申请日2016.12.24
公开(公告)日2017.05.17
IPC分类号G06F19/00
摘要
本发明提供一种基于多指标评价算法的污水企业水污染来源评估方法，包括如下步骤：建立污水企业水污染来源因素;建立污水企业水污染来源评价集;采用模糊变换的方法对污水企业水污染来源数据进行模糊评价;使用模糊评价矩阵对数据进行初选;利用模糊聚类分析法对初选对象集合进行分类，筛选典型对象。本发明通过模糊评价算法对污水来源企业进行综合评估，充分考虑了指标选取的全面性、独立性以及可操作性原则，评价结果满足主客观一致性原则，评价结果对最终的水环境治理和改善建设具有一定指导意义。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于多指标评价算法的 污水企业水污染来源评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)建立污水企业水污染来源因素体系，水污染来源因素体系中所有具体指标构成因素集X={x1,x2,…,xm}，其中m表示因素的个数;
2)建立污水企业水污染来源评价体系，水污染来源评价体系中所有具体指标构成评价集Y={y1,y2,…,yn}，其中n表示评价的个数;
3)采用模糊变换的方法对污水企业水污染来源数据进行模糊评价，得到单因素评价矩阵：
4)使用模糊评价矩阵对数据进行初选：
定义因素权重分配A=(a1,a2,…,am)，其中ai≥0且得到模糊评价矩阵为
其中，模糊评价矩阵B中的各元素按照最大隶属原则选取：bi=max{min(ai,r1i),…,min(am,rmi)};根据评价集Y选择典型对象，得到初选对象集合U={u1,u2,…,up};
5)利用模糊聚类分析法对初选对象集合进行分类，筛选典型对象。
2.根据权利要求1所述的污水企业水污染来源评估方法，其特征在于，步骤1)中，污水企业水污染来源因素包括经济、就业、预测和环境;步骤2)中，污水企业水污染来源评价包括重要、较重要、较不重要和不重要。
3.根据权利要求1所述的污水企业水污染来源评估方法，其特征在于，步骤5)中，模糊聚类分析法具体包括如下步骤：
51)使用初选对象集合的污水来源百分比，建立污水来源企业的论域：
其中k为污染物种类的个数，p为初选对象的个数;
52)对数据进行正规化处理，得到标准化矩阵：
53)建立模糊相似矩阵：
54)选取合适的截集λ，对初选对象进行分类，得到优选的典型对象。
4.根据权利要求3所述的污水企业水污染来源评估方法，其特征在于，步骤52)中，正规化处理采用如下公式：
其中u′kmax、u′kmin是u′1k，u′2k…，u′pk中的最大值和最小值。
说明书
基于多指标评价算法的污水企业水污染来源评估方法
技术领域
本发明涉及污水企业评估技术领域，具体涉及一种基于多指标评价算法的污水企业水污染来源评估方法。
背景技术
水是不可替代的一种资源，是社会发展和经济发展重要的物质基础，是人民生活的重要保障，是社会可持续发展的重要支持之一。随着我国经济的飞速发展，城镇建设和工业生产不断扩大，用水量剧增，污水排放量也急剧增加。许多水体遭到工业污水、生活污水的污染，水污染成为我国刻不容缓的环境问题。
水环境质量评价是对某一水环境区域进行环境要素分析，对其做出定量评述。通过环境质量评价，弄清区域环境质量变化发展的规律，为区域环境系统的污染控制规划及制定区域环境系统工程方案提供依据。
美国是世界上第一个把环境评价以法律形式肯定的国家，纵观环境评价的发展，1965年美国L.A.Zadeh教授著名的《模糊集合》一文的发表，标志着模糊数学的诞生并很快发展起来。由于水环境中存在大量不确定性因素，水质级别、分类标准都是一些模糊概念，因此模糊数学在水质综合评价中得到广泛应用。
水环境质量评价首先要搞清楚污水的来源，污水的来源结果的可靠程度一方面取决于监测数据的准确性，另一方面依赖于科学的评价方法，包括技术的选择。当前阶段已有由单目标向多目标，由单环境要素向多环境要素，由单纯的自然环境系统向自然环境与社会环境的综合系统，由静态分析向动态分析发展的趋势。
对污水企业水污料来源的动态综合评估，是水环境治理和建设的主要任务之一，是对于进一步指导和改善水环境具有很重要的现实意义，因此评价模型的建立需要有两个方面的注意事项：
(1)指标的选取能够综合的反映评价的对象;
(2)整个评价过程的主客观结合，使得评价结果具有可信度。
为了客观地反映行业的污水来源构成，需要从被调查对象中筛选出真正具有代表性的用户，即典型用户。对于典型用户的选取，首先，应按照行业分类，根据实践经验在每个行业中选取若干个能够反映该行业生产特征的用户进行调查，这是依据专家经验的典型用户初选。其次，在初选被调查用户的基础上，现有技术是通过模糊C均值聚类FCM法，把实际并不典型的用户除去，然后进行行业特性的综合。但该方法需要对平滑因子和初始中心矩阵进行选择，且评价的指标过于单一，无法准确的反应实际的情况。
发明内容
为了解决现有技术中尚无针对污水来源系统进行综合评价的缺陷，本发明提供一种基于多指标评价算法的污水企业水污染来源评估方法，具体包括如下步骤：
1)建立污水企业水污染来源因素体系，水污染来源因素体系中所有具体指标构成因素集X={x1,x2,…,xm}，其中m表示因素的个数;
2)建立污水企业水污染来源评价体系，水污染来源评价体系中所有具体指标构成评价集Y={y1,y2,…,yn}，其中n表示评价的个数;
3)采用模糊变换的方法对污水企业水污染来源数据进行模糊评价，得到单因素评价矩阵：
4)使用模糊评价矩阵对数据进行初选：
定义因素权重分配A=(a1,a2,…,am)，其中ai≥0且得到模糊评价矩阵为
其中，模糊评价矩阵B中的各元素按照最大隶属原则选取：bi=max{min(ai,r1i),…,min(am,rmi)};根据评价集Y选择典型对象，得到初选对象集合U={u1,u2,…,up};
5)利用模糊聚类分析法对初选对象集合进行分类，筛选典型对象。
步骤1)中，污水企业水污染来源因素包括经济、就业、预测和环境;步骤2)中，污水企业水污染来源评价包括重要、较重要、较不重要和不重要。
步骤5)中，模糊聚类分析法具体包括如下步骤：
51)使用初选对象集合的污水来源百分比，建立污水来源企业的论域：
其中k为污染物种类的个数，p为初选对象的个数;
52)对数据进行正规化处理，得到标准化矩阵：
正规化处理采用如下公式：
其中u′kmax、u′kmin是u′1k，u′2k…，u′pk中的最大值和最小值。
53)建立模糊相似矩阵：
54)选取合适的截集λ，对初选对象进行分类，得到优选的典型对象。选取不同的取截集λ时，会产生不同的典型用户组，通常指标取值差异越大，越能反映被评价企业的差距。
污水来源建模是当前水务系统分析中亟需解决的问题之一。在进行系统分析和预测计算时，采用不同的来源模型将会得到与实际情况不一致的结果。因此通过为评价指标中的定性指标建立评语集以实现对评价指标的量化，并确立隶属度函数以实现对定性指标的评价就可以很好地进行评估和预测计算。同时，通过对同用户的聚类分析，和归纳出本行业特性参数，可以最终确定污水来源参数，这也是建模的重要前提。
由以上技术方案可知，本发明通过模糊评价算法对污水来源企业进行综合评估，充分考虑了指标选取的全面性、独立性以及可操作性原则，评价结果满足主客观一致性原则，评价结果对最终的水环境治理和改善建设具有一定指导意义。
本发明相较于传统方法，不仅使指标得到了简化，而且也使得各个因素的权重分配在利用大量历史数据情况下，更加合理，其评价结果区分度明显，结果更加符合实际，也使评价指标更加切实有效的反映评价结果。