基于PSR-熵权模糊物元模型的渭河流域甘肃段生态安全评价

流域生态安全是人类生存发展的重要保障。渭河作为黄河第一大支流,对其进行生态安全评价对渭河甚至黄河流域高质量发展有着重要意义。基于压力-状态-响应(PSR)框架构建渭河流域甘肃段生态安全评价指标体系,运用熵权模糊物元模型对2010-2019年渭河流域甘肃段6个县区的生态安全进行动态评价。2010-2019年渭河流域甘肃段生态安全总体上呈现良好状况且提升稳健,生态安全欧式贴近度值由0.542上升至0.597,但6县区发展不均衡。渭源县、甘谷县和秦州区流域生态安全状况呈向好态势发展,陇西县和武山县生态安全状态有待进一步提升,麦积区生态安全欧式贴近度位于6县区的最末端。未来渭河干流六县区仍需高度重视流域生态安全并建立预警机制,从而更好地促进渭河流域甘肃段整体流域生态安全状态的提升。

乡村振兴背景下重大水电工程移民可持续生计评价研究——基于南水北调丹江口河南库区的实证调研

“乡村振兴战略”一经提出,就因其在我国全面建设社会主义现代化国家进程中占据的重要地位受到广泛关注。乡村振兴战略的总体目标要求与重大水电工程移民后期的发展目标在改善人民生活方面具有高度的一致性,为重大水电工程移民发展带来新机遇。本文基于乡村振兴战略的目标要求,根据英国国际发展署的可持续生计分析框架,选取物质基础、生活环境和社会适应性3个维度,构建了重大水电工程移民可持续生计评价指标体系,并基于复合模糊物元与层次分析法,建立了重大水电工程移民可持续生计综合评估数学模型,最后选取南水北调丹江口河南库区移民进行实证分析。结果表明:南水北调丹江口河南库区移民总体生计情况的调查现值与生计维持目标、可持续生计目标分别相差0.0085、0.1725,说明南水北调丹江口河南库区移民的生活状况总体上已经达到了可持续生活的标准,但是离可持续生活目标还有一段距离,这主要是由于经济基础与社会适应能力所造成的。因此,移民管理机构应该努力调整产业结构、增加移民收入,帮助移民尽快融入当地社会,促进移民生计尽快实现可持续发展。

基于FSRce模型的机电产品绿色概念设计方案生成方法

针对部分机电产品在概念设计阶段未综合考虑客户和环境的需求,进而影响产品详细设计的问题,提出了一种基于功能—结构—客户和环境需求(function‒structure‒requirements of customer and environment,FSRce)模型的机电产品绿色概念设计方案生成方法。首先,从案例库中选择合适的功能和结构对现有产品设计树中的节点进行扩展和关联;同时通过数据挖掘、专家打分等方法获得产品的客户和环境需求重要度,以构建基于FSRce模型的产品概念设计空间。然后,先利用加权区间粗糙数法对客户和环境需求重要度进行分析,得到需求相对重要度,再运用模糊质量功能展开(fuzzy quality function deployment,FQFD)将需求相对重要度转化为产品的工程特性权重。最后,利用物元理论构建基于工程特性的产品物元域和各结构物元集,并结合工程特性权重得到各结构的满意度分值,通过比较满意度优选得到满足客户和环境需求的产品概念设计方案。以某小型工业吹风机为例,基于上述方法对其概念设计方案进行优化。相比于原始方案,优化后的吹风机在能源消耗上降低了15.38%,在碳排放上降低了15.32%,且客户满意度提高了44.66%,由此验证了所提出方法的可行性与有效性。所提出的方法为机电产品概念设计方案的生成提供了一种新思路,能更好地辅助设计人员实现对机电产品的绿色设计。

干旱半干旱区典型林分持水性能比较研究

[目的]水分供给是制约干旱及半干旱区发展的决定因素,科学评估干旱半干旱区典型林分的持水性能是规划防护林建设,调控林分结构与进行树种选择的重要依据。[方法]以库布齐沙漠鄂尔多斯造林总场内5种典型人工林为研究对象,利用野外收获法与室内浸水法分析林冠层、林下植被层、枯落物层及土壤层持水性能,引入模糊物元模型,结合欧式贴近度对不同林分持水性能进行定量评价。[结果](1)不同树种间林冠持水能力差异显著,表现为杨树旱柳混交林>榆树林>杨树林>沙柳林>樟子松林,林分持水量介于2.36~9.98 t/hm^(2)。(2)各林分林下植被的持水量介于0.84~3.66 t/hm^(2),生物量介于1.33~3.92 t/hm^(2),生物量表现出与持水量相同的变化趋势。(3)枯落物持水量介于1.96~29.25 t/hm^(2),生物量介于1.43~13.62 t/hm^(2),对数函数和幂函数可较好表现枯落物的动态持水量和动态吸水率。(4)各林分间土壤毛管持水量介于543.80~645.71 t/hm^(2),饱和持水量介于562.87~694.78 t/hm^(2),杨柳混交林土壤容重低于其他纯林,同时孔隙度比其他林分高。(5)欧式贴近度大小排序为杨柳混交林(0.805 6)>沙柳林(0.387 7)>榆树林(0.374 7)>杨树林(0.357 2)>樟子松林(0.163 2),欧式贴近度越大,林分持水性能越强,5种林型中杨柳混交林持水能力最强,樟子松林最差。[结论]建议未来经营干旱半干旱区人工防护林建设中,适当提高混交林比例,并尝试通过更多林分合理搭配进行防护林建设保护。

基于熵权TOPSIS方法与模糊物元模型的河西走廊地区旅游生态安全评估

旅游地生态安全评估事关旅游可持续发展,择优选取评价方法对降低旅游生态安全评估结果不确定性意义重大。基于此,以河西走廊地区5个地级市2011—2020年旅游生态安全状况为研究对象,构建旅游生态安全评价指标体系,对熵权-优劣解距离法(熵权TOPSIS法)与模糊物元模型量化结果进行评价。结果表明:(1)2种方法评价结果表明,河西走廊地区旅游生态安全总体呈上升趋势。(2)河西走廊地区驱动力指数与压力指数变化趋势相对协调,影响指数与状态指数变化趋势相似,响应指数较好地反映了区域政府的举措成果。(3)模糊物元模型方法获得的评价结果可信度更高。研究结果可为评估旅游生态安全体系选取模型时提供一定参考。

基于信息熵和模糊物元模型的城乡结合部农地质量评价--以湖北省荆州市为例

城乡结合部是城市与农村相互结合的特殊经济地理单元,是城市快速扩张的重点区域。目前城乡结合部范围不明确,确定方法以定性为主,土地评价偏重土壤质量。针对此点,文章以信息熵理论为基础,通过遥感解译TM影像获取研究区土地利用类型图后,构建土地利用信息熵模型,计算500m×500m网格单元的熵值后借助突变点检测法确定城乡结合部内外边界,内外突变点位熵值为30;然后确定农地质量评价指标体系,通过叠置法和多边形法相结合来获取评价单元及其属性数据,借助地理信息系统(GIS)和模糊物元贴近度聚类分析模型计算评价单元贴近度,划分研究区农地质量等级,并采用野外调查和相关系数法检验结果。结果表明:研究区农地质量中等偏上,以二级,三级为主,占评价总面积的73.35%;尽管受多因素及RS栅格数据特点的影响,城乡结合部带有锯齿状和犬牙交错,但本研究结合了行政界线完整性的原则,划分方法科学、适用,其结果为荆州市确定城市扩展方向、合理利用城乡结合部土地资源提供了重要参考依据,同时也能够为类似地区城市扩展方向的确定提供一种较好的思路。

基于E-E-S模型的福建省城市生态系统安全评价

通过E-E-S模型选择评价指标,而后选用模糊物元法建立评价体系,使用熵值法和层次分析法相结合的方式计算评价指标的权重;并对评价体系进行欧氏贴近度的计算,寻求主导城市生态系统安全的指标因子.以福建省为例,根据福建省近十年来的数据,对福建省的城市生态系统进行计算与评价.结果表明:福建省生态安全水平呈整体上升趋势,由临界安全转变为较安全,但系统各要素中部分指标有所恶化或反复.

基于多粒子群协同的环境污染传感监测点布置优化研究

当前环境污染传感监测点布置受到多个约束条件的限制,导致监测质量下降,因此研究基于多粒子群协同的环境污染传感监测点布置优化方法。首先建立模糊-物元综合评价模型,利用该模型确定区域污染物浓度。其次确定环境污染传感监测点布置优化目标函数,并设置建设成本、区域地形、人口布局和空间覆盖效率等约束条件。最后采用多粒子群协同优化算法求解目标函数,实现环境污染传感监测点的优化布置。实验结果表明,所提方法可准确地监测区域内的污染物浓度变化情况,监测点布置结果较为合理,实际应用效果好。

融合演化动力和网络结构的供应链生态系统韧性评估研究

在供应链日益动态化、网络化的今天,供应链经过内外发展动力的演化,逐渐形成了供应链生态系统,为合理应对供应链所面临的内外风险,需要提高供应链生态系统的韧性。因此,研究从演化动力及网络结构两个方面构建供应链生态韧性评估指标体系;随后,利用基于熵权的模糊物元综合评价模型,计算各个指标的权重,然后,对2012、2016及2020年三年的株洲市供应链生态系统韧性进行评估分析,结果发现,株洲市供应链生态系统的韧性逐年提高,据此,在演化的内外动力,网络结构的节点、连边及整体三个方面提出了可行的韧性提高策略。

中国水资源-能源-粮食-支撑系统安全测度及协调发展

探索我国水资源-能源-粮食-支撑系统安全及时空演变规律,有利于促进中国水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护的可持续发展。采用模糊物元法和耦合协调度模型,借助ArcGIS空间分析及核密度和基尼系数、变异系数,对我国31个省、市、自治区2004—2017年水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护安全水平及耦合协调度进行测算及时空对比分析。结果表明:①时间上,我国安全测度指数总体呈上升趋势;空间上,我国安全测度水平除青海、西藏外普遍较好;②各子系统情况:经济社会子系统增长较快、水资源子系统水平较差、粮食安全指数变差、能源子系统分化现象显著、管理维护小幅度提升;③我国安全测度协调度2004年0.170提高至2017年0.348,总体呈上升趋势;④安全测度协调度的空间演化基本可以分为上升型、下降型、平滑型和波动型四类,以波动型居多。

物流业与经济发展测度及协调性分析--以德州市为例

为探究德州市物流业与经济发展之间的协调程度,文章从物流运营能力、物流资源投入、信息化程度、经济发展水平、居民生活水平5个方面,选取12项指标构建德州市物流业—经济发展综合评价指标体系,利用模糊物元模型、耦合协调度对德州市两系统的发展测度及协调度进行实证研究,结果表明:德州市物流业与经济发展在整体上呈现上升态势,两者的协调性较低,处于失调阶段。随后,在此基础上对德州市物流业、经济发展等方面提出相关建议。

基于组合赋权模糊物元可拓模型的渭河流域甘肃段河流健康评价

从水文完整性、化学完整性、形态结构完整性、生物完整性及社会服务功能5个准则层出发,构建了渭河流域甘肃段河流健康评价指标体系;采用基于改进层次分析法和Critic法的组合赋权法和模糊物元可拓模型计算河流健康状况评价等级,对渭河流域甘肃段河流健康状况进行了评价,并结合障碍诊断模型,分析了该研究区域河流健康突出问题。结果表明:2017—2019年渭河流域甘肃段干流河流健康等级均为亚健康状态,且呈现小幅好转趋势;5个准则层中化学完整性表现最差,流域治理应重点关注河流水质治理;评价河段的敏感度指标与水文、化学、生物完整性相关,是提高河流健康水平最有效的敏感因子。

兰州市水资源安全评价研究

区域水资源安全是保障区域高质量发展的关键要素之一。鉴于兰州市因水资源安全问题对城市发展制约,根据区域水资源安全评价内涵,建立以水资源自然禀赋条件、社会协调系统、经济协调系统、生态环境及粮食安全系统为准则的水资源安全评价体系,并利用基于协调权重的模糊物元模型、障碍度模型和自回归移动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model,ARIMA)对兰州市2005—2030年水资源进行安全评价、预测和障碍因子诊断。结果显示:兰州市2005—2020年水资源安全状态经历了由恶劣到良好的转变,预测未来10 a兰州市水资源安全态势总体呈上升趋势;影响兰州市水资源安全的关键障碍因子为水资源自然禀赋条件。通过对影响兰州市水资源安全各指标辨识分析可知,提高水资源利用率、保证居民生活用水量安全、确保粮食产量安全、推广农业灌溉节水技术等措施是保障兰州市水资源安全的重要前提。

基于模糊物元模型的装配式建筑成本风险评价

近些年来,中国政府大力推广装配式建筑,然而装配式建筑过高的成本直接影响了装配式建筑发展。为了有效控制成本,本文对装配式建筑成本评价问题进行探讨。从环境、设计、生产、其他4个方面建立成本评价指标体系,通过综合权重确定主要影响因素,同时构建模糊物元模型,结合物元理论对实际案例进行等级评价,并根据结果提出相应建议,期望为项目成本评价提供方法依据。

基于模糊物元模型的煤炭企业低碳绩效评价研究

“双碳”目标是中国为应对全球气候变化做出的重大决策。从煤炭企业低碳绩效评价方法创新入手,基于物元理论构建煤炭企业模糊物元低碳绩效评价模型,采用AHP法和熵权法对评价指标组合赋权,根据欧式贴近度及评价标准,以8家上市煤炭企业为实证对象进行研究。研究表明:通过模糊物元模型得出评价结果与各企业实际情况相符,验证了该模型稳定性;根据评价结果对煤炭企业低碳绩效评价及企业低碳发展总结出三条启示:使用科学的低碳绩效评价方法;建立制度化的低碳绩效评价标准体系;将低碳绩效考评纳入企业发展的重要工作内容。

基于模糊物元的化工园区安全韧性评估方法

我国化工行业面临新发展阶段新旧风险叠加的挑战,有效提高化工园区本质安全水平是确保化工产业安全发展所亟待解决的问题。韧性协调发展是进行化工园区提质升级建设的重要途径,本文运用韧性耦合协调理论评估化工园区安全韧性。基于韧性的承受力、适应力和优化力三大基本属性,构建了化工园区全周期防灾减灾能力的评价指标体系。将模糊物元模型与耦合协调理论融合,对化工园区整体及各能力子系统的安全韧性水平进行评估,研究化工园区安全韧性的耦合协调水平,从演进韧性的角度提出了化工园区安全水平持续提升、促进韧性协调发展的新路径。

青海东部典型人工水源涵养林稳定性比较

青海作为中国的高原水塔,区域内森林能否稳定发挥其水源涵养功能至关重要。研究其林区人工水源涵养林的稳定性,明确限制林分稳定性的主要因子,可为林分结构调控与功能提升提供科学依据。于2019年5—9月在青海省大通县塔尔沟小流域选取6种典型林分作为研究对象,构建稳定性评价指标体系,结合层次分析法和模糊物元法计算各指标组合权重,采用综合评价法进行分析评价。结果表明:1)混交林稳定性整体大于纯林,青海云杉白桦混交林稳定性最好,青杨纯林稳定性最差。2)组合权重结果表明:林分密度、土壤水分和生物多样性是林分稳定的主要限制因子。青海云杉白桦混交林可以作为指导青海东部地区林分功能提升的理想林分。区域植被重建过程中,应通过调整林分结构和密度,增加灌木和草本层的生物多样性,营建复层异龄的针阔混交林,确立科学合理的人工林营建模式。

马蹄形断面引水隧洞开挖数值模拟与支护技术

为研究不同围岩级别下,不同初期支护形式对围岩稳定性的影响程度。结合清原抽水蓄能电站引水隧洞,采取模糊物元法对围岩进行精细化分级,运用FLAC 3D分析3种初期支护因素影响下围岩的受力特性。结果表明:将模糊物元法应用于水利工程岩体质量分级可以有效避免现行规范中围岩级别跨度大、分级指标不相容等问题,为支护强度提供可靠基础。同时根据正交数值模拟试验设计的9种锚喷支护方案受力特性分析,得出在Ⅲ、Ⅳ类围岩下,采取马梯形断面腰部以下不使用锚杆支护形式,可将围岩应变控制在0~5 mm之间,相较于未支护时位移变形减少了90%左右;锚杆承受的轴向应力均控制在其承载能力范围内,满足安全支护。对比全断面支护形式更经济合理,为类似工程提供依据。

基于熵权模糊物元和主元分析的变压器状态评价

针对变压器状态评价中各指标的不确定性、模糊性以及变压器在线监测状态量信息过多的问题,提出一种基于熵权模糊物元和主元分析的变压器状态评估新方法。引用信息熵反映数据本身的效用值来计算指标的权重系数,建立了基于熵权模糊物元模型。并采用主元分析法提取了信息数据中的主成分,有效解决了权重分配困难和在线监测状态量过多的问题。最后结合实例分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

模糊物元识别模型在巢湖水体富营养化评价中的应用研究

选取TN、TP、Chl-a、COD、BOD3、DO和SD等7项指标，应用模糊物元识别模型对2000～2007年巢湖的12个水质监测点的富营养化等级进行了模糊识别。通过与巢湖同期水质浓度变化及其分布区域进行对比分析，验证了模糊物元识别模型在巢湖水体富营养化评价中的适用性。巢湖富营养化评价结果表明，2000～2007年富营养化呈逐年加重的趋势，据采样点模糊物元计算结果得知西巢湖（1#～6#）的富营养化状况比东巢湖（7#～12#）更严重，西巢湖贴近度最高值为0．9974，接近极富营养状态，而东巢湖的最高值仅为0．5866。从年际变化上看，2000～2007年东巢湖富营养化状况变化不大，营养状态级处在较低的水平，而西巢湖的富营养状况变化则较大，营养状态级则处在较高水平。