II類(lèi)水。NH3-多數(shù)年份都會(huì)，而劣V類(lèi)水域比例將會(huì)上升，之后保持在一定水平(具體擬合效果圖見(jiàn)模型建立與求解部分)?？傮w來(lái)看，長(zhǎng)江的水質(zhì)將，受污染程度將提高。污水處理量(億噸 部門(mén)和專(zhuān)家們的高度重視。2004年10月，由與中國(guó)發(fā)展聯(lián)合組成“保護(hù)長(zhǎng)江行”團(tuán)，從長(zhǎng)江上游宜賓到下游，對(duì)沿線21個(gè)重點(diǎn)城市做了實(shí)地，揭示了一幅長(zhǎng)江污染的真實(shí)畫(huà)面，其污染程度讓人觸目驚心。317個(gè)觀測(cè)站（地區(qū)）近兩年多主要水質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，0.1~0.50.2(單位：1/天)4是“1995~2004年長(zhǎng)江流域水質(zhì)報(bào)告”給出的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。下面的附表是國(guó)標(biāo)(GB3838-2002)4請(qǐng)研究下列問(wèn)題水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)1010年內(nèi)每年都要求長(zhǎng)江干流的Ⅳ類(lèi)和Ⅴ類(lèi)水的比例控制20%以?xún)?nèi)，且沒(méi)有劣Ⅴ類(lèi)水,那么每年需要處理多少污水？I、IIIII類(lèi)為可飲用水，IVV由于污染的影響水中一些主要污染物如高錳酸氨氮等元素嚴(yán)重影響水質(zhì)常是把研究水體各水質(zhì)指標(biāo)至于相應(yīng)的水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表或其他水體的水質(zhì)指標(biāo)樣本系評(píng)價(jià)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、投影尋蹤、Logistic41043當(dāng)4建立黑箱模型，對(duì)未長(zhǎng)江水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)以及各個(gè)地區(qū)水質(zhì)污染情況（問(wèn)題一1995年的數(shù)據(jù)就顯得不那么重要了。iICiiCii種污染物在環(huán)境中的濃度Sii種污染物在環(huán)境中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)。Ii的數(shù)值越大表示該單項(xiàng)的環(huán)境質(zhì)量越差。IIIIVijij 2PPj個(gè)樣點(diǎn)的綜合污染指數(shù)，Pijmaxj個(gè)樣點(diǎn)中所有評(píng)價(jià)污染物中單因子指數(shù)的最大值；Pijavej樣點(diǎn)中所評(píng)價(jià)污染物單因子指數(shù)的平均值。運(yùn)用內(nèi)梅羅指數(shù)分別對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)從2003-06至2005-07中28個(gè)不同時(shí)刻的據(jù)進(jìn)行計(jì)算(1所示)1111I2I3I4I5I6I7江蘇林I89III我們可以對(duì)質(zhì)量指數(shù)<1.0的情況，細(xì)分為<0.8、0.8~0.9、0.9~1.0I類(lèi)、II類(lèi)、III類(lèi)；對(duì)質(zhì)量指數(shù)＞1.01.0～2.0、2.0～3.0、＞3.0，分別定為輕度污染（IV類(lèi)、中度污染（V類(lèi)、重度污染（V類(lèi)。經(jīng)分析，時(shí)效因子Logistic函數(shù)來(lái)模擬，即：t

e(x其中、1Logistic,28選擇合適的時(shí)間區(qū)間，并將其離散成28個(gè)時(shí)間點(diǎn)，代,28向量

[1,2i

使i1

xiai,3i,1(xi)

ai,2xiai,3（偏小型

x x

xiai,j i,j

x

i,

i,j (x)

i,j

i,j

（中間型i,j

x

i,

i, i,

xai,j1ai,

i, i,j xi(x)ai,6 x

（偏大型

x Wi

xi/xiiaii通過(guò)隸屬函數(shù)求出每個(gè)子集中mm5Rk R

2,V

(k1, m,Vm項(xiàng)參數(shù)的權(quán)重值，組成一個(gè)1mAk,Wm,WmAkRkBkAkRk(bk,I,bk,II,bk,III,bk,IV,bk,Vm,V其中bkj(Wiij)(jI,V采用最大隸屬原則進(jìn)行計(jì)算，可以得到評(píng)價(jià)結(jié)果(如表2所示)2IV1000I2宜昌南000I3000I40005000I6安慶皖000I7山林0008樂(lè)山岷0009宜賓涼000I瀘州沱00丹江口0000I港0000關(guān)宗000槎0000000F P

2含 物含1的n圖 綜合評(píng)價(jià)示意從表3中可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)梅羅指數(shù)評(píng)價(jià)和動(dòng)態(tài)模糊評(píng)價(jià)由于主要考慮因素不同對(duì)某1210.420.6得到相應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)值(見(jiàn)表3)表 1III2III3III4I5III6III7江蘇林I89I劣IIII劣劣劣I主要污染物污染源的確定（問(wèn)題二污染物在該地區(qū)給定的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)較污染物時(shí)，其平均濃度較制主要污染物CODMn和NH3-N的次數(shù)直方圖，如圖3所示：圖3各地區(qū)三種污染指標(biāo)次數(shù)累計(jì)從圖中可以看出，地區(qū)8，13，16的CODMn次數(shù)較多，地區(qū)8，10，12，4CODMn5NH3-N從圖4中可以看出地區(qū)8的CODMn次數(shù)和含量最多其次是地區(qū)16。從圖5中可以明顯看出，地區(qū)15的NH3-N次數(shù)和含量明顯高于其他10NH3-N15（江西南昌滁槎10（瀘州沱江二橋BPBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有較強(qiáng)的非線性映射的BP網(wǎng)絡(luò)。XiiIV幾年百分比向量的影響，因此，構(gòu)造輸入、輸出向量如表4所示4X95X96X96X97X01X026個(gè)數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，將最后一個(gè)數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試樣本，7X02X03X04X05X05X03X04X05預(yù)測(cè)下一年的值，如10年的百分比向量。BPSTEP1wij、vij、閾值j與t賦予區(qū)間(-1,1)STEP2

akak ak)、

sksk sk

STEP3用輸入樣本P(ak,ak ,ak)、連接權(quán)w和閾值計(jì)算中間層個(gè)單元的 入sj，然后用sj通過(guò)傳遞函數(shù)計(jì)算中間層各單元的輸出,nsjwijajj,n

,bjf(sj,

,STEP4利用中間層的輸出bj、連接權(quán)vij和閾值tLt，然后利用通過(guò)傳遞函數(shù)計(jì)算輸出層各單元的相應(yīng),ppLtvjtbj,,

Ctf(Lt

STEP5利用網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)向量T(yk,yk ,yk)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出C計(jì)算輸出層的 t單元一般化誤差dkt

dk(ykC)

,t1,,jSTEP6利用連接權(quán)連接權(quán)vij、輸出層的一般化誤差dt和中間層的輸出bj計(jì)算中間層各單元的一般化誤差ekjqek[dv]b(1bq t1STEP7利用輸出層各單元的一般化誤差dk與中間層各單元的輸出b權(quán)vij和閾值

v(N1)v(N)dk (N1)(N) t1, ,qj1, ,p0a1ejSTEP8ejPakak ak來(lái)修正連接權(quán)值w和閾值

k w(N1)w(N)e (N1)(N) i1, ,qj1, ,p01STEP10mSTEP3，直STEP11BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)。6BPBP在原有的三層BP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，再加上一層承接層，用來(lái)隱含層單元前一時(shí)刻的輸出值，可以認(rèn)為是一個(gè)步延時(shí)算子（網(wǎng)絡(luò)模型如圖7所示。

7BP改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)隱含層的輸出通過(guò)承接層的延遲與，自聯(lián)到隱含層的輸入，這cx(k)f(w1x(k)w2(u(kcxc(k)x(k其中，y,x,u,xcm維輸出結(jié)點(diǎn)向量，n維中間層結(jié)點(diǎn)單元向量，rS函數(shù)。BPnnE(w)[k

~(w)

~yk(wBP0為止(8所8BP將輸出結(jié)果與測(cè)試樣本進(jìn)行比較（9圖所示BP網(wǎng)絡(luò)BP網(wǎng)絡(luò)相比，有了一定的改善，能大致的預(yù)測(cè)下一時(shí)期的百分比含量。圖9BP網(wǎng)絡(luò)的與實(shí)際值的比1010的百分比的變化趨勢(shì)（如圖10所示10BP11BPnnyt1iyt

nnSTEP1Nnn STEP2按 (1)計(jì)算預(yù)測(cè)值yt11yt2yt1 nSTEP3計(jì)算預(yù)測(cè)誤差et1yt1ytSTEP4

'

, t1t,k和'i STEP5 '

'

't

1t

nSTEP6STEP3、STEP4、STEP5yn、en和相應(yīng)的權(quán)數(shù)。第一輪STEP7計(jì)算第一輪預(yù)測(cè)的總誤差，若以達(dá)到精度且權(quán)數(shù)已無(wú)明顯變化，則用這組n+1通過(guò)以上算法，既可由現(xiàn)有數(shù)據(jù)推測(cè)出未來(lái)十年各類(lèi)水質(zhì)河流的分布情況(所示)12圖13各年度水質(zhì)的河長(zhǎng)百分比的預(yù)的污水量這樣一個(gè)定量的數(shù)值那么就需要將處理污水量和污染物擴(kuò)散建立起聯(lián)系。我們先通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練建立起各類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)百分比關(guān)于廢水排放總量的關(guān)系Q就可以得到一個(gè)相應(yīng)的河水污染分布。STEP1記錄下當(dāng)前的污水排放量Q1并令QnQ1STEP2選定補(bǔ)償Q，通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)想功能求出排放量為QnQnQ所對(duì)應(yīng)的河流污染分布(wIwIIwIIIwIVwVwVI);STEP3驗(yàn)證得到的河流污染分布(wIwIIwIIIwIVwVwVI是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)，若不滿(mǎn)足STEP2;STEP4得到所需要處理的污水量為Q120Q20

27x520廢水排放量(億噸廢水排放量(億噸 污水處理量(億噸15從圖15可以看出，每年所處理污水量是遞增的。照這樣下去如果不采取相應(yīng)的推移包括時(shí)間和人口二維變量污染物輸移模型包括時(shí)間和到污染源的距離二維變量，將其中的人口類(lèi)比于到污染源的距離，既可建立相似的模型。txF(x,t)(x0Fy(x,t)Ft，到污染源距離在區(qū)間[xxdx內(nèi)的污染物含量。為了得到y(tǒng)(x,t)滿(mǎn)足的方程，時(shí)刻t到污染源距離在區(qū)間[x,xdx)內(nèi)的污染到時(shí)刻tdt的情況。這些污染物中沒(méi)有被自降解的到污染源的距離將變?yōu)閇xdx1xdxdx1，而dx1vdtv記k(x,ttrk(x,ty(x,t)dxt，到污染源距離在區(qū)間[xxdx內(nèi)單位時(shí)間污染物含量的減少。由題目條件可知，在干流上降解系數(shù)不隨時(shí)間和河段變化而變化，因此k(x,t)可視為常數(shù)k0.2y(x,t)dxy(xdx1,tdt)dx[y(xdx1,tdt)y(x,tdt)]dx[y(x,tdt)y(x,t)]dx口模型中的率。污染物密度函數(shù)y(x,t)在x=0時(shí)為污染物生成函數(shù)y(0,t)y0(t)y(x0相當(dāng)于人口模型當(dāng)中出示人注意到dx1vdt(v=v(x,t)tx的水流速)t y(t)y(tt)

y0tt0t0ekt0t0AEi(i12,nnnnA點(diǎn)的污染物含量增大攀枝花12岳陽(yáng)樓3湖南岳陽(yáng)45蛤蟆石5安0水流2016水流0間隔時(shí)間(天07dxv(x)

通過(guò)分離變量可以得到

dxdtxx出所需要的時(shí)間t 1dx。得到了初始點(diǎn)水流到各觀測(cè)點(diǎn)的所需時(shí)間，那么水x 0

niy

(tt)ekt12

nnyi(t)eijyj0(ttij其中eji個(gè)觀察點(diǎn)影響的衰減因子。

tijji評(píng)判者的意識(shí)標(biāo)次數(shù)和平均濃度兩個(gè)因素的影響?？紤]到現(xiàn)有的BP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，預(yù)測(cè)結(jié)果會(huì)，建立模型時(shí)在BP網(wǎng)BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)是成功的。的和污染的加劇是必然，不采取相應(yīng)的措施將會(huì)后患無(wú)窮。槎、瀘州沱江二橋?yàn)榘钡枯^高區(qū)域，應(yīng)但重點(diǎn)治理。通過(guò)調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝進(jìn)行技術(shù)改造和加強(qiáng)生產(chǎn)管理等淘汰物耗高、能耗高、用水量大、排污量大、技術(shù)的工藝技術(shù)、提倡綠色食品、綠色工藝，提高1、2中可知，許多企業(yè)之所以不選擇對(duì)污水進(jìn)行處理，正是由于

徐玖平,胡知能,王委,運(yùn)籌學(xué)(第二版),:科學(xué),2004年5飛思科技產(chǎn)品研發(fā)中心,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與7實(shí)現(xiàn),:電子工業(yè)姜啟源,謝金星,.數(shù)學(xué)模型.：高等教育張桂喜,經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)決策與對(duì)策，:首都經(jīng)貿(mào)大學(xué)附錄 主要程序的源代碼片%fori=1:17%functionyy=befun(x)%domna=[02.545780246101500.150.511.52forifelseifyy(i,1)=(a(i,3)-x(i))/(a(i,3)-

forifx(i)<=a(i,j-elseifx(i)<=a(i,j-1)yy(i,j-1)=(x(i)-a(i,j-2))/(a(i,j-1)-a(i,j-2));elseifx(i)<=a(i,j)elseifx(i)<=a(i,