基于模糊中和评价的空气质量评价方法

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拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。A题：空气质量评价经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。摘要本文主要研究空气质量评价问题。引入模糊数学的概念，根据《环境空气质量标准》（）中规定的9个指标，对其空气质量等级进行定量评价。首先，按照国家现有空气质量指数计算方法建立模型，先计算9个空气质量分指数再取最大值得AQI。通过对比11个城市在过去7个时刻的国标AQI与附件一给出的空气质量指数（图2、3、4、5）可看出：按国家标准计算出的AQI与附件一给的空气质量指数在时刻5、6、7几乎完全吻合，但在时刻2、3的个别城市相差较大。在这里忽略个别异常点，近似将附件一中的模型视为国标空气质量模型。其次，运用模糊综合指数法（）建立新评价模型。依据《环境空气质量标准》（）建立9个指标组成的因素集=，，，，，，，，和5个等级的评价集优，良，轻度污染，中度污染，重度污染，构造污染因素对空气质量等级的隶属函数，组成、之间的模糊关系矩阵和污染因子的权重矩阵，则多指标模糊综合评价矩阵可以表示为。构造空气质量标准类别向量50,100,150,200,300，有模糊综合指数。将此模型计算出的11个城市在过去7个时刻的空气质量指数FCI与国标计算值AQI相比（图6、7、8、9），可以看出新模型整体变化趋势与国标变化趋势几乎完全一样，但因为国标值为9个污染因素分指数中的最大值，而模糊综合指数法建立的模型中每个污染因素都占一定权重，所以模型计算出的空气质量指数值比现有模型总体偏低。最后用新模型计算出附件二中的数据，并与国家标准计算出的AQI对比，与附件一中比较结果一致，即新模型能够客观有效的评价空气质量，表现空气质量的变化的总体趋势而不是极端的最大值，也因此总体结果比现有模型偏小。【关键词】空气质量指数模糊综合指数法AQIFCI1问题重述经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾天气，北京甚至发布了北京气象史上首个霾橙色预警，空气污染指数（API）接近1000。北方各地区都出现了大范围的重度和严重污染。大范围的雾霾天气导致交通事故数量剧增；突发呼吸道感染、心血管疾病等人数达77万。空气质量的好坏直接关系到每个人的身体健康。我国正准备实施新的空气质量标准，这是国家发展历程中的巨大进步。如何合理客观地对空气质量进行定量评价变的也成为人们关注的焦点。空气质量指数（AirQualityIndex，简称AQI），是一个用来定量描述空气质量水平的无量纲数值。其取值范围位于0—500之间，级别分为6个等级，采用不同的颜色标识，从好到差依次为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染。空气质量指数实时报是发布每一整点时刻的空气质量指数。实时报的9个指标分别是：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧1小时平均值、臭氧8小时平均值、可吸入颗粒物、细颗粒物的1小时平均值和24小时平均值。本文将研究下列问题：(1)建立一种新的空气质量指数计算模型，并比较与现有计算模型的区别。(2)利用新的计算模型计算出附件2中各个观测点的空气质量指数。2基本假设（1）所有统计数据真实可信，个别异常点为测量或记录错误，不应计入。（2）所有数据单位均为。（3）各污染物对空气质量指数的影响相互独立。（4）现有模型为依据《环境空气质量标准》（）计算的空气质量指数。（5）一小时的浓度限值与二十四小时的浓度限值标准相同；一小时的浓度限值与二十四小时的浓度限值相同。3符号说明：第个污染因素的浓度数值；：第个污染因素的第级空气等级评价标准；：第个污染因素对第级空气等级的隶属度函数；：污染因素与评价等级的模糊关系矩阵；：污染因素的权重矩阵；：多指标模糊综合评价矩阵；：空气质量标准类别向量；：模糊综合指数；经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。4问题分析本题给出了11个城市不同时刻的各类大气污染物的浓度，以及现有空气质量指数模型下的空气质量指数，要求我们建立一种新的空气质量评价的模型，定量得出各个城市不同时刻的空气质量指数，并把计算结果与现有模型下的空气质量指数进行比较，分析新建模型与现有模型的区别。在建立一种新的空气质量指数计算模型时，涉及到了多指标的综合评价问题，在这方面有多种成型算法，如：层次分析法、模糊数学方法、主成分分析法、聚类分析法等。在解决本问题时，首先要对空气质量进行评价分级，不同的评价级别对应不同的分数值，且评价级别越高分数值越高，并对不同的评价级别对应的各类大气污染物的平均浓度值进行划分。其次，对于给定的时刻，一个城市的空气质量实时报中各污染物的观测值一般不属于同一评价级别，同时各指标所取的值也都是一段时间内的均值，因此，对于各指标属于哪一个评价级别、空气质量属于哪一个级别进行明确的归类是很难实现的，即问题是模糊的，这里采用模糊综合指数模型，综合考虑各个指标的影响，计算空气质量对各个级别的隶属度，由隶属度可以全面、客观、综合得对空气质量进行评价，并为计算空气质量指数提供参照依据。在这一过程中，需要确定隶属度函数得到各指标对个评价级别的模糊关系矩阵；还要对各指标的数据进行标准化，得到指标权重。最后，计算空气质量指数。模型中可以对上述空气质量对各级别的隶属度以及之前设定的不同评价级别对应的不同分数值进行一定的运算处理，与国标算法的计算结果进行对比分析，最后确定一种合适的空气质量指数算法。在与现有模型比较时，首先，需要分析现有模型的计算方法，由于国标算法与现有模型的计算结果与国标算法的计算结果基本一致，本文假设了现有模型采用的是国标算法。其次，比较新建模型算法下空气质量指数的计算结果与现有模型的空气质量指数的数据，不仅要比较同一城市的空气质量指数在两种模型下的不同，还要比较两种模型下空气质量指数的结果在哪些方面有相似，比较不同城市间在不同模型算法下的空气质量指数结果的相对变化，通过做出同一时刻11个城市的空气质量指数在两种不同模型下的结果的折线图，可以直观地发现两种模型下空气质量指数的不同与联系，并可进一步比较新建模型与现有模型的结果的区别和联系。最后，分析新建模型和现有模型的区别，可以利用上述结果比较时得到的结论，讨论和现有模型相比，新建模型算法上的不同以及优缺点和改进方案。经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。图1模型概念图空气质量评价模型国家标准AQI模糊评价指数FCI确定各污染因子浓度建立因素集和评价集计算空气质量分指数最大值为空气质量指数构造隶属函数确定模糊关系矩阵和权重构造空气质量标准类别向量得模糊综合指数5模型的建立与求解5.1国家标准AQI计算模型5.1.1计算公式国家标准空气质量指数AQI是所有污染因素的空气质量分指数IAQI中的最大值。空气质量分指数的计算公式见（1）式，依据表1中各污染因素的浓度限值计算得出。（1）—污染因素的空气质量分指数；—污染因素的质量浓度值；—表1中与相近的污染物浓度限值的高位值；—表1中与相近的污染物浓度限值的低位值；经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。空气质量分指数二氧化硫1小时平均一氧化碳1小时平均二氧化氮1小时平均臭氧１小时平均臭氧８小时平均细颗粒物1小时平均细颗粒物２４小时平均可吸入颗粒物1小时平均可吸入颗粒物２４小时平均００００００００００５００．１５５０．１０．１６０．１０．０３５０．０３５０．０５０．０５１０００．５１００．２０．２０．１６０．０７５０．０７５０．１５０．１５１５００．６５３５０．７０．３０．２１５０．１１５０．１１５０．２５０．２５２０００．８６０１．２０．４０．２６５０．１５０．１５０．３５０．３５３００１．６９０２．３４０．８０．８０．２５０．２５０．４２０．４２４００２．１１２０３．０９１．０１．００．３５０．３５０．５０．５５００２．６２１５０３．８４１．２１．２０．５０．５０．６０．６—表1中与对应的空气质量分指数；—表1中与对应的空气质量分指数。（2）—空气质量分指数；—污染因素个数。表1空气质量分指数及其对应的污染物浓度限值5.1.2结果分析利用matlab编程（附录程序一）可得到11个城市在7个时刻的AQI，与附件一中给出的现有空气质量指数进行对比，利用三次样条曲线差值拟合法做出11个城市的平滑变化曲线，发现在时刻5、6、7，国家标准AQI与现有数据基本一致（图2、3和表2），曲线重合率达98%，而在时刻2、3、4中有个别异常点数据相差特别大（图4和图5），如果忽略异常点的影响，我们可以假设国家标准即为附件一中现有模型。表211个城市在时刻7的AQI对比表经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。城市城市1城市2城市3城市4城市5城市6城市7城市8城市9城市10城市11现有模型280193262156180164100134180220132AQI280193261156160163100133180202138经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。5.2建立模糊综合指数模型5.2.1模型描述（1）因素集：参与评价空气质量的9个污染因素组成的集合。=，，，，，，，，（2）评价集：空气质量不同评价等级组成的集合。=优，良，轻度污染，中度污染，重度污染表3空气质量评定等级空气质量级别一级二级三级四级五级空气质量指数0-5050-100100-150150-200200-300空气质量评定优良轻度污染中度污染重度污染（3）对的隶属度：第种污染因素的环境质量数值可以被评价为第类环境质量的可能性。如：表示对空气质量等级为良的隶属程度。（4）模糊关系矩阵：隶属度组成的矩阵。（5）权重向量：各污染因素占的权重。（6）多指标模糊综合评价向量：各种等级空气质量出现的可能性。（3）（7）空气质量标准类别向量：（8）模糊综合指数（4）5.2.2模型建立与求解（1）首先，建立各个污染因子对每一级空气质量的隶属函数。第个指标对第个评价级别的隶属函数为，与其对应的个评价级别的限值有关。对于同一个问题隶属度函数可以有不同的形式，这里选取了一种比较简单的形式，表达式如下：经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。第1级（）：（5）第2至第4级（）：（6）第m级（）：（7）式中为第个污染因素的浓度实测值，为第种因子对第级的评价标准。将每座城市测得的9个分别代入5个隶属函数中可得模糊关系矩阵（2）然后，计算各指标的权重，权重公式为（8）其中，即为m个评价标准值的平均值。经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。（3）多指标模糊综合评价已知权重矩阵和模糊关系矩阵，则对于n个评价指标的综合评价，其多指标综合评价矩阵，其中。在这里，我们将模糊矩阵复合运算改为矩阵乘法运算，即将算子“”“”改为“”和“”，通过查找文献资料，发现这将减少些许多有用信息的丢失。（4）计算模糊综合指数构造空气质量标准类别向量，取每一等级的评分限值，可得模糊综合指数为5.2.3结果分析通过matlab三次样条曲线差值拟合方法，比较新模型与国标之间的区别，可以看出模糊指数法的结果比按国家标准计算出来的结果普遍偏低，但是其趋势走向与国表示完全一样的，说明模糊指数法建立的模型对于评价空气质量是客观有效的。相对而言，国标的数值极端只取某一分指数的最大值较为极端，而新模型的评价指标综合了9个指标，并根据情况赋予不同的权重，使得结果更能反映空气质量的总体水平。经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。5.3新建模型与现有模型的比较分析5.3.1计算结果比较（1）国标算法下的空气质量指数普遍比新建模型下的空气质量指数的值大。（2）新建模型计算出来的空气质量指数在不同城市间的变化趋势与国标下的结果一致，由图6、7、8、9可以看出两种模型下的计算结果的变化与走势基本一致，说明新建模型在评价空气质量的优劣差异时，与国标算法的效果基本相同。5.3.2两种模型的比较与分析隶属于较高等级的污染因子对空气质量的影响一般较大，国标中计算空气质量指数时是以各污染因子的空气质量分指数最大值作为空气质量指数，具有一定的代表性。但是，仅以参与评价的污染因子中的评价级别最高的量来评价空气质量，没有考虑到其它污染因素的影响，没有对空气质量做出综合评价，结果较为极端。同时在计算不同城市的空气质量指数时一般会用到不同污染因子的观测值，不同的污染因子对空气质量的影响如何比较，仍然存在问题，虽然可以对其观测值做标准化处理后再来比较，但由于不同污染因子对空气质量造成影响的方面一般不同，并不能产生一个完全明确的比较结果。在本文的新建模型算法中，利用的综合评价的思想，把各污染因子作为评价指标，利用模糊综合评价法，对空气质量对各个评价级别的隶属度做了定量分析与计算。通过建立各污染因子对各评价及级别的隶属度的模糊关系矩阵，在计算空气质量时综合考虑了各污染因子对空气质量指数的影响。同时，考虑到评价级别高的污染因子对应的指标对空气质量的影响较大，新建模型中，在计算一个样本中各指标在评价中所占的权重时，对于观测值标准化后数值较大的指标赋予了较大的权重，这样也突出了所属评价等级高的指标在评价中可能产生的较大影响。通过将新建模型与国标在计算结果上比较，可以发现新建模型下的空气质量指数普遍比国标下的小，这是因为国标考虑的是各污染因子的最大空气质量分指数，而新建模型是在对各指标综合评价的基础上得到空气质量指数的。但两种模型的计算结果对不同城市间的相对变化基本一致，说明新建模型和国标算法对空气质量的评价是客观有效的。因此，本模型具有综合考虑各污染因子对空气质量的影响的优点，但也有对于较大观测值可能会出现评价误差的缺点，将在模型的优缺点与改进中进行详细讨论。6模型的优缺点6.1模型的优点（1）在对空气质量进行评定时，未直接选用空气质量分指数的最大值作为空气质量指数，而是通过构造权重矩阵综合评定各污染因子对空气质量的影响。（2）构造污染因素对空气质量等级的隶属函数，建立多指标模糊综合评价矩阵，既客观的反映各污染因子共同作用下的大气环境状况，又反映了主要污染因子和评价集之间隶属的模糊性。经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。6.2模型的缺点（1）在构造污染因素对空气质量等级的隶属函数时，函数较为简单，对于其是否符合空气质量的评价缺少讨论。（2）各污染因素的权重确定较为简单，缺少对其是否合理的深入讨论。（3）在确定空气质量指数时,虽然以隶属度更清晰的刻画了环境质量分级的界限,但在构造空气质量标准类别向量时没有比较强大的理论支持,对结果分析时也缺少足够可靠的环境质量学知识。（4）对于可能出现的某种污染因子观测值过大对空气质量指数的影响，模型中没有考虑，缺少对这一情况下的修正。7模型的改进和推广7.1模型的改进（1）在建立因素集时，可以增加污染因子，以提高空气质量指数的准确度。（2）在计算模糊关系矩阵和确定污染因子的权重时，可以构造更合理有效的的隶属函数，使结果更符合实际情况。（3）在得到最终的空气质量指数时，对结果加一个修正系数，使结果更贴近现实。（4）使用模糊综合指数法计算得到的空气质量指数与国标相比，不同空气等级指数差距不大，不能明显的区分空气质量等级。可以把空气质量评级中的每一级分出三个二级标准，如：把I级分为A、B、C三个级别。7.2模型的推广经过改进，该模型的精度有了很大的提高空间，而且它不仅可应用于空气质量的评定，对于湖水水质、职工综合素质等的评定也一样适用。8参考文献[1]沈时兴，王国明，张辉，顾丽华.模糊综合指数法评价巢湖原水水质及其应用研究[J].嘉兴学院学报.2004.11:70-72.[2]李友平，陈贵斌，童小双.成渝经济区重点城市空气质量模糊综合评价[J].四川环境.2012.12:107-110.[3]李学文，李炳照，王宏洲.数学建模优秀论文精选与点评[M].北京：清华大学出版社.2011.9:3-18.[4]《环境空气质量标准》（）[S]经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。附录一附件2计算结果时刻1观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9观测点10观测点11FCI1941311701991391309188121146119AQI236180234381171181106101161193154时刻2观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9观测点10观测点11FCI21613518112414012889101130151112AQI280193261156160163100133180202138时刻3观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9观测点10观测点11FCI24913418812314013210699137143114AQI439199262163171166135119197193143时刻4观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9观测点10观测点11FCI245120185135154127109108140208143AQI427149245187220156154136191304214时刻5观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9观测点10观测点11FCI5971515755576254576455AQI6888527060687764647861时刻6观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。观测点10观测点11FCI6059506758565957515954AQI7476497670727375547667时刻7观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9观测点10观测点11FCI7558526157565956516255AQI10376587370727272557766时刻8观测点观测点1观测点2观测点3观测点4观测点5观测点6观测点7观测点8观测点9观测点10观测点11FCI6059555956575954546554AQI7277687064717067607864经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。附录二程序一：计算国标AQIfunctionAQI=AQI(x)fori=1:11%SO2一小时的分指数ifx(i,1)>=2.62x11=1;x12=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,1)>=2.1x11=2.1;x12=2.62;y1=400;y2=500;elseifx(i,1)>=1.6x11=1.6;x12=2.1;y1=300;y2=400;elseifx(i,1)>=0.8x11=0.8;x12=1.6;y1=200;y2=300;elseifx(i,1)>=0.65x11=0.65;x12=0.8;y1=150;y2=200;elseifx(i,1)>=0.5x11=0.5;x12=0.65;y1=100;y2=150;elseifx(i,1)>=0.15x11=0.15;x12=0.5;y1=50;y2=100;elsex11=0;x12=0.15;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI1=(y2-y1)/(x12-x11)*(x(i,1)-x11)+y1;%CO一小时的分指数ifx(i,2)>=150x21=1;x22=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,2)>=120x21=120;x22=150;y1=400;y2=500;elseifx(i,2)>=90x21=90;x22=120;y1=300;y2=400;elseifx(i,2)>=60x21=60;x22=90;y1=200;y2=300;elseifx(i,2)>=35x21=35;x22=60;y1=150;y2=200;elseifx(i,2)>=10x21=10;x22=35;y1=100;y2=150;elseifx(i,2)>=5x21=5;x22=10;y1=50;y2=100;经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。elsex21=0;x22=5;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI2=(y2-y1)/(x22-x21)*(x(i,2)-x21)+y1;%NO2一小时的分指数ifx(i,3)>=3.84x31=1;x32=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,3)>=3.09x31=3.09;x32=3.84;y1=400;y2=500;elseifx(i,3)>=2.34x31=2.34;x32=3.09;y1=300;y2=400;elseifx(i,3)>=1.2x31=1.2;x32=2.34;y1=200;y2=300;elseifx(i,3)>=0.7x31=0.7;x32=1.2;y1=150;y2=200;elseifx(i,3)>=0.2x31=0.2;x32=0.7;y1=100;y2=150;elseifx(i,3)>=0.1x31=0.1;x32=0.2;y1=50;y2=100;elsex31=0;x32=0.1;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI3=(y2-y1)/(x32-x31)*(x(i,3)-x31)+y1;%O3一小时的分指数ifx(i,4)>=1.2x41=1;x42=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,4)>=1x41=1;x42=1.2;y1=400;y2=500;elseifx(i,4)>=0.8x41=0.8;x42=1;y1=300;y2=400;elseifx(i,4)>=0.4x41=0.4;x42=0.8;y1=200;y2=300;elseifx(i,4)>=0.3经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。x41=0.3;x42=0.4;y1=150;y2=200;elseifx(i,4)>=0.2x41=0.2;x42=0.3;y1=100;y2=150;elseifx(i,4)>=0.16x41=0.16;x42=0.2;y1=50;y2=100;elsex41=0;x42=0.16;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI4=(y2-y1)/(x42-x41)*(x(i,4)-x41)+y1;%O3八小时的分指数ifx(i,5)>=1.2x51=1;x52=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,5)>=1x51=1;x52=1.2;y1=400;y2=500;elseifx(i,5)>=0.8x51=0.8;x52=1;y1=300;y2=400;elseifx(i,5)>=0.265x51=0.265;x52=0.8;y1=200;y2=300;elseifx(i,5)>=0.215x51=0.215;x52=0.265;y1=150;y2=200;elseifx(i,5)>=0.16x51=0.16;x52=0.215;y1=100;y2=150;elseifx(i,5)>=0.1x51=0.1;x52=0.16;y1=50;y2=100;elsex51=0;x52=0.1;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI5=(y2-y1)/(x52-x51)*(x(i,5)-x51)+y1;%PM2.5一小时的分指数ifx(i,6)>=0.5x61=1;x62=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,6)>=0.35x61=0.35;x62=0.5;y1=400;y2=500;经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。elseifx(i,6)>=0.25x61=0.25;x62=0.35;y1=300;y2=400;elseifx(i,6)>=0.15x61=0.15;x62=0.25;y1=200;y2=300;elseifx(i,6)>=0.115x61=0.115;x62=0.15;y1=150;y2=200;elseifx(i,6)>=0.075x61=0.075;x62=0.115;y1=100;y2=150;elseifx(i,6)>=0.035x61=0.035;x62=0.075;y1=50;y2=100;elsex61=0;x62=0.035;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI6=(y2-y1)/(x62-x61)*(x(i,6)-x61)+y1;%PM2.5二十四小时的分指数ifx(i,7)>=0.5x71=1;x72=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,7)>=0.35x71=0.35;x72=0.5;y1=400;y2=500;elseifx(i,7)>=0.25x71=0.25;x72=0.35;y1=300;y2=400;elseifx(i,7)>=0.15x71=0.15;x72=0.25;y1=200;y2=300;elseifx(i,7)>=0.115x71=0.115;x72=0.15;y1=150;y2=200;elseifx(i,7)>=0.075x71=0.075;x72=0.115;y1=100;y2=150;elseifx(i,7)>=0.035x71=0.035;x72=0.075;y1=50;y2=100;elsex71=0;x72=0.035;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI7=(y2-y1)/(x72-x71)*(x(i,7)-x71)+y1;经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。%PM10一小时的分指数ifx(i,8)>=0.6x81=1;x82=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,8)>=0.5x81=0.5;x82=0.6;y1=400;y2=500;elseifx(i,8)>=0.42x81=0.42;x82=0.5;y1=300;y2=400;elseifx(i,8)>=0.35x81=0.35;x82=0.42;y1=200;y2=300;elseifx(i,8)>=0.25x81=0.25;x82=0.35;y1=150;y2=200;elseifx(i,8)>=0.15x81=0.15;x82=0.25;y1=100;y2=150;elseifx(i,8)>=0.05x81=0.05;x82=0.15;y1=50;y2=100;elsex81=0;x82=0.05;y1=0;y2=50;endendendendendendendIAQI8=(y2-y1)/(x82-x81)*(x(i,8)-x81)+y1;%PM10二十四小时的分指数ifx(i,9)>=0.6x91=1;x92=2;y1=500;y2=500;elseifx(i,9)>=0.5x91=0.5;x92=0.6;y1=400;y2=500;elseifx(i,9)>=0.42x91=0.42;x92=0.5;y1=300;y2=400;elseifx(i,9)>=0.35x91=0.35;x92=0.42;y1=200;y2=300;elseifx(i,9)>=0.25x91=0.25;x92=0.35;y1=150;y2=200;elseifx(i,9)>=0.15x91=0.15;x92=0.25;y1=100;y2=150;elseifx(i,9)>=0.05x91=0.05;x92=0.15;y1=50;y2=100;elsex91=0;x92=0.05;y1=0;y2=50;endendend经济增长：在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；财政收入达到80亿元；规模以上工业销售达到550亿以上；全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元33 拟建中的阜阳市中国XXXX国际服装城依托中国XX国际服装城，拟建成为皖西北地区规格最高、规模最大、商务及功能最优的现代化、国际化服装专业市场，建设规模占地约128亩，建筑面积约25万平方米，项目总投资约5亿元人民币。经过1--2年的开发建设，能达到正常运营期的中国XX.XX国际服装城将吸纳全国和世界各地的经销商、代理商企业物流总部等500—1000家，预计年交易额实现68亿元人民币，每年实现税收8000—10000万元人民币，每年实现利润1.68亿元人民币，实现就业和创业人员约2万以上。endendendendIAQI9=(y2-y1)/(x92-x91)*(x(i,9)-x91)+y1;G=[IAQI1,IAQI2,IAQI3,IAQI4,IAQI5,IAQI6,IAQI7,IAQI8,IAQI9];AQI(i)=round(max(G));%四舍五入取整后的AQIend程序二：计算模糊综合指数FCIfunctionFCI=model(x)%SO2一小时的隶属度fori=1:11ifx(i,1)<=0.15f11=1;elseif0.15