摘要：本文针对京津冀地区空气污染问题进行了深入研究。首先，经过查找数据后分析数据与污染源之间的关系。采取自下而上方法（即按测数据反演法）编制相关的数据表从而可以更直观的反映京津冀地区主要污染源。其次，通过层次分析和因子分析相结合的方法，取污染物中具有代表性的SO2、NOx、PM2.5、PM10和扬尘等五种主要污染项目对空气质量的影响进行研究，利用变权函数对京津冀地区的各种污染物数据进行“动态加权”得到综合污染指标，对综合污染指标进行排序和分类,从而得到影响空气质量的主要污染源的性质和种类。
关键词：层次分析法；空气质量；评价体系
引言
近十年来，我国GDP持续快速增长，但经济增长模式相对传统落后，对生态平衡和自然环境造成一定的破坏，空气污染的弊病日益突出，特别是日益加重的雾霾天气已经干扰到社会的出行秩序和生活质量。国家能源委员会《新能源产业振兴和发展规划》等“国家新能源发展战略”政策的出台，说明国家已经把能源环境问题上升到国家安全级别，经济发展转型、节能减排、能源利用新途径和发展新能源等方面的问题亟待解决。
1 污染物排放清单
为准确了解京津冀地区的主要污染源及污染参数，本文根据的污染物排放结构特征，分部门行业和能源消费类型，构建包括PM2.5、二氧化琉、氮氧化物、挥发性有机物 VOCS、扬尘的排放清单。清单是基于2010年的数据，采取自下而上方法编制的。
基于北京市污染物排放特点：能源和交通运输部门是污染物主要的来源，工业过程为PM2.5的主要来源，燃煤、油品和非燃料排放（工业生产过程排放）是二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物的主要来源。
基于天津市污染物排放特点：能源部门（燃煤发电）是PM2.5排放的最大工业排放，分燃料类型而言燃煤和非燃料的排放（工业生产过程排放）是主要来源。
基于河北省污染物排放特点：能源部门（燃煤发电）是PM2.5的最大工业排放源，工业过程为PM2.5的主要来源，居民和商业部门也贡献较大。燃煤和非燃料的排放（工业过程排放）是二氧化硫、氮氧化物主要来源。河北燃煤消费对大气影响很严重。
2 层次分析
在统计局官网将各项检测指标提取出来，构造出原始评判矩阵R (rij )34 ；再将元素r ij 的值根据变换成污染类别，形成一个针对各个监测点不同污染物污染级别的矩阵K。K中对应元素代入变权量化矩阵，对量化矩阵中的每一行的指标做归一化处理，得到权重矩阵W。然后利用系数加权法求得某监测点空气中污染物综合密度：
由S形变权函数的构造过程可知权值为空气质量级别的单值函数，因此在同类空气质量级别下，各种污染物权重系数相同。可得到的各综合污染浓度对应的空气质量级别如下表所示，利用该表即可对影响空气质量的主要污染源进行排序和分类。
表1污染物综合密度水平与对应污染级别
由S形变权函数的构造过程可知权值为空气质量级别的单值函数，因此在同类空气质量级别下，各种污染物权重系数相同，所以利用该表即可对各监测点进行排序和分类。
经过大量查阅空气质量评定方面的资料和统计数据。把三项污染物对空气的污染程度分为I、II、III、IV、V、VI这6个等级。
其中I代表空气质量优，II代表空气质量良好，III代表轻度污染，IV代表中度污染，V 代表中度重污染，VI代表严重污染。根据空气质量级别的污染源的性质和种类。经分析影响空气质量的主要污染源的性质和种类如下表：
结论
本文在研究过程中采取自下而上方法（即按测数据反演法）编制的相关的数据表从而可以更直观的反映京津冀地区主要污染源。由于人类对空气中污染物浓度的敏感程度符合S形曲线，因此，构造S形变权函数。利用该变权函数对各监测点的各种污染物浓度进行“动态加权”得到综合污染指标，再利用综合污染指标进行排序和分类,从而得到影响空气质量的主要污染源的性质和种类。
参考文献
[1]刘峰.数学建模[M].南京大学出版社,2005.
[2]朱道远等.数学建模案例精选[M].科学出版社,2003.
[3]何晓群.多元统计分析[M].中国人民大学出版社,2004.
论文作者:袁章帅¹ 廖国威²
论文发表刊物:《知识-力量》2019年8月22期
论文发表时间:2019/4/22
标签：空气质量论文; 污染物论文; 污染源论文; 函数论文; 级别论文; 矩阵论文; 燃煤论文; 《知识-力量》2019年8月22期论文;