2006~2013年数据为训练样本,2014~2015年数据为检验样本,根据影响因素建立径向基函数（RBF）神经网络预测模型,并基于平均相对误差对模型反向修正.然后结合两段式径向基预测模型,对全国各省市2017~2018年的垃圾总产量预测并可视化.结果表明,本文建立的两段式径向基预测模型平均相对误差是6.43%,预测精度为93.57%.可见,该模型的预测精度较高,能较好的在现实生活中对城市垃圾的产生量进行预测.     

城市增长边界分析方法研究——以长江三角洲常州市为例

诸多国家已采取城市增长边界(Urban growth boundary, UGB)对策以抑制城市蔓延,我国目前城市与土地利用规划也明确要求划定UGB,但其分析方法研究还较薄弱。综合系统动力学模型、元胞自动机及城市承载力分析研究常州市区UGB,结果表明:预测到2020年常州市区城市建设用地面积为30 847 hm²,北部和南部组团外延增长、主城区及南北组团内部填充同步发展,UGB由沿江-德胜河-沪宁高速-新孟河-德胜河-武宜运河-沿江高速-沪宁高速-市域界限等围合而成;模型预测的UGB与GH-UGB(实际规划UGB)北部和东部空间拟合良好,西部和南部拟合较差,表明模型预测对空间整体和要素联系考虑不足,而用地规模偏差则表明模型预测更为客观;UGB分析方法在政策、空间规划理念和整体格局上有待完善。     

固废填埋长期环境安全和寿命预测研究综述

我国固废填埋场数量多、运行水平低、设施老化快、预期寿命偏短且寿命到期后老化严重.与此相对,固废填埋场寿命相关研究却存在关注度较少、研究方向不明确、研究内容不系统等问题.本文综述了通用工程领域寿命预测的基本概念及其发展历程,分门别类地梳理工程寿命预测的主要研究对象和研究方法;在此基础上,结合固体废物填埋工程和实际特征,系...     

武汉市城区降雨径流污染负荷对受纳水体的贡献

通过连续3年对武汉市汉阳城区降雨径流污染的监测研究,考察了降雨径流污染对受纳水体的贡献.结果表明,城市降雨径流向受纳水体输入的污染负荷占有很大的比例,是引起城市水环境质量恶化的主要原因之一.在城市集水区尺度上,3个没有实施截污工程的雨、污合流制集水区降雨径流输出的TSS、COD、TN和TP分别占集水区总污染负荷的59.4%、26.3%、11.2%和10.1%.采取截流措施,控制初期径流污染是合流制城区降雨径流污染控制的关键.     

同型规范变换的不同预测模型具有的兼容性和等效性

传统的不同预测变量的预测模型之间不具有兼容性和等效性,而同型规范变换和误差修正相结合的不同变量的预测模型的预测相对误差与预测对象的维数、样本数及预测模型类型皆无关,仅与预测变量的数据特性、相似样本的模型输出值及其相对误差和相似度有关,因而同型规范变换的不同预测变量的预测模型之间具有兼容性和等效性.其重要意义在于：只要对任意一个预测变量建立了基于规范变换的某种预测模型,就可以将此预测模型直接用于具有同型规范变换的其他预测变量的预测;若再将其与误差修正法相结合,还可以极大地提高模型的预测精度,获得与实际值很接近的预测结果.依据受3个因子影响的灞河口COD_Mn指数数据、受4个因子影响的伊犁河雅马渡站年径流量数据和牡丹江市TSP年均值的时序数据,分别建立具有同型规范变换（n_j=2）的3个不同预测变量的3种智能预测模型和一元线性回归预测模型,并验证了3个不同预测变量的预测模型之间的兼容性和等效性.对同一个预测样本,用同型规范变换和误差修正相结合的不同预测变量的预测模型的实际预测值及其预测相对误差绝对值不仅差异甚微,而且预测值与实际值非常接近,其预测的相对误差绝对值平均值几乎全都小于3%,最大相对误差绝对值均小于5%,小于或远小于20种传统预测模型和方法预测的相应误差.     

生态环境约束下的干旱区城乡用水联动模式——以河西走廊张掖市为例

在脆弱的生态环境和短缺的水资源条件约束下,促进水资源农转非是适应西北干旱区城镇化加速发展的迫切需要。论文以黑河流域张掖市为例,针对张掖市城镇化和工业化水平低、第二三产业用水比重低、用水经济效益低、社会经济用水总量受限等问题,设计了城乡用水联动的总体思路,并提出了生态环境约束下干旱区城乡用水联动的5种主要模式,即:退耕稳粮给水模式、农业科技进步供水模式、农业产业化促水流转模式、城市中水农用模式、水资源农转非补偿模式。通过5种模式的联合运用,旨在为张掖市及西北干旱区创新水资源管理并促进城乡协调快速发展提供参考。     

全过程管理视角的上海市垃圾分类回顾与展望

为掌握分类投放全面推广对城市生活垃圾全过程管理的影响,系统回顾了上海生活垃圾分类的推行历程,从生命周期角度预测了不同分类水平下上海生活垃圾处理与处置的环境效应。上海垃圾分类经历了试点、推广、调整、强制推广4个阶段,指导思路从资源化主导转变为"减量化、资源化、无害化"并行,减量效果从调整阶段开始逐渐显现,其他垃圾热值提高。在模拟的8种场景中,当湿垃圾、可回收物、其他垃圾混合投放并处置时,总环境影响潜值最高,达到1.22×10-13 PET₂₀₀₀/t;湿垃圾、可回收物、其他垃圾分出量占比分别为30%、20%和50%时(上海市生活垃圾厌氧消化、焚烧和回收的最大处理能力分别占总处理能力的25%、60%和15%),可实现原生垃圾零填埋,并获得最佳环境效益,环境影响潜值降为8.13×10-14 PET₂₀₀₀/t。从生活垃圾全过程管理角度看,分类投放是前提条件,配套适当的处理处置设施才能更好地显现环境效益优势。     

沈阳市新农村生活垃圾调查及治理对策研究

沈阳农村人口众多,生活垃圾数量巨大,却没有很好地得到处理,带来了一系列问题,针对这些问题,通过对沈阳市典型五个农村生活垃圾组分、性质的采样调查、分析、化验,可知农村平房区和楼房区村民产生的生活垃圾成分含量差别很大,主要与居民的燃料结构有关。生活垃圾的热值、含水率、灰分也有差异,主要因素是垃圾成分的差异。明确了垃圾成分,参阅“穿越环境高山理论”对照发达国家的发展历程,提出了沈阳市农村生活垃圾处理方法与对策。     

基于GIS遥感数据分析的生活垃圾空间分布模型

面向我国无废城市建设的源头减量指标要求,开展生活垃圾的时空产生特征进行科学预测,是生活垃圾管理全局规划的重要基础工作。研究目标区域在2020年生活垃圾年产量达到12.60万t,近年来增幅显著,亟待对生活垃圾的时空产生特征进行精细分析,以服务当地无废城市的建设。在综合分析研究区域历史数据的背景下,建立了研究区域夜间灯光与生活垃圾年产量的线性关联关系,形成了R²达到0.92的回归模型;基于ArcGIS,以2.25 hm²为空间单位,结合克里金算法,为生活垃圾空间分布建立基于夜间灯光的网格化模型;利用泰森多边形算法,对1个生活垃圾收集点进行插值,获取各个收集点的生活垃圾年负荷状况,揭示了某无废城市试点地区中城乡垃圾产量的空间不均衡性。