西安市環(huán)境空氣質(zhì)量問題數(shù)模論文(編輯修改稿)
2025-07-21 00:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，%。預(yù)計。3) API、AQI評價結(jié)果對比分析：由于AQI參與評價的污染物為細(xì)顆粒物()、可吸入顆粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)6項，每小時發(fā)布一次；而API評價的污染物僅為SONO2和PM103項，每天發(fā)布一次，而霧霾的主因——。觀察API與AQI的趨勢圖可以明顯看到，因為關(guān)注到了細(xì)顆粒物，在供暖期1~2月份內(nèi)，AQI指數(shù)要么比API高，要么等于API；在非供暖其4月份后，AQI與API指數(shù)一般相同。 就數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性而言，由于AQI采用的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)、污染物指標(biāo)更多、發(fā)布頻次更高，其評價結(jié)果也更加接近公眾的真實感受、更準(zhǔn)確。 評價標(biāo)準(zhǔn)采用中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB30951996)，指數(shù)級別轉(zhuǎn)換為API指數(shù)級別：一級、二級、三級，對應(yīng)空氣質(zhì)量指數(shù)的一二級、三四級、五六級。 表1 大氣質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)（日平均） （單位：mg/m3） 污染物名稱一級標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫（SO2）二氧化氮(NO2)可吸入顆粒物（PM10）細(xì)顆粒物（） 1) 確定被評價污染物各因子的集合:U={u(SO2),u(NO2),u(PM10),u()}2) 確定評價集：根據(jù)表1的大氣質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定評價集:V={v(一級)，v(二級)，v(三級)}3) 污染物隸屬關(guān)系的確定隸屬度是描述污染物的啊哈能量與各個污染物等級之間的相關(guān)程度的參數(shù)。由于確定空氣污染程度是一個模糊的概念，空氣分級標(biāo)準(zhǔn)也是模糊的，所以采用隸屬度（rij ）來劃分分級界限是科學(xué)的。 在計算污染物的隸屬度時，需要選擇一個隸屬度函數(shù)，本文采用降半階梯型隸屬函數(shù)，其計算公式如下：其中:j表示污染的等級，j=1,2,3。 Xi 表示換江中的第I種污染物的實測值； Sij表示第I種污染物的第j級標(biāo)準(zhǔn)值； rij表示第I種污染物對第j級的隸屬度。根據(jù)SO2的三級標(biāo)準(zhǔn)可做出其三個級別的隸屬函數(shù)：一級標(biāo)準(zhǔn)： 1 x= U1(x) = =x= (1) 0 x=二級標(biāo)準(zhǔn)： =x=U2（x）= =x= (2)0 X=，x= 三級標(biāo)準(zhǔn)： 0 x= U3（x）= x (3)1 X=同理，其他各項指標(biāo)可按相同的方法求出隸屬函數(shù)，從而可以得到模糊關(guān)系矩陣R.4) 西安市大氣環(huán)境質(zhì)量評定的監(jiān)測情況(2013年)： 表 西安市各地區(qū)大氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)（注：由附件5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而得）區(qū) 域SO2NO2PM10高壓開關(guān)廠興慶小區(qū)紡織城臨潼區(qū)5) 建立模糊關(guān)系矩陣先用全部污染物建立一個m*n的隸屬度矩陣，本文考慮的污染物項目數(shù)為m=4,類表標(biāo)準(zhǔn)為n=3,即可建立一個各個地區(qū)的4*3的隸屬度矩陣。將各個地區(qū)的相應(yīng)數(shù)據(jù)代入上面確定的隸屬度函數(shù)中，就可以得到其隸屬度，并建立各個地區(qū)的模糊評價矩陣，模糊評價矩陣R是評價各級隸屬度的一種轉(zhuǎn)化關(guān)系。即： R= 根據(jù)以上求得的隸屬函數(shù)和西安市各地區(qū)大氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)計算模糊關(guān)系矩陣，利用MATLAB工具計算得到各個矩陣的值(具體見附錄)。為方便表示和研究分析，將其填入如以下的表格。西安市的四個地區(qū)的模糊矩陣見下表： 以臨潼區(qū)為例，二氧化硫的濃度為二級的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)90%的程度，二氧化氮的濃度為三級的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100%的程度，同時，PM10的濃度為三級的標(biāo)準(zhǔn)也達(dá)到100%的程度，%的程度。6) 確定權(quán)重矩陣A 為突出西安市不同地區(qū)主要污染區(qū)在評價中的作用，本文采用超標(biāo)加權(quán)法計算各污染因子權(quán)重，計算公式如下： 上式中，Vi取第i個污染因子三個指標(biāo)的平均值，Aij為西安市上述所選的四個區(qū)域的第j個區(qū)域i個污染物權(quán)重，對Aij進(jìn)行歸一化處理后，組成如下權(quán)重矩陣A Aj=(Aj1, AJ2 , ,Ajm) 具體得到的是一個1*4的權(quán)重值矩陣A,具體結(jié)果如下： 權(quán)重矩陣A區(qū)域SO2NO2PM10高壓開關(guān)廠興慶小區(qū)紡織城 臨潼區(qū) 7) 計算模糊綜合評價矩陣B B=AR,得到一個一維向量即1*3的矩陣，包含3個元素，一句最大隸屬度原則可以由結(jié)果矩陣得出評價對象的污染等級，即結(jié)果矩陣的3個元素對應(yīng)著3個污染等級，結(jié)果矩陣三個元素中哪一個數(shù)職最大，評價對象的污染等級就是哪一級。本文主要是采用先乘后并的方法，以便獲得比較清晰的結(jié)果矩陣，準(zhǔn)確的得出評價對象的污染等級，從而對評價對象做出較為準(zhǔn)確的分析。 對于二氧化硫： B1=A1R1 =[,，] = {0, , } 對于二氧化氮： B2=A2R2=[,] = {0, , }對于PM10： B3=A3R3=[，，] ={0，0，}：B4=A4R4=[，，] = {0,}8）模型求解得出評價結(jié)果 由上面各個因素的綜合矩陣可以得出初步結(jié)論：各因子環(huán)境質(zhì)量存在一定的差異，SO2對一級，二級，三級的隸屬度分別為0,，屬于二級標(biāo)準(zhǔn)（中度污染）；NO2對一級，二級，三級的隸屬度分別為0,，屬于二級標(biāo)準(zhǔn)（中度污染）；PM10對一級，二級，三級的隸屬度分別為0，0，屬于三級標(biāo)準(zhǔn)（重度污染）；，二級，三級的隸屬度分別為0,，屬于三級標(biāo)準(zhǔn)（重度污染）；也就是說，對于西安市，可吸入顆粒物PM10對空氣質(zhì)量的
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