Application of Improved SPA Method in the Comprehensive Assessment of Groundwater Environment Quality:A Case Study of Jinjiang, Fujian Province

This paper applied the set pair analysis with improved five-element connection degree to assess shallow groundwater quality of Jinjiang City, Fujian Province, and used map to show the spatial distribution. The assessment results showed that most groundwater in the district was in the grade I and II, i.e. the overall groundwater environment in this area was favorable; groundwater of grade III(poorer level) was mainly distributed in Dongshi Town in the coastal region, and the total area was smaller. Major out-of-limit factors are TDS, nitrate, nitrite, ammonia nitrogen, and chloride, therefore, industrial and agricultural development, human activities and seawater invasion were major causes for the aggravation of water quality.

基于集对分析理论和数字化平台的山岭隧道塌方风险评价

为更准确、更科学地完成山岭隧道塌方风险评价,提出一种基于层次分析法(AHP)-熵值法(Entropy)集对分析理论的山岭隧道塌方风险评价方法。首先,选取地质因素、设计因素、施工因素、管理因素4项因素作为塌方风险评价指标体系的准则层,选取12项因素作为指标层,运用层次分析法和熵值法分别计算2级指标权重;然后,引入集对分析理论确定指标联系度,并结合置信度准则对塌方风险的等级进行判定;接着,利用Grasshopper以及Python软件,对集对分析理论进行可视化程序开发,并将其与隧道-地质BIM交互模型进行耦合,建立基于AHP-Entropy集对分析模型的隧道塌方风险数字化分析平台;最后,结合重庆某隧道实际工程,验证隧道塌方风险评价的高效化、可视化效果。研究表明:基于集对分析理论的山岭隧道塌方风险评价数字化分析平台运行时间约为2 s,与传统的隧道塌方风险评价方法相比可以大大提高风险评价效率,同时利用AHP-Entropy法确定评价指标权重,提高了评价结果的可靠性。

基于改进SPA-EWM理论的隧道通风竖井掘进风险评估模型

为满足“一次成深大竖井”的高效成井要求,竖井掘进机(shaft boring machine,SBM)应需而生。以竖井掘进机的工程应用为研究背景,分析和辨识了竖井掘进机掘进的风险因素,将竖井施工风险划分成5个等级,并构建了三层级的竖井掘进风险评估指标体系。考虑联系度中同、异、反的取值问题,将集对分析理论(set-pair analysis,SPA)中的联系度赋值方法进行了有效改进,同时结合熵权法(entropy weight method,EWM)计算各风险因素的联系度表达式,建立了一种改进集对分析理论的深地竖井SBM掘进风险评估模型,并对联系度与风险计算值的变化关系进行趋势拟合,从而给出风险水平评估依据。借助该风险评估模型,对沿江高速火山隧道通风竖井进行了施工风险评估及预测,提出了风险偏好不同的工程人员对竖井掘进风险的不同取值方法,结合现场布测结果进一步验证了风险模型的适用性。立足我国SBM工法的初次应用,提出的深地竖井SBM掘进风险评估模型为深大竖井施工起到了一定指导作用,也为今后深地竖井掘进的风险评估研究奠定了一定理论基础。

一种城市生态系统健康评价方法及其应用

利用集对分析方法，将评价城市生态系统健康状况的多个指标系统合成一个与最优评价集的相对贴近度，用来描述城市生态系统健康状况．运用集对分析方法，以北京、大连、上海、武汉、厦门、广州等城市为例，对1995～2003年间的城市生态系统健康进行了评价．结果表明，不同时期各城市生态系统健康状况排序有所变化，但厦门和广州一直名列前茅．此外，对北京1992～2003年间城市生态系统健康状况的变化情况进行了具体分析，结果显示，北京城市生态系统健康状况随着时间的推移而不断改善．

1961年以来海河流域干旱时空变化特征分析

以干旱易发区海河流域为例,利用流域内及其周边地区58个气象站点1961—2010年逐日气象观测数据,结合累积相对湿润度指数和模糊集对评价法,考虑了干旱的累积效应以及评价标准等级边界的模糊性和评价因子的时程分配,分析了海河流域干旱时空变化特征。结果表明:①近50年来流域主要干旱类型为中旱和重旱,平均面积分别约为7.30万km2和7.78万km2,重旱面积呈现出显著的增加趋势;②近25年来,重旱易发区范围表现出扩张的态势,1985—2010年重旱易发区面积达到14.9万km2,为1961—1985年的1.6倍。

基于集对分析的广义水环境承载能力评价

通过对水环境系统的分析,提出了广义水环境承载能力的定义及相应评价指标体系;通过改进熵值赋权方法,完善了广义水环境承载能力的集对分析模型;在深入分析广东省水环境特点的基础上,构建了广东省水环境承载能力评价指标体系,并采用基于改进熵值法赋权的集对分析模型,综合评价了3个子系统和区域水环境承载能力;在综合评价的基础上,提出了改善研究区域水环境承载能力的建议。

基于集对分析法的农田土壤环境质量评价

集对分析是一种新的不确定性分析方法,其联系度概念具有鲜明的辨证性、完整性,使其成为处理不确定性问题的有效方法。农田土壤环境质量受多种因素影响,具有较强的不确定性,因此拟引入集对分析理论,以江汉平原后湖农场为研究对象,应用单因子指数法和集对分析法对其农田土壤环境质量进行综合评价。结果表明,研究区9种单要素污染程度依次为Cd>Zn>As>Cu>DDT>Hg>Cr>Pb>HCH,Cd为主要污染元素,8个地块已受到Cd的轻度污染,土壤中的农药残留主要成分为滴滴涕;集对分析结果显示87.45%的农田是安全的,12.55%的农田处于轻污染状态。整体而言,江汉平原农田土壤环境质量属清洁和安全范围,符合发展现代农业的要求。集对分析法为农田土壤环境质量评价提供了一种新的思路。

基于集对分析理论的钢筋混凝土结构地震损伤综合评估方法

为了提高结构损伤评估的准确性,应用集对分析理论和方法,以整体损伤指数、最大层间位移角、滞回耗能循环次数和楼层能量集中系数作为评价因子,建立了损伤评估的集对分析模型,提出了基于集对分析理论的钢筋混凝土结构地震损伤综合评估方法.该方法将各待评定的样本值与分级标准形成对子,逐个比较其共有特性、相反特性及差异特性,从不同侧面刻画2个集合的联系与关系(即集对分析),从而比较准确地判别钢筋混凝土结构地震损伤的程度.并对4种不同型式的结构进行分析,验证了该方法的合理性和有效性.

基于集对分析的工程评标未知权重多属性决策

基于工程项目管理需要统筹考虑各投标单位的情况,通过对工程项目评标管理进行分析,建立基于集对分析的工程评标未知权重多属性决策模型。该模型利用集对分析理论,结合指标值之间的差异性,全面又突出重点地构建工程评标模型。将集对分析与灰色关联分析相结合,利用关联度对差异度系数赋值,建立评标分级模型。为避免权重赋值的主观性,采用变异系数法确定指标权重,以提高权重的客观性与适应性。构造正、反同一度矩阵,使决策更加全面。研究结果表明:采用该模型所得结果与其他所得结果的平均关联度达到83.3%,从而验证了该模型的合理性与可行性。

基于集对分析的城市公共交通系统评价模型

完善了城市公共交通系统多层次综合评价指标体系及相应的等级标准限值,利用指数超标法确定评价指标的客观权重,提出了一种基于集对分析理论的城市公共交通系统综合评价方法,通过计算评价指标的"同、异、反"联系度确定系统综合评价等级。将该方法应用于青岛市公共交通系统综合评价中,得到的评价结论与属性识别评价法相同。该方法与灰色聚类法、属性识别评价法对比分析表明,基于集对分析理论的城市公共交通系统综合评价方法是可行的。

减法集对势法在河流生态健康评价与诊断中的应用

为合理精准判别河流生态健康评价等级,应用集对分析原理和五元减法集对势进行河流生态健康评价,并用五元减法集对势判断北运河生态健康发展趋势,识别、诊断影响北运河生态健康的脆弱性指标。结果表明:北运河生态整体处于亚健康状态,为改善北运河生态健康,应优先关注水质指数,在上游河段及时采取措施改善水质,并重视提升和增强全河段的河流连通性和防洪功能;基于减法集对势的河流生态健康评价方法简便、通用性强,评价结果合理,可为河流生态健康评价提供新途径。

水文水资源集对分析的理论基础探讨

针对常用的水文水资源不确定性分析理论的不足,文章从方法论和实证角度阐述了基于集对分析的水文水资源系统分析计算方法、预测方法、评价方法及决策分析方法等的理论基础。结果表明,采用根据实际水文水资源不确定性系统的背景分析构建集对和联系数,建立基于联系数的数学模型和解析基于联系数的数学模型这一水文水资源集对分析的方法论,综合分析处理水文水资源系统中的各种不确定性问题是可行和有效的,深入开展基于集对分析的水文水资源系统分析、预测、评价、决策分析、优化、模拟、推理和控制研究,既可进一步认识和处理水文水资源不确定性系统的复杂特征,也有助于丰富、发展和完善水文水资源不确定性分析理论,是水文水资源学和集对分析研究的新发展方向,在水资源系统脆弱性分析、水旱灾害风险评估等方面具有广泛应用前景。

一种SPA集转化Fuzzy集的新方法

结合SPA集,Vague集及Fuzzy集理论分析,在此基础上提出了一种基于SPA集向Fuzzy集转化的新方法,给出了SPA集转化Fuzzy集的相关准则及证明。通过示例验证了该算法的有效性与合理性。

基于熵权的集对分析法在水资源可持续利用评价中的应用--以塔里木河三源流地区为例

以塔里木河三源流地区为研究对象,结合研究区2004-2007年统计年鉴资料,从社会经济、水资源和生态环境三方面构建水资源可持续利用评价指标体系,采用集对分析和熵权法,对研究区水资源可持续利用进行评价.结果表明:塔里木河三源流地区水资源开发利用已基本达到饱和,水资源可持续利用呈现弱不可持续状态,具体表现为和田地区(Ⅲ)>阿克苏地区(Ⅲ)>喀什地区(Ⅲ).基于评价结果提出了一些促进三源流地区水资源可持续利用的措施.

新疆和田地区旅游经济系统脆弱性研究

以新疆和田地区为例,利用2000—2014年和田地区相关统计数据,运用集对分析法分析和田地区的旅游经济系统的脆弱性特征。结果表明:和田地区旅游经济系统的脆弱性除2009年为高水平外,其余年份脆弱性均为中度水平;从脆弱性整体发展趋势来看,和田地区旅游经济系统脆弱性以2009年为拐点,呈现先升后降趋势;由障碍度因素分析得出,旅游从业人员占总从业人员比重、地区内部各县市生产总值变异系数等敏感性因子,旅游劳动生产率、人均GDP等应对性因子是制约和田地区旅游经济系统脆弱性下降的重要因素。

基于集对分析的黄河三角洲东营市水资源承载力评价

在深入分析研究区水资源开发利用现状的基础上,建立了由25个指标组成的黄河三角洲水资源承载力评价指标体系和分级标准。利用集对分析理论,通过采用三标度层次分析法赋权,构建了基于三标度层次分析法的集对分析模型,并运用该模型对黄河三角洲水资源承载力进行评价。结果表明:研究区水资源承载力处于较低的水平,继续开发的潜力较小。针对评价结果,提出了提高水资源承载力的建议。

基于熵权的集对分析模型在水质综合评价中的应用

针对水质评价中各评价指标的不确定性,将集对分析理论应用于水质综合评价中。先通过计算评价样本与评价指标之间的联系度对样本做初步分类,再对样本做进一步的同一、差异、对立的集对分析以判断评价样本的等级。在确定各评价指标的权重时,将信息论中的熵值理论引入该模型,运用信息熵所反映实测数据的效用值计算各评价指标的权重,使权重的分配具有一定的理论依据。最后运用蒙特卡罗法构造算例,讨论了实测过程中的随机观测误差对评价结果的影响。经实例分析,通过与综合评判法、属性识别法和模糊物元法的比较表明,基于熵权的集对分析模型的评价结果合理、客观。

基于主成分和集对分析法的期刊评价方法研究

[目的/意义]随着期刊排名关注度的增加,期刊评价方法的研究具有十分重要的意义。为了研究期刊评价方法,分析期刊评价指标间的分离程度及其结构关系,最终达到提高期刊评价质量的目的。[方法/过程]选取影响力指数、基金论文比、总被引频次、引用期刊数等16个指标对期刊进行评价。通过主成分分析筛选指标,构建评价指标体系,再运用集对分析法分析指标间的分离程度。[结果/结论]实证结果显示较高等级期刊的指标同一度较高,差异度较低;较低等级期刊的指标同一度较低,差异度较高;而在对立度方面则没有明显的区分。评价结果和官方给出的期刊排名相差无几,说明集对分析法可对期刊评价指标间的分离度进行分析,在期刊评价方面具有可靠性和有效性。

海水水质富营养化评价的集对分析方法

建立了利用集对分析方法进行海水水质富营养化综合评价的新模型,并通过实例研究评价效果,与BP人工神经网络方法比较,集对分析方法评价模型严谨,评价结果合理、精细、分辨率高,取得了满意的结果,为海水环境质量综合评价提供了一种简单而适用的评价方法。

模糊集对分析法在水资源安全评价中的应用

【目的】建立基于熵权法和模糊集对分析法的水资源安全评价模型,为水资源安全的评价及管理提供决策支持。【方法】结合评价区域的实际情况,遵循科学性、系统性、代表性等指标选取原则,构建水资源安全评价指标体系及评价等级标准,并由熵权法确定指标权重,进而利用模糊集对分析法建立水资源安全评价模型。将该模型应用到榆林市水资源安全评价中,并分别与多目标决策分析和模糊聚类评判法的评价结果进行对比分析。【结果】应用基于熵权法和模糊集对分析法的水资源安全评价模型对榆林市水资源安全的评价结果表明,榆阳区的水资源处于较安全范围,神木、靖边和定边属于临界安全范围,其余8县均属于较不安全范围;榆林市整体处于较不安全状态,水资源安全形势严峻。不同方法评价结果的对比分析表明,利用模糊集对分析法与其他2种方法得到的评价结果基本一致。【结论】模糊集对分析法的评价结果客观合理,方法简单,易实现计算机编程,对区域水资源安全评价具有一定的应用价值。