基于灰色關聯分析法空氣質量的影響因素
——以北京市為例

□張 進

（河北農業大學理學院 河北 保定 071000）

基于灰色關聯分析法空氣質量的影響因素
——以北京市為例

□張 進

（河北農業大學理學院 河北 保定 071000）

論文以灰色理論為基礎，分析討論了北京市2016年～2017年第一季度的空氣質量。運用灰色關聯分析法計算了這兩年第一季度PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3與空氣質量的關聯度，得到了影響北京市空氣質量的主要影響因素是PM10，PM2.5；這對北京市空氣質量相關政策的制定具有一定的指導意義。

灰色關聯分析空氣質量；北京市

近年來，大氣污染物的排放量不斷增加，給城市空氣質量帶來嚴峻挑戰。因此，對城市空氣質量分析研究就十分必要。空氣質量受到多種因素的交互影響。空氣環境實際上是一個部分信息確定、部分信息不確定的灰色系統，所以本文采用灰色關聯分析法，對北京市空氣質量進行分析研究。得到了影響北京市空氣質量的最主要因素。

1 灰色關聯分析

灰色系統理論提出了對各子系統進行灰色關聯度分析的概念。灰色關聯分析法是對一個系統發展變化態勢的定量描述和比較的方法。具體步驟如下：

（1）確定參考數列T0和比較數列Ti，參考數列是指反映系統行為特征的數據序列,記為T0，記第1時刻的值為T0(1),第2時刻的值為T0(2)，…，第k時刻的值為T0(k)。則參考數列可表示為T0=(T0(1),T0(2),…，T0(m))。比較數列是指影響系統行為的因素組成的數據序列。記為T1，T2,…，Tk，與T0的表示方法相同：T1=(T1(1),T1(2),…，T1(m))，T2=(T2(1),T2(2),…，T2(m))……Tk=(Tk(1),Tk(2),…，Tk(m))。

（2)由于系統中各因素的物理意義不同，量綱也不一定相同，比較不方便或難以得到正確的結論。因此采用初值法和均值法對對參考數列T0和比較數列Ti進行無量綱化處理。

（3)求參考數列T0與比較數列Ti的灰色關聯系數ξ（k）由下列公式算出：其中ρ為分辨系數，ρ＞0，通常取 0.5。△0i(k)=|T0(k)-Ti(k)|

由于關聯系數的值較多，信息過于分散，不便于進行整體性比較，因此采用平均值法對其進行處理。平均值就是參考數列與比較數列的間的關聯度ΥTi。

（4)將關聯度按大小順序排列起來，若γTw＞γTn,我們就說第w個因素優于第n個因素。

2 監測和計算結論

本文收集了2016年～2017年的1～3月北京市空氣質量指數月統計歷史數據。

按照灰色關聯分析原理對兩年第一季度共6個月份的數據進行計算，得到北京市2016～2017年第一季度的空氣質量指數與各污染因子的關聯度計算結果。見表所示。

北京各污染因子與空氣質量指數的關聯度月統計表

由上表，將各污染因子對北京市空氣質量的關聯度平均值按從大到小的順序進行排序，即γA2＞γA1＞γA4＞γA6＞γA3＞γA5。我們得到 2016年-2017年第一季度影響北京市空氣質量的最主要影響因素是PM10，PM2.5。

本文利用灰色系統理論中的灰色關聯分析法對大氣進行評價，計算了這兩年第一季度PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3與空氣質量的關聯度，不僅考慮了多因子的共同影響，并且不需要人為確定各因子的權重，因而，即使灰色因子較多，也可以準確得到結果，使評價具有更好的客觀性。可信度高，易于推廣使用。對空氣質量相關政策的制定具有一定的指導意義。

[1]章異平，徐軍亮，趙西平，等.基于灰色關聯的洛陽市空氣質量影響因素分析[J].河南科技大學學報，2012，33（1）：100～105.

[2]潘琳.基于灰色系統的空氣質量變化及影響因子分析[D].天津，天津大學，2011.

1004-7026（2017）17-0131-01

X831

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.17.086

張進（1996.4-)，女，漢族，河北承德人，本科生在讀，現就讀于河北農業大學理學院，數學與應用數學專業。