【正文】 效益具有難計量性l 有時采用費用效果分析來進行決策 ――在滿足環(huán)境要求的前提下（都能達到環(huán)境規(guī)劃目標）,選擇費用最小的方案（不計算效益） 數學規(guī)劃方法 l 根據規(guī)劃對象的具體特征和規(guī)劃目標要求將決策問題用一個目標函數和若干個約束條件來表示，求該函數的極值。l 在一些給定條件（約束條件）之下，求所考察函數（目標函數）在某種意義下的極值（極小或極大）問題――數學規(guī)劃法最優(yōu)化l 和經典數學中的極值問題不同，因為環(huán)境規(guī)劃問題來源于實際，一般變量很多，目標函數十分復雜。 線性規(guī)劃――求代表決策問題的線性函數在線性不等式或等式約束下達到最?。ɑ蜃畲螅┲档膯栴}。 線性規(guī)劃是一種最基本也是最重要的最優(yōu)化技術。(1) 線性規(guī)劃的描述 P149l 用一組未知量（決策變量）表示規(guī)劃的待定方案每組未知量的確定值代表了一個具體方案l 對于規(guī)劃的對象，存在若干限制條件以未知量的線性等式和不等式表示；l 存在一個目標要求，由未知量的線性函數來表示（目標函數）；l 根據決策規(guī)則不同，要求目標函數實現最大值或最小值。(2)函數表達式 P149l 目標函數: max(min)f = cxl 約束條件: Ax≤(=≥)b x≥0例：單目標――規(guī)劃區(qū)空氣質量規(guī)劃目標最優(yōu)化 (1)決策變量XXXX4分別代表SOTSP、CO、NO的濃度 (2)目標函數 SOTSP、CO、, SOTSP、CO、NO的執(zhí)行標準分別為B1，B2，B3，B4 構造目標函數：minf=+++ (3)約束條件 X1≤B1。 X2≤B2。 X3≤B3。 X4≤B4。 X≥0 (資金投入不超過5億人民幣)(3)對目標函數求解 非線性規(guī)劃――目標函數或約束條件中至少有一個是非線性函數表達式。l 客觀世界中存在大量的非線性關系――環(huán)保問題很多是多種因素作用的結果（有些因素甚至還搞不明白）非線性規(guī)劃比較復雜。 動態(tài)規(guī)劃 ――處理多階段決策過程的方法； ――相互聯系的多個階段，上一階段決策產生的后果成下一階段決策的前提條件.l 動態(tài)規(guī)劃最優(yōu)化原理：一個多階段決策問題的最優(yōu)決策序列，對其任一決策，無論過去的狀態(tài)和決策如何，若以該決策導致的狀態(tài)為起點，其后一系列決策必須構成最優(yōu)決策序列。l 一般采用逆序遞推的方法，使各階段，及至全過程最優(yōu)化。l [例] 下圖表示l 城市之間的交通路網，線段上的黑色數字表示費用，單向通行由AE試用動態(tài)規(guī)劃最優(yōu)化原理求出AE的最省費用。例A到E共分為4個階段 ,是多階段問題.l 可以用枚舉法把所有由AE可能的每一條路線的費用算出來，然后互相比較，找出最省的，相應地得出最省錢路線。l 用動態(tài)規(guī)劃法求解l 策略：每個階段到E的最省費用為本階段的決策路徑。 l 費用19，路徑 A+B2+C1+D1+E 多目標決策分析方法環(huán)境規(guī)劃的決策往往是多目標決策，雖然其中有一些可以簡化為單目標決策問題，但許多情況還應用多目標決策方法，正確決策。 多目標決策分析概念l 由于目標多了，衡量決策的標準也就多了，并且各目標間還往往存在矛盾，給決策帶來了困難。l 所以首先要建立多目標體系　　P152(1)建立多目標體系p152(2)多目標間關系l 總目標：規(guī)劃的總體要求，概括抽象，同時包含幾方面內容。l 下層目標比上層目標具體精確l 事實上最終決策的對象是最底層目標，前期要做的是確定低目標相對于最高層目標的重要程度，確定權重.(3)底層目標 最底層目標應具體化，給予屬性描述: a應該可理解，根據目標屬性值可以判斷相應目標的實現程度。 b應該可測，目標屬性值應該是可以按某種方法測定 決策方案的多目標評價選擇 (1)兩方案的比較(三種結果)l Ai的所有目標值比Aj好。 Ai的所有目標值比Aj差。l Ai的部分目標值比Aj好, Ai的部分目標值比Aj差難分優(yōu)劣(2) 劣解和非劣解l 劣解:通過兩兩比較（所有目標都較差）可以直接舍棄的方案.l 非劣解：依據多個目標進行比較（部分目標好部分差）而不能直接舍棄的方案 根據決策者對多個目標的喜好，價值取向的不同選擇。(3)多目標評價選擇　l 決策分析:　 找出非劣解；l 根據決策者通過某種方法對各目標的偏好，從而選出滿意解。 l 環(huán)境規(guī)劃決策是在幾個經優(yōu)化的方案中選出一個方案，其實是一個方案比較的問題比較具體方案對多個目標的完成情況 矩陣法 P154l 設定： 決策問題有n個目標 x1,x2,x3,…,xnl 為達到目標設計了m個可行方案 A1,A2,…,Aml n個目標的相對重要性評價值為 w1,w2,…,wn(權重)P154 多目標決策評價矩陣x1x2……xj……xnViw1w2……wj……wnA1V11V12……V1j……V1nV1A2V21V22……V2j……V2nV2AiVi1Vi2……Vij……VinViAmVm1Vm2……Vmj……VmnVm（1）Vij的確定l Vij在方案Ai下目標xj的實現值（目標屬性值）； P154表（1）Vij的確定l 由于目標屬性值單位不同，數量級不同，表達的目標實現程度不同，因此相互之間難以進行比較分析。如:l x1—COD mg/l x2—噪聲控制目標，dB(A)l x3—排放量，t/d x4—達標率，％l 規(guī)范化 需要把目標屬性值規(guī)范化－－－無量綱化，統(tǒng)一變換到01范圍內．　 a向量規(guī)范化　b線性變換　c其他變換a向量規(guī)范化　P155l zij = Vij/(∑V2ij)1/2l zij=某屬性值除以同一目標下各方案屬性值的平分和的開根號值 表示相同目標下各屬性值的相對大小 最大最小的不一定是1和0b 線性變換P155l 越大越好型: zij= Vij/maxVij 越小越好型: zij=1 Vij/maxVijC 其他變換P155l 越大越好型: zij= (VijminVij)/(maxVijminVij)l 越小越好型: zij=1(VijminVij)/(maxVijminVij)(改錯)（2）Wj的確定l 權重系數是多目標決策問題中價值觀念的集中體現。l 德爾菲法(函調方法):先讓有關領域的專家對所預測的問題分別提出意見，然后將意見綜合、整理、歸納，匿名反饋給各個專家，再次征詢意見，又綜合、。l 專家會議法：面對面開會討論決定（3）Vi的確定l Vi表示某個備選方案在多個目標下的綜合評價結果l 常用加權法計算。 Vi= ∑j=1nWjZijl Zij=方案i在目標j下的屬性規(guī)范值（規(guī)范后的Vij）多目標決策評價矩陣（規(guī)范后的）x1x2……xj……xnViw1w2……wj……wnA1Z11Z12……Z1j……Z1nV1A2Z21Z22……Z2j……Z2nV2AiZi1Zi2……Zij……ZinViAmZm1Zm2……Zmj……ZmnVm 層次分析法 P157 用于結構復雜，目標較多不易量化的決策問題。層次分析法基本步驟:l 明確問題,建立層次結構分析模型。l 對同一級的要素,根據評價尺度建立判斷矩陣。l 根據判斷矩陣計算確定各要素的相對重要程度。l 計算綜合重要度,確定評價方案的優(yōu)先序,提供決策支持.（2）建立判斷矩陣針對層次分析結構模型中的某一要素，CA1A2…Aj…AnA1a11a12…a1j…a1nA2a21a22…a2j…a2n...………………Aiai1ai2…aij…ain…………………Anan1an2…anj…ann（2）建立判斷矩陣aij要素Ai與Aj就評價目標C而言的相對重要程度值.l 例:C大氣環(huán)境質量目標 A1SO2濃度指標。 w1= A2CO濃度指標。 w2= A3粉塵濃度指標。 w3= A4O3濃度指標。 w4=（2）建立判斷矩陣(例)CA1A2A3A4A1[SO2]1414A2[CO]188。11/41A3[TSP]1414A4[O3]188。11/41（2）建立判斷矩陣l 若已知權重，如上例計算:aij=wi/wjl 若不知權重，見P131表評價尺度評價準則定義 1Ai與Aj同等重要 3Ai比Aj略微重要 5Ai比Aj明顯重要 7Ai比Aj特別重要 9Ai比Aj極其重要 2,4,6,8介于上述相鄰評價準則的中間狀態(tài) （3）單要素下的權重排序在判斷矩陣基礎上求權重，如方根法l Ai的權重 wi=wi’/w’ Wi’=(пaij)1/n判斷矩陣中每行元素乘積的n次方根。l W’= ∑wi’ wi’的和。和積法將判斷矩陣每一列歸一化 Zij=aij/∑akj 對按列歸一化的判斷矩陣,再按行求和 Wi/=∑j=inZijl 再歸一化求各指標的權重. Wi= Wi’/ΣWi’（3）單要素下的權重排序l Ai與Aj重要性比較只是對客觀事物的近似判斷估計,如果判斷存在較大偏差,影響權重的計算,因此判斷矩陣必須滿足一定的條件.l 要求對判斷矩陣進行一致性檢驗。（4）全要素下的綜合權重排序l 針對上一層所有要素，下層各要素的相對重要程度（權重）。l 綜合權重: WAi=∑j=1majwij 其中: aj上層j要素的綜合權重。 wiji指標對上層j目標的相對重要程度(權重) 全要素下的綜合權重計算從最高層到最低層逐層進行,求出最下層指標的權重.l 用層次分析法確定各指標的綜合權重,然后用矩陣法確定綜合評價值Vi,根據Vi值選擇較好的方案.水質因子判斷矩陣wi/=(пaij)1/n l w/重金屬=(1*5*5)1/3= w/有機物=(1/5*1*1)1/3=l w/無機物=(1/5*1*1)1/3=w/=∑ wi/=Ai的權重 wi=wi//w/重金屬因子判斷矩陣重金屬ASCdPbZnCuWiAS13557Cd1/31335Pb1/51/3133Zn1/51/31/313Cu1/71/51/31/31有機物因子判斷矩陣有機物BODCODWiBOD11COD11無機物因子判斷矩陣無機物PNFWiP133N1/311F1/311全要素下的綜合權重排序重金屬有機物無機物綜合權重: WAi=∑j=1majwijAS00=*+0+0= (1) Cd00=*+0+0= (2) Pb00=*+0+0= Zn00=*+0+0= Cu00=*+0+0= BOD00=0+*+0= COD00=0+*+0= P00=0+0+*= (3) N00=0+0+*= F00=0+0+*= 5 水環(huán)境規(guī)劃 水環(huán)境規(guī)劃的內容和類型 水環(huán)境規(guī)劃的內容 l 對象：河流、湖泊、水庫、地下水、海洋等水體及利用影響水體的因素。l 目的：發(fā)展經濟同時保護好水質，合理開發(fā)和利用水資源。(1)明確問題 水環(huán)境規(guī)劃的原則p162l 在對水環(huán)境系統(tǒng)綜合分析的基礎上（污染源調查、水質監(jiān)測、水環(huán)境現狀評價質量、利用狀況）找出水環(huán)境主要問題：l 水量水資源供需平衡 水質污染現狀，水質對生活生產的影響l 水資源是否得到合理利用（2）確定規(guī)劃目標l 水質：根據水環(huán)境功能區(qū)劃，制定滿足生活、生產或自然保護要求的水質目標l 水量：對有限的水資源進行合理規(guī)劃，滿足當地需要，不足要有引水措施。（3）選定規(guī)劃方法l 單目標數學規(guī)劃法：線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃l 多目標模擬比較法：矩陣法、層次分析法、系統(tǒng)動力學法、組合方案比較法l 系統(tǒng)動力學法：從系統(tǒng)的基本結構入手建立數學模型，模擬分析系統(tǒng)動態(tài)行為l 組合方案比較法：組合各目標下擬采取措施為幾個方案，費用效益分析（4）擬定規(guī)劃措施； ； ；； 。（5）提出供選方案l 綜合各項措施組成方案，方案優(yōu)化，決策分析（6）規(guī)劃實施