專利名稱：一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，更具體的說是一種基于灰色關(guān)聯(lián)度的污染物排放主導(dǎo)因素的確定方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系具有很大的不確定性。既非天然盟友，也非天然 敵人?？焖俳?jīng)濟(jì)增長因常常伴隨著工業(yè)擴(kuò)張、城市化和不斷開發(fā)可再生或不可再生資源而 對(duì)環(huán)境具有負(fù)面的影響。但同時(shí)，增長也為改善環(huán)境創(chuàng)造了條件。研究經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì) 量、污染排放關(guān)系最著名的學(xué)說是由Grossman等、Selden等根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出的環(huán)境庫茲 涅茲曲線(EKC)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，EKC從最初的研究收入與污染的關(guān)系，延伸到污染與 一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的關(guān)系如政治公正、投資、環(huán)境政策、污染轉(zhuǎn)移、甚至企業(yè)規(guī)模等等。Grossman和Knueger將國際貿(mào)易對(duì)環(huán)境的影響分解為規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù) 效應(yīng)三個(gè)方面，并建立了環(huán)境效應(yīng)分析的基本框架。這種最初用于貿(mào)易對(duì)環(huán)境影響的效應(yīng) 分析，現(xiàn)在已經(jīng)被經(jīng)濟(jì)學(xué)者們廣泛采用于經(jīng)濟(jì)增長對(duì)環(huán)境的影響分析中。規(guī)模效應(yīng)是指隨 著經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大，如果經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和技術(shù)減排水平不變，經(jīng)濟(jì)規(guī)模作用結(jié)果將使污染增加，環(huán) 境質(zhì)量退化。結(jié)構(gòu)效應(yīng)是指在經(jīng)濟(jì)過程中，經(jīng)濟(jì)中心由以農(nóng)業(yè)為主的低污染型經(jīng)濟(jì)向以工 業(yè)為主的高污染型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，而后再向以服務(wù)業(yè)為主的低污染經(jīng)濟(jì)回歸。技術(shù)效應(yīng)拓展為 廣義技術(shù)減排效應(yīng)，指的是通過技術(shù)進(jìn)步、環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策使單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的污染排放量下 降。經(jīng)濟(jì)增長過程中環(huán)境質(zhì)量的變化方向是這三種效應(yīng)共同作用的結(jié)果。2007年以來，節(jié)能減排開始成為我國各級(jí)政府強(qiáng)力推進(jìn)的重大舉措。一系列節(jié) 能減排措施的強(qiáng)制實(shí)施，將極大地緩解經(jīng)濟(jì)快速增長帶來的環(huán)境和資源壓力，為實(shí)現(xiàn)全 面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。確定影響污染物排放的主導(dǎo)因素，有利于有效地 實(shí)施污染物削減，保證節(jié)能減排任務(wù)的完成。不同學(xué)者采用不同的方法對(duì)此進(jìn)行了研究， 如Granger因果檢驗(yàn)的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法、分解分析法(DA) ,Daniel趨勢檢驗(yàn)方法等，結(jié)果表 明，不同區(qū)域在不同發(fā)展階段影響各污染物排放的主導(dǎo)因素具有較大的差異性?；疑到y(tǒng)理論以“小樣本”，“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要通過對(duì)“部 分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價(jià)值的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的正確描述和有效控 制。其主要內(nèi)容包括以灰色朦朧集為基礎(chǔ)的理論體系，以灰色關(guān)聯(lián)為依托的分析體系，以灰 色序列生成為基礎(chǔ)的方法體系，以灰色模型(GM)為核心的模型體系，以評(píng)估、建模、預(yù)測、 決策、控制、優(yōu)化為主體的技術(shù)體系。環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是信息不完全系統(tǒng)，屬于灰色系統(tǒng)。具 有邊界信息不明確，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，行為信息的不確定性，運(yùn)算機(jī)制不完全明確，模型與建 模方法的非唯一性，控制與協(xié)調(diào)的復(fù)雜性以及系統(tǒng)的復(fù)雜關(guān)聯(lián)等灰系統(tǒng)特性?；疑到y(tǒng)理 論近年來在環(huán)境問題中逐步得到了應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，可以利用簡單的原理和較少的數(shù)據(jù)來綜合評(píng)價(jià)污染物排放與環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的主要依賴關(guān)系。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，主要包括以下步驟
a)確定污染物的類型；
b)獲得污染物排放量的歷史實(shí)測數(shù)據(jù)；
c)選取影響污染物排放量的因素因子；
d)獲得因素因子的歷史實(shí)測數(shù)據(jù)；
e)引入灰色關(guān)聯(lián)度的分析方法；
f)按關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行排序，確定影響污染物排放的主導(dǎo)因素。所述步驟a)中，污染物的類型為廢水、廢氣、固體廢物、化學(xué)需氧量、二氧化硫、煙 塵中的一種或幾種。所述步驟C)中，影響污染物排放量的因素為規(guī)模效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效 應(yīng)，各個(gè)因素因子分別為國內(nèi)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例和污染物 排放強(qiáng)度。所述步驟e)中，灰色關(guān)聯(lián)度的分析方法具體包括第一步，采用均值法 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理；第二步，計(jì)算對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)期的比較數(shù)列與參考數(shù)
列的差值絕對(duì)值
2···Μ-1)，式中，k為數(shù)列長度，石、
為參考數(shù)列和比較數(shù)列的均值，m為評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)量；第三步，計(jì)算關(guān)聯(lián)度系數(shù)
大差，pe
為分辨系數(shù)；第四步，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，用比較數(shù)列與參考數(shù)列各個(gè)時(shí)期的 關(guān)聯(lián)度系數(shù)的平均值來定量反映這兩個(gè)數(shù)列的關(guān)聯(lián)程度巧=If 6 C*) , η為評(píng)價(jià)樣本的
數(shù)量。其中 f為第一級(jí)最小差，表示在巧曲線上各點(diǎn)與石中各相應(yīng)點(diǎn)的距離最小 值；Ιηριη|η表示在各曲線找出的最小差的基礎(chǔ)上，再按Σ = 1,2…1找出所有曲線中
最小差的最小值，mPmFi的意義與兩級(jí)最小差相似；引入P的主要目的是為了提高關(guān)聯(lián)
度系數(shù)之間的差異顯著性，P值越小，分辨力越大，一般取P =0.5。由于獲得的關(guān)聯(lián)系數(shù)過多，信息過于分散，不便于比較，因此有必要將每一個(gè)比較 數(shù)列各時(shí)刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)集中體現(xiàn)在一個(gè)值上，即灰色關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)度的排序能體現(xiàn)眾多 因子對(duì)參考因子的相對(duì)影響程度。將得到的灰色關(guān)聯(lián)度按大小進(jìn)行排序，若灰關(guān)聯(lián)序?yàn)?br> η > V2 > Yn,則表明X1對(duì)χ。的影響最大，X2次之，依次類推。本發(fā)明提供了一種分析影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，其利用具有簡單原理的灰色關(guān)聯(lián)度法，可以得到環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與污染物排放之間的依賴關(guān)系。通過排序關(guān)聯(lián)度，可 以確定影響各種污染物排放的主導(dǎo)因素，從而有效地實(shí)施產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和升級(jí)，控制工業(yè) 污染，以完成節(jié)能減排的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例具體研究蘇州地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長對(duì)污染物排放影響的主導(dǎo)因素。蘇州市位于 長江三角洲中部，江蘇省東南部。蘇州市下轄5市7區(qū)，總面積8488. 42平方公里，其中丘 陵面積占2. 65%，水域面積占42. 52%。市區(qū)面積1650平方公里。至2007年末，全市總?cè)丝?624. 43萬人，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)總值(⑶P)5700. 85億元。到2006年為止，⑶P增速位列長三角 地區(qū)15個(gè)城市之首，⑶P總量位居全國城市第五，其中工業(yè)總產(chǎn)值位居第二。蘇州是我國 人口最稠密，生態(tài)較脆弱的地區(qū)之一。相對(duì)有限的資源以及惡化的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì) 快速發(fā)展的瓶頸。蘇州市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)一直很重視環(huán)境保護(hù)工作。轄區(qū)內(nèi)張家港、常 熟、昆山3市被國家環(huán)保總局授予“國家生態(tài)市”稱號(hào)。環(huán)保工作取得了較大的成績。蘇州 的可持續(xù)發(fā)展對(duì)長江三角洲地區(qū)甚至全國的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的示范意義。1)數(shù)據(jù)來源及指標(biāo)選取。考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性，系統(tǒng)特征變量分別選用以下指標(biāo)廢水排放量yl，廢氣 排放量12，固廢產(chǎn)生量y3，化學(xué)需氧量(COD)排放量y4，二氧化硫(SO2)排放量y5，煙塵排 放量y6。數(shù)據(jù)來源于江蘇省環(huán)境統(tǒng)計(jì)資料和蘇州市環(huán)境公報(bào)。時(shí)間序列選取1991年-2007 年。系統(tǒng)因素因子(1)國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP(萬元)，表征經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)；(2)第二產(chǎn)業(yè)增加 值占GDP的比重，表征經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)；(3)污染物排放強(qiáng)度(kg/萬元)，萬元GDP污染物排放 量，它反映了新創(chuàng)造的單位經(jīng)濟(jì)價(jià)值的環(huán)境負(fù)荷的大小，也間接反映了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)生產(chǎn)的技 術(shù)水平的高低和污染物治理能力的大小，表征廣義技術(shù)效益。系統(tǒng)變量以及因素因子值見 表1、表2。表1系統(tǒng)特征變量Y —覽表 表2因素因子X—覽表 2)數(shù)據(jù)處理。首先采用均值法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。然后計(jì)算對(duì)應(yīng)各期的比較數(shù)列與 參考數(shù)列的差值絕對(duì)值。再計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)，分辨系數(shù)取0.5。最后求關(guān)聯(lián)度，進(jìn)行關(guān)聯(lián)度排 序。關(guān)聯(lián)系數(shù)因素Xn與特征變量ym的灰色關(guān)聯(lián)度為&3)計(jì)算結(jié)果，見表3。表3灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果一覽表 從表中可以看出(1)從灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果來看，所有結(jié)果均大于0.5 (最大值 為0.9384，最小為0.5652)。說明蘇州地區(qū)1991-2007年經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)污染物排放產(chǎn)生了很 大的影響。廢水、廢氣、固廢、C0D、S02以及煙塵的排放量受⑶P總量、第二產(chǎn)業(yè)占⑶P比例 以及萬元GDP污染物排放量的影響較大。(2)分別考察影響各污染物排放量的主導(dǎo)因素，各 種效應(yīng)對(duì)不同污染物的作用方向并不完全一致。對(duì)于每一種污染物排放，不同的因素影響 程度不同。具體到每種污染物，主導(dǎo)效應(yīng)也不同。工業(yè)廢水排放量yl 三因子對(duì)廢水排放量的影響都比較大，均大于0.7，且 X1>X3>X2，其中廢水的排放量關(guān)聯(lián)度為0. 9231，說明1991-2007期間蘇州的工業(yè)廢水排放 量與GDP總量高度相關(guān)。在影響工業(yè)廢水排放量的因子中，規(guī)模效應(yīng)占了絕對(duì)因素。工業(yè)廢氣排放量y2 三因子對(duì)廢氣排放量的影響都比較大，均大于0.7，且 X3>X1>X2，在影響工業(yè)廢氣排放量的因子中，單位GDP廢氣排放系數(shù)影響最大。工業(yè)固廢產(chǎn)生量y3 相對(duì)于其他污染物，工業(yè)固廢產(chǎn)生量受三因子影響相對(duì)較 小，X3>X1>X2，技術(shù)減排效應(yīng)影響較大。工業(yè)COD排放總量y4:三因子對(duì)COD排放量的影響都比較大，均大于0.7，且 X1>X3>X2，其中COD的排放量與⑶P總量關(guān)聯(lián)度為0. 9384，說明1991-2007期間蘇州的工業(yè) COD排放量與⑶P總量高度相關(guān)。工業(yè)SO2排放量y5 相對(duì)于其他污染物，SO2排放量受三因子影響相對(duì)較小， X3>X2>X1，技術(shù)減排效應(yīng)影響較大。工業(yè)煙塵排放量y6 三因子對(duì)煙塵排放量的影響差異較大，且X3>X1>X2。技術(shù)減 排效應(yīng)影響較大。從以上結(jié)果和分析來看，污染排放中結(jié)構(gòu)效應(yīng)較弱，蘇州應(yīng)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方 式，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。大力發(fā)展服務(wù)業(yè)，由主要依靠第二產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)向依靠第一、第二、 第三產(chǎn)業(yè)協(xié)同帶動(dòng)轉(zhuǎn)變。進(jìn)行更加深刻的戰(zhàn)略性調(diào)整，提高產(chǎn)業(yè)整體素質(zhì)和發(fā)展水平。優(yōu) 先發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)有效控制高耗能、高污染行業(yè)過快增長。制訂更加 嚴(yán)格的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入、主要污染物排放和排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu) 化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在蘇州工業(yè)比重、重工業(yè)以及高污染行業(yè)比重不斷增加的過程中， 蘇州工業(yè)污染物排放增長速度明顯低于GDP增長速度，可見技術(shù)減排效益在對(duì)蘇州污染控制中起到了十分重要的作用。蘇州的環(huán)境保護(hù)政策一定程度上緩解了經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)環(huán)境 的巨大壓力。從本次灰色關(guān)聯(lián)度分析也表明，在多數(shù)污染物排放影響因素中廣義技術(shù)效應(yīng)影響 強(qiáng)度最大，表明利用廣義技術(shù)效應(yīng)是現(xiàn)階段蘇州市工業(yè)污染控制最為有效的手段，蘇州應(yīng) 充分挖掘技術(shù)效應(yīng)在污染削減中的作用，應(yīng)進(jìn)一步突出技術(shù)減排的作用，以確保節(jié)能減排 任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。蘇州目前已從重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)化發(fā)展地區(qū)。一方面應(yīng)從源頭減少污染 物產(chǎn)生，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。另一方面，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)開展節(jié)能減排技術(shù)攻關(guān)，提高 企業(yè)清潔生產(chǎn)水平，走新型工業(yè)化道路。實(shí)行最嚴(yán)格的環(huán)境與產(chǎn)業(yè)政策。積極研究出臺(tái)有 利于環(huán)境保護(hù)的經(jīng)濟(jì)政策，重點(diǎn)構(gòu)建環(huán)境價(jià)格體系。同時(shí)應(yīng)依靠堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)進(jìn)一步加 大環(huán)境保護(hù)投資。
本發(fā)明的分析影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，不僅限于具體實(shí)施例選取的城市 和因素因子，可以用多個(gè)效應(yīng)的多個(gè)指標(biāo)來確定任何城市的環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與污染物排放量 的依賴關(guān)系。
權(quán)利要求
一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，其特征在于包括以下步驟a) 確定污染物的類型；b) 獲得污染物排放量的歷史實(shí)測數(shù)據(jù)；c) 選取影響污染物排放量的因素因子；d) 獲得因素因子的歷史實(shí)測數(shù)據(jù)；e) 引入灰色關(guān)聯(lián)度的分析方法；f) 按關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行排序，確定影響污染物排放的主導(dǎo)因素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，其特征在于所述 步驟a)中，污染物的類型為廢水、廢氣、固體廢物、化學(xué)需氧量、二氧化硫、煙塵中的一種或 幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，其特征在于所述 步驟c)中，影響污染物排放量的因素為規(guī)模效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)，各個(gè)因素因 子分別為國內(nèi)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例和污染物排放強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法，其特征 在于所述步驟e)中，灰色關(guān)聯(lián)度的分析方法具體包括第一步，采用均值法對(duì)原 始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理；第二步，計(jì)算對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)期的比較數(shù)列與參考數(shù)列的差值絕對(duì)值 式中，k為數(shù)列長度，5、g為參考數(shù)列和比較數(shù)列的均值，m為評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)量；第三步，計(jì)算關(guān)聯(lián)度系數(shù) 大差，pe
為分辨系數(shù)；第四步，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，用比較數(shù)列與參考數(shù)列各個(gè)時(shí)期的 關(guān)聯(lián)度系數(shù)的平均值來定量反映這兩個(gè)數(shù)列的關(guān)聯(lián)程度 η為評(píng)價(jià)樣本的 數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種確定影響污染物排放主導(dǎo)因素的方法。其步驟為先確定污染物的類型，并獲得污染物排放量的歷史實(shí)測數(shù)據(jù)；再選取影響污染物排放量的因素因子，并獲得因素因子的歷史實(shí)測數(shù)據(jù)；最后引入灰色關(guān)聯(lián)度的分析方法，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，并按關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行排序，從而確定影響污染物排放的主導(dǎo)因素。本發(fā)明利用簡單的原理和較少的數(shù)據(jù)可以綜合評(píng)價(jià)污染物排放與環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的主要依賴關(guān)系，在確定了影響各種污染物排放的主導(dǎo)因素后，可以有效地實(shí)施產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和升級(jí)，控制工業(yè)污染，以完成節(jié)能減排的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101866397SQ201010203939
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者凌虹, 夏晶, 尹榮堯, 朱曉東, 李揚(yáng)帆 申請(qǐng)人:南京大學(xué)