基于高斯模型對京津冀地區(qū)空氣污染的研究

張德鑫，朱家明，朱晗，余湉

(安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

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基于高斯模型對京津冀地區(qū)空氣污染的研究

張德鑫，朱家明，朱晗，余湉

(安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

高斯模型；空氣污染；模糊聚類；綜合評價(jià)；F檢驗(yàn)

針對京津冀地區(qū)的空氣污染，使用模糊C均值聚類、模糊綜合評價(jià)、F檢驗(yàn)，分類討論等方法，分別構(gòu)建空氣質(zhì)量優(yōu)劣衡量體系、連續(xù)高架點(diǎn)源高斯擴(kuò)散、瞬時(shí)高架點(diǎn)源高斯擴(kuò)散、連續(xù)線源高斯擴(kuò)散等模型，使用MATLAB、SPSS軟件，得到影響空氣質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。研究結(jié)果表明，京津冀地區(qū)污染的主要原因分別是機(jī)動(dòng)車的大量使用、工業(yè)廢氣排放以及煤炭與燃油等化石能源燃燒等。

0 引言

人類生產(chǎn)生活排放大量大氣污染物，導(dǎo)致城市空氣污染日益加重，而京津冀地區(qū)的空氣污染問題尤為嚴(yán)重，據(jù)我國環(huán)保部發(fā)布的報(bào)告2013年6月京津冀地區(qū)空氣質(zhì)量重度污染以上天數(shù)占21.2%。空氣質(zhì)量級別的明確有利于人們的出行安排，所以需要通過建立一個(gè)空氣質(zhì)量評價(jià)數(shù)學(xué)模型來評價(jià)各地區(qū)、各時(shí)間段的空氣質(zhì)量狀況，分析其主要污染源的性質(zhì)和種類，以便做出正確的出行選擇，并可在一定程度上改善和治理空氣污染[1]。

1 空氣質(zhì)量優(yōu)劣程度等級的判別

1.1研究思路

以京津冀地區(qū)為研究對象，參考國家標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn)建立衡量空氣質(zhì)量優(yōu)劣程度等級的數(shù)學(xué)模型。以河北石家莊作為代表，從氣象部門網(wǎng)站調(diào)取2014年7月、10月和2015年1月、4月共4個(gè)月份的6號、16號、26號北京、天津、石家莊地區(qū)的空氣質(zhì)量情況相關(guān)指數(shù)共36組數(shù)據(jù)作為樣本并依次排序，對這些樣本進(jìn)行聚類分析得到衡量空氣質(zhì)量優(yōu)劣程度等級的數(shù)學(xué)模型。……