環(huán)境系統(tǒng)分析PPT第講

1、 環(huán) 境 系 統(tǒng) 分 析 第 2 講主講(zhjing): 李明俊 教授2006.5.8共三十四頁第一章：環(huán)境(hunjng)問題的系統(tǒng)化 一、系統(tǒng)化的基本步驟（1）確定目標(biāo)明確系統(tǒng)的范圍 如：受納水體（河流、湖泊或水庫）所控制的流域范圍內(nèi)的水污染控制問題。含有哪些要素（元素），要解決哪些問題，涉及到哪些問題。充分收集資料 a. 地圖(dt)、地理、地質(zhì)、水源、氣象、水及生態(tài)數(shù)據(jù)資料。 2共三十四頁b.人口及發(fā)展情況，經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、布局(bj)結(jié)構(gòu)、土地利用規(guī)劃、城市建設(shè)規(guī)劃、工業(yè)發(fā)展規(guī)劃、現(xiàn)狀用水情況等c.資源消耗與利用情況、污染源識別及調(diào)查清單，點(diǎn)位、排放量、排放時序、污染物種類、排放濃度

2、、污染程度。d.已有的節(jié)能降耗和污染控制狀況，包括工藝，投資，控制量，達(dá)標(biāo)情況等e.可考慮的各種節(jié)能降耗與污染控制方法及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的資料。3共三十四頁注意在概念、時間(shjin)、條件及數(shù)量四方面應(yīng)有清晰界線。目標(biāo)分層 必須有一個總目標(biāo)，總目標(biāo)分解成若干層次的子目標(biāo)，下層目標(biāo)應(yīng)服從上一層的目標(biāo)。 系統(tǒng)中各要素中哪些因素影響目標(biāo)，各處于哪一層次哪一方面等，應(yīng)明確弄清。 4共三十四頁 目標(biāo)錯了則后果嚴(yán)重，例：1962年英、法研制的“協(xié)和”超音速民航客機(jī)，目標(biāo)為快速、豪華和舒適，耗資數(shù)億。1975年投產(chǎn)(tuchn)，13年后，由于能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日益突出，乘客希望票價(jià)便宜些，航空

3、公司則希望省油，載人多，噪聲小，這樣，耗資巨額資金歷時十年余的研制工作付之東流。 5共三十四頁（2）草擬各種( zhn)可能的方案和措施，以備選用 A先作輪廓設(shè)想 重點(diǎn)是保證備擇方案的多樣性，從不同角度和多種途徑，設(shè)想出各種各樣的可能方案來。應(yīng)采取創(chuàng)造性思維(swi)。 應(yīng)注意克服兩種心理障礙： 一是社會障礙：自覺或不自覺地向占統(tǒng)治地位的觀點(diǎn)看齊。 二是思想認(rèn)識障礙：習(xí)慣于某些方法或以某一角度去看問題，不能打開新思路。 6共三十四頁可采用下列一些方法： 智暴（Brainstroming） (美奧斯本提出，1939)即集思廣義，可在一個小組內(nèi)進(jìn)行，也可由多人獨(dú)自(dz)完成，然后將他們的意見集中

4、起來，一般只有五六人，多則十幾人。 規(guī)則： 不加任何約束 “思想”的數(shù)量越大越好。 思路越廣、越新則越好 將上述思想進(jìn)行組合、分類以及 改進(jìn)。 7共三十四頁智暴專家組一般應(yīng)由下列人員組成：方法論學(xué)者即預(yù)測學(xué)領(lǐng)域的專家，（常擔(dān)任組織者）思想產(chǎn)生者專業(yè)領(lǐng)域的專家（邊緣學(xué)科）人數(shù)應(yīng)占50%-60%。分析者專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)知識(zh shi)比較淵博的高級專家。演繹者具有較高邏輯思維能力的專家。8共三十四頁 此法較適合于所探討的問題比較單純，目標(biāo)比較明確的情況，如果問題牽涉面太廣，包含因素太多，那就要首先對所研究的問題進(jìn)行分析和分解，然后采用此法。德爾菲法（Delphi） 即函詢調(diào)查法：將題目和必要的背景材

5、料編制成一種調(diào)查表發(fā)給各位專家，分別向他們征詢意見。再把專家們寄回來的個人意見加以匯集、歸納、整理后，反饋給每一位專家，讓專家們再次做出判斷，這樣(zhyng)經(jīng)過多次反復(fù)（一般要四輪）即可得到基本趨于一致的意見。 9共三十四頁回歸分析法 根據(jù)歷史資料和數(shù)據(jù)，回歸分析出事物發(fā)展的因果關(guān)系，來預(yù)測事物發(fā)展趨勢，給出相應(yīng)的措施方案。時間序列分析法（外推法） 利用過去的時間序列的數(shù)據(jù)來推算事物發(fā)展趨勢，給出相應(yīng)的對策方案。此外還有投入產(chǎn)生(chnshng)法，演繹法等等。 10共三十四頁B再細(xì)心設(shè)計(jì)和論證： 確定方案的細(xì)節(jié)，如：制定具體措施、組織(zzh)人員、安排日程、估算經(jīng)費(fèi)、籌備器材等。 并對

6、備選方案的實(shí)施結(jié)果預(yù)評價(jià)，包含四方面：技術(shù)可行（不一定要求先進(jìn)）、經(jīng)濟(jì)合算、生態(tài)合理、社會滿意。 11共三十四頁（3）綜合平衡，擬定合適的方案由于擬定各種可能的方案和措施往往是分散在各個方面，為達(dá)到分層目標(biāo)中各層次的具體目標(biāo)而精心設(shè)計(jì)的，所以當(dāng)把所有的方案匯集在一起時，往往有可能發(fā)生矛盾(modn)，故綜合平衡十分重要。先考查分目標(biāo)與方案及要素的協(xié)調(diào)，必要時作調(diào)整。其次考查總目標(biāo)和分層目標(biāo)結(jié)構(gòu)，優(yōu)先保證必不可少的分目標(biāo)，暫放棄可有可無的目標(biāo)。（從時間、資金、人員、器材等方面協(xié)調(diào)） 12共三十四頁綜合平衡之例： 1976.9.6蘇軍中尉別連科駕機(jī)叛逃，“米格-25”，日本雷達(dá)網(wǎng)毫無知覺，降至函館

7、機(jī)場，該機(jī)能以3.2馬赫的速度，在8萬英尺的高度飛行，可攜帶4枚重型導(dǎo)彈，西方世界對此感到神秘莫測。 然而在日、美嚴(yán)格保密措施下檢查該機(jī)卻發(fā)現(xiàn)竟是非常(fichng)粗糙。機(jī)身和機(jī)翼均由舊鋼板制成，手工焊，真空管，控制火力系統(tǒng)遠(yuǎn)不如美“F-4E,若從這方面看，該機(jī)種是一劣等品。 13共三十四頁 但是，整體性能上，它卻是一架設(shè)計(jì)優(yōu)良的飛機(jī)，任何飛機(jī)都不如它飛得高、飛得快、裝載得多。其發(fā)動機(jī)雖笨重，耗油多，但強(qiáng)有力，且在高空有效，牢靠，又盡可能采用了自己在真空技術(shù)方面的獨(dú)到之處，裝備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，性能良好的自動駕駛器和功能強(qiáng)大的雷達(dá)，易于維護(hù)(wih)，適于實(shí)戰(zhàn)。14共三十四頁（4）將計(jì)劃方案清晰地

8、表達(dá)出來 定量或定性表達(dá)經(jīng)反復(fù)充分討論和論證的計(jì)劃方案，作為實(shí)施指導(dǎo)和交流，猶如工程設(shè)計(jì)中的圖紙。 表達(dá)方式方法很多，下面(xi mian)介紹層次分析和圖與網(wǎng)絡(luò)分析方法。 15共三十四頁二、層次分析法（AHP方法） 70年代美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出(t ch)該法，使人腦決策思維過程規(guī)范化，具有嚴(yán)密的公理和邏輯推理，是將定性分析與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法，且簡便易行。 運(yùn)用層次分析法解決問題一般分五個步驟： 1.明確問題 范圍、具體要求、包含因素、各因素之間的關(guān)系、有哪些可能解決方案或措施。 16共三十四頁 2. 建立層次分析模型 將問題中所包含的因素劃分為不同層次，如目

9、標(biāo)層（最高層），一般只有一個目標(biāo)，如有多個分目標(biāo)時可在下一層設(shè)定一個分目標(biāo)層；準(zhǔn)則層（中間層）或約束層、策略層、指標(biāo)層；方案(fng n)層（最低層）或措施層等用框圖及連線形式說明層次的遞階結(jié)構(gòu)與因素的從屬關(guān)系。 是否達(dá)到目的用各個準(zhǔn)則來衡量，各方案措施也均需用相應(yīng)準(zhǔn)則來檢驗(yàn)，故他們之間用線相連表示相互聯(lián)系。 17共三十四頁18共三十四頁 3. 構(gòu)造判斷矩陣和計(jì)算其最大特征值及對應(yīng)特征向量。判斷矩陣元素的值反映了人們對各因素相對重要性的認(rèn)識，一般采用19及其倒數(shù)的標(biāo)度方法(fngf)。這一步是由定性到定量過渡的關(guān)鍵一步，當(dāng)建立了分析層次后，即可逐層逐項(xiàng)進(jìn)行兩兩比較，判斷其相對上一層某因素的相對

10、重要性。 19共三十四頁 20共三十四頁21共三十四頁22共三十四頁23共三十四頁 4. 層次單排序(pi x)及其一致性檢驗(yàn) 判斷矩陣A的特征根問題AW=maxW的解（特征向量W，特征值max）經(jīng)規(guī)一化后即為同一層次相應(yīng)元素對于上一層次某因素相對重要性的排序權(quán)值，這一過程稱之為層次單排序。 應(yīng)用層次分析法應(yīng)保持判斷矩陣具有完全的一致性，所謂一致性，即判斷矩陣B應(yīng)滿足：bikbkj=bij (i、j、k=1、2n) 24共三十四頁 由矩陣論知識，我們知道滿足上述條件的矩陣具有唯一非零的最大特征根max=n，除max以外，其余特征根皆為零。 當(dāng)判斷矩陣近似具備完全一致性時，它的最大特征根稍大于矩

11、陣階數(shù)n，且其余特征根接近于零，故引入指標(biāo)(zhbio)CI為判斷矩陣偏離一致性的度量指標(biāo)，即： CI= （完全一致時：CI=0） 25共三十四頁 為了度量不同階判斷(pndun)矩陣是否具有完全的一致性，再引入判斷(pndun)矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值，對19階判斷矩陣，RI值為： 當(dāng)隨機(jī)一致性比率 CR=CI/RI0.10時，認(rèn)為層次單排序的結(jié)果有滿意的一致性，否則需調(diào)整判斷矩陣元素取值，重新確定。 26共三十四頁例：A-Ci矩陣(j zhn)： CI= （maxn）/ （n1 ）=0.033 RI=0.58 CR= CI/ RI =0.060.10 C1-Pi矩陣 CI=0.05

12、RI=0.9 CR=0.060.10 C2-Pi矩陣 CI=0 RI=0.9 CR=00.10 C3-Pi矩陣 CI=0.039 RI=0.9 CR=0.040.10 27共三十四頁 5. 層次總排序及其一致性檢驗(yàn) 計(jì)算同一層次所有因素對于最高層（總目標(biāo)）相對重要性的排序數(shù)值(shz)，稱為層次總排序。這一過程是以最高層次逐層向低層次進(jìn)行的。 28共三十四頁29共三十四頁30共三十四頁層次總排序的一致性檢驗(yàn)： 這一過程也是從高到低逐層進(jìn)行的，如P層次某些因素對于Cj單排序的一致性指標(biāo)為CIj，相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)為RIj，則P層總排序隨機(jī)一致性比率為： CR= ajCIj / ajRIj

13、若CR0.10，則認(rèn)為層次總排序結(jié)果具有滿意(mny)的一致性，否則也需要重新調(diào)整判斷矩陣的元素取值。31共三十四頁上例中： CI=ajCIj=0.1880.05+0.7310 +0.0810.039=0.013 RI=ajRIj=0.1880.90+0.7310.90 +0.0810.90=0.90 CR= 0.013/ 0.90 =0.0140.10具有滿意的一致性。 因?yàn)镻1的權(quán)值等于0.402，為最大，故該電鍍廠應(yīng)選擇凝聚(nngj)法處理廢水可取得最大效益。 32共三十四頁謝謝(xi xie)各位!請?zhí)釋氋F意見.33共三十四頁內(nèi)容摘要環(huán) 境 系 統(tǒng) 分 析 第 2 講。如：受納水體（河流、湖泊或水庫）所控制的流域范圍內(nèi)的水污染控制問題。e.可考慮的各種節(jié)能降耗與污染控制方法及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)