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《動(dòng)態(tài)加權(quán)綜合評價(jià)灰色關(guān)聯(lián)度分析bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、大氣污染預(yù)報(bào)問題摘要本文針對大氣污染問題，采用動(dòng)態(tài)加權(quán)綜合評價(jià)方法建立了合理的空氣質(zhì)量評價(jià)模型，同時(shí)，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型較好地研究了空氣質(zhì)量和氣象參數(shù)之間的關(guān)系。問題一中，考慮到污染物濃度這一評價(jià)指標(biāo)的“質(zhì)的差異”和“量的差異”，采用動(dòng)態(tài)加權(quán)綜合評價(jià)方法建立評價(jià)模型。首先對評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，然后選取偏大型正態(tài)分布函數(shù)作為動(dòng)態(tài)加權(quán)函數(shù)建立評價(jià)模型，從而對評價(jià)指標(biāo)每天的觀測值進(jìn)行排序，最后用決策分析中的Borda數(shù)方法對四個(gè)城市的空氣質(zhì)量綜合排序。得到的最終排序結(jié)果為：空氣質(zhì)量最差的是城市，其次是城市，排在第三位是城市，而城市的空氣質(zhì)量最好。問題二中，對于空氣質(zhì)量與
2、氣象參數(shù)關(guān)系的問題，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行探討。首先，通過灰色關(guān)聯(lián)度分析確定了大氣污染物濃度與氣象參數(shù)強(qiáng)弱主次關(guān)系，然后針對其復(fù)雜非線性關(guān)系建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，預(yù)測2009年7月26日至30日的污染物濃度。最后用實(shí)際值對預(yù)測值進(jìn)行了誤差分析，結(jié)果表明預(yù)測值與實(shí)際值的誤差較小，即BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測值具有較高的精度。本文最大的特色是采用了動(dòng)態(tài)加權(quán)綜合評價(jià)方法建立評價(jià)模型，增大了評價(jià)結(jié)果的客觀性，比定常加權(quán)模型更科學(xué)合理。其次，鑒于空氣質(zhì)量與氣象參數(shù)復(fù)雜的非線性關(guān)系，建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，較好地討論了大氣污染物濃度與氣象參數(shù)的關(guān)系，經(jīng)過檢驗(yàn)分析知此模型是解決非線性問
3、題的有力工具。關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)加權(quán)綜合評價(jià)、灰色關(guān)聯(lián)度分析、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、23一、問題提出大氣是指包圍在地球外圍的空氣層，是地球自然環(huán)境的重要組成部分之一。人類生活在大氣里，潔凈大氣是人類賴于生存的必要條件。一個(gè)人在五個(gè)星期內(nèi)不吃飯或5天內(nèi)不喝水，尚能維持生命，但超過5分鐘不呼吸空氣，便會死亡。隨著地球上人口的急劇增加，人類經(jīng)濟(jì)增長的急速增大，地球上的大氣污染日趨嚴(yán)重，其影響也日趨深刻，如由于一些有害氣體的大量排放，不僅造成局部地區(qū)大氣的污染，而且影響到全球性的氣候變化。因此，加強(qiáng)大氣質(zhì)量的監(jiān)測和預(yù)報(bào)是非常必要。目前對大氣質(zhì)量的監(jiān)測主要是監(jiān)測大氣中、、懸浮顆粒物（主要為）等的濃度。附件一給出了
4、城市A、B、C、D從2009年6月1日至2009年7月25日測量的污染物含量及城市A的氣象參數(shù)的數(shù)據(jù)；附件二給出了城市A從2009年7月26日至2009年7月30日測量的污染物含量及氣象參數(shù)的數(shù)據(jù)。請解決下面兩個(gè)問題：（1）建立由污染物濃度評價(jià)空氣質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型，然后利用附件一中的數(shù)據(jù)對四個(gè)城市的空氣質(zhì)量進(jìn)行排序。（2）分析城市A的空氣質(zhì)量(指、、PM10的濃度)與氣象參數(shù)之間的關(guān)系，并利用附件二中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。二、基本假設(shè)1、假設(shè)評價(jià)空氣質(zhì)量的各指標(biāo)間相互作用關(guān)系忽略不計(jì)；2、假設(shè)空氣質(zhì)量僅與附件中的四個(gè)氣象參數(shù)有關(guān)；3、假設(shè)題中數(shù)據(jù)為每天的統(tǒng)計(jì)平均值，能客觀反映當(dāng)天空氣污染物濃度的實(shí)際情
5、況；4、假設(shè)在預(yù)測模型中，在未來一年沒有發(fā)生重大自然突變；三、符號說明符號意義備注表示第個(gè)評價(jià)指標(biāo)的第個(gè)觀測值的原始值表示第個(gè)評價(jià)指標(biāo)的第個(gè)觀測值歸一后的值23表示動(dòng)態(tài)加權(quán)函數(shù)表示第個(gè)評價(jià)對象的第個(gè)綜合評價(jià)指標(biāo)值表示第個(gè)排序方案中排在第個(gè)被評價(jià)對象后的個(gè)數(shù)表示第個(gè)氣象參數(shù)對評價(jià)指標(biāo)的第個(gè)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)表示第個(gè)氣象參數(shù)與評價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度四、問題分析大氣污染問題愈加嚴(yán)重，加強(qiáng)大氣質(zhì)量的監(jiān)測和預(yù)報(bào)十分必要。問題中要求解決兩個(gè)問題：一是建立由污染物濃度評價(jià)空氣質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型，據(jù)此對四個(gè)城市的空氣質(zhì)量進(jìn)行排序；二是需要分析空氣質(zhì)量與氣象參數(shù)之間關(guān)系，并利用數(shù)據(jù)檢驗(yàn)分析。⒈針對問題一，查閱國標(biāo)（GB3095
6、-1996）規(guī)定，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級。每一等級對每一項(xiàng)指標(biāo)都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，且同一等級的空氣在污染物的含量上也有差別。這種既有“質(zhì)的差異”又有“量的差異”的問題可采用動(dòng)態(tài)加權(quán)評價(jià)方法建立評價(jià)模型，并利用決策分析中的Borda函數(shù)方法確定最終的排序方案。⒉針對問題二，通過觀察附件一、二中的數(shù)據(jù)可知，需要利用附件一中數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，并用問題二中數(shù)據(jù)檢驗(yàn)分析。故可先利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法討論四種氣象參數(shù)分別對三種污染物濃度的影響程度，為了進(jìn)一步討論空氣質(zhì)量與氣象參數(shù)的關(guān)系，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，并利用附件二中數(shù)據(jù)檢驗(yàn)分析。具體各問問題分析見本文（五）。五、模型的建立與求解5.1問題一模型
7、建立與求解5.1.1問題一的分析問題一要求建立由污染物濃度評價(jià)空氣質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型，并對四個(gè)城市空氣質(zhì)量進(jìn)行排序。查閱國標(biāo)（GB3095-1996）規(guī)定知，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級，每一個(gè)級別對每一項(xiàng)指標(biāo)都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值（相關(guān)數(shù)據(jù)見表1）。也就是說對于每一個(gè)評價(jià)指標(biāo)（即、、23的濃度），既有同級別的差異，同級別又有不同量值的差異。對于這種既有“質(zhì)差”，又有“量差”的問題，采用定常加權(quán)法顯然是不合理的
