B题西安市环境空气质量问题数模论文修订版
IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
装订线
摘要
本文对西安市的空气污染程度、影响空气质量的主要因素以及对西安市未来一周空气污染情况的预测进行了分析研究。利用空气污染指数API对西安市大气环境进行了评测，同时也利用空气质量指数AQI对相应大气环境进行了进一步分析并将两者作比较。利用模糊数学评价模型建立合理的综合评价，对空气污染原因进行研究。通过平滑指数法对西安市的空气污染趋势进行分析，预测未来一周的空气污染情况。根据研究分析结果提出较为客观的合理化建议。
问题一使用Excel对西安市大气污染物浓度监测数据、各区县规模以上工业增加值以及气象数据等多方面数据进行分类、总结。本文结合气象数据，首先通过各区县API指数趋势、西安市API指数因素趋势、API与生产总值相关性分析对西安市空气质量从API指数角度进行评价，然后通过各区县AQI指数趋势、西安市AQI指数因素趋势对西安市空气质量从AQI指数角度进行评价，最后对API指数与AQI指数评价结果进行对比、分析。
问题二采用模糊数学综合评价模型方法分析影响西安市空气质量的因素，本文主要考
虑二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物(PM
10)，以及细颗粒物(PM
2.5
)四个主要污染因子。
将大气环境质量按照最大隶属原则，划分三个污染等级；根据污染等级利用降半阶梯型求出隶属函数；对西安市四个代表区域的大气污染物监测数据进行评价，结合隶属函数得到模糊关系矩阵R；计算这四大因素所占的权重得到权重矩阵A；在此基础上,得到模糊综合评价矩阵B,反应出主要影响因子及其对各个污染等级的隶属度。
问题三采用指数平滑法模型，结合相关数据运用Excel软件进行数据统计，考虑到污染级别不同和首要污染物的种类两个因素来对西安市未来一周（2013年4月30日至5月6日）的空气质量状况进行预测。
最后本文根据以上研究分析得出的结论，结合西安市具体情况、主要环境污染因子等，对西安市环保部门提出有关环境空气质量检测与控制方面的合理性意见。并就当下倡导建设环境友好型和资源节约型社会出发，对如何兼顾经济发展与环境保护给出指导性建议。最后就西安市未来一周的空气质量预测给出出行和生活方面的建议。
关键词：空气质量指数AQI，空气污染指数API，模糊数学法，隶属度，相对权重，指数平滑法，可吸入颗粒，细颗粒物，二氧化硫，二氧化氮
目录
一、问题的提出 (3)
1.1背景介绍 (3)
1.2 问题概述 (3)
二、基本假设 (4)
三、问题的分析 (4)
四、符号说明 (5)
五、模型的建立及求解 (5)
5.1问题一模型建立与求解 (5)
5.1.1使用空气污染指数（API）进行评价 (5)
5.1.2使用环境空气质量指数（AQI）进行评价 (9)
5.2问题二模型建立与求解 (11)
5.2.1评价标准 (11)
5.2.2评价步骤 (12)
5.3问题三模型的建立于求解 (18)
5.4问题四的分析解决 (22)
六、模型评价，改进及推广 (23)
6.1模糊数学评价模型 (23)
6.2指数平滑的方法模型 (23)
七、参考文献 (24)
八、附录 (25)
一、问题的提出
1.1背景介绍
大气环境是指包围在地球外围的空气层，是地球自然环境的重要组成部分之一。近年来，随着我国经济社会的快速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地区氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）排放量显着增长，臭氧（O3）和细颗粒物（PM7820849752.5）污染加剧，在可吸入颗粒物（PM10）和总悬浮颗粒物（TSP）污染还未全面解决的情况下，京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域
PM2.5和O3污染加重，灰霾现象频繁发生，能见度降低，环境空气质量评价以及污染治理等问题再一次引起大众的关注。
目前新标准中对大气质量的监测主要是监测大气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、可吸入颗粒物（PM10，粒子直径小于等于10μm）以及细颗粒物（PM2.5，粒子直径小于等于2.5μm）等六类基本项目和总悬浮颗粒物（TSP）、氮氧化物（NOx）、铅（Pb）、苯并[a]芘（BaP）四类其他项目的浓度。研究表明，城市环境空气质量好坏与季节、城市能源消费结构等因素的关系十分密切。
1.2 问题概述
本文主要针对以下几个问题进行相关分析：
1)根据西安市的13个监测点（从2010年1月1日至4月28日）污染物浓度监测数
据，使用空气污染指数（API）和环境空气质量指数（AQI）对西安市的空气质量进行评价，对评价结果进行对比、分析；
2)根据分析结果得出影响西安市空气质量的原因；
3)然后对未来一周（2013年4月30日至5月6日）西安市的空气质量进行预；
4)就环境空气质量的监测与控制对西安市环保部门提出意见。
二、基本假设
1.假设表格中已有的数据具有权威性，值得相信，具有使用价值。
2.假设空气质量相同等级的污染程度相同
3.不考虑突发事件即人为因素（如工业事故）造成的空气质量突变。
、细4.假设各种因素对环境的影响最终主要表现在二氧化硫、二氧化氮/可吸入颗粒PM
10颗粒物PM
上,其他影响因素忽略掉。
2.5
5.假设影响大气环境的各项因素不会出现非预期的剧烈变化。
6.在分析西安市各个区域的空气质量情况时，取四个具有代表性的地方，假设其能基本
反映西安市的大气环境情况。
7.假设PM2.5可根据其浓度及等级划分，分到相对应的API的三个污染等级中作分析。
8.分析主要污染因素时，假设忽略季节、天气以及人为的影响问题。
