（环境工程专业论文）城市能源利用对大气环境安全影响评价研究.pdf

山东建筑大学硕士学位论文 摘要 能源是经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础，能源的丌发利用促进了社会 经济的发展，但同时也带来了严重的环境问题。从现有的研究来看，研究能源的学者更 多的是考虑能源的供给问题，而研究环境的学者更多的是考虑环境的现象和结果，二者 是相对分离的。因此，必须在可持续发展的理念和框架下，对能源利用对大气环境安全 的影响进行全面、系统研究，为能源可持续利用及环境保护提供科学依据。 本论文在深入评述国内外环境指标体系和评价方法基础上，构建了基于平衡计分卡 的城市能源利用对大气环境安全影响的评价指标体系；采用基于主观赋权和客观赋权的 组合赋权法确定各评价指标的权重；建立了基于卡方距离的改进t o p s i s 评价模型；借 鉴障碍度模型对大气环境安全进行障碍因子诊断；最后以济南市统计年鉴相关数据为主 要基础数据开展了实证研究。具体研究内容及所获结论如下： ( 1 ) 以平衡计分卡的目标核心性、平衡性和动态性理念为理论基础，紧紧围绕能源 利用对大气环境安全影响这一战略目标，从核心层、内部流程层、学习成长层和经济发 展层四个维度进行平衡设计，建立了包括4 层3 5 个指标的城市能源利用对大气环境安全 影响的评价指标体系。 ( 2 ) 采用带有专家可信度的非线性优化层次分析法，借助y a a h p ( 版本0 5 2 ) 软件 来确定指标的主观权重，利用熵值法确定指标客观权重，将两者结果线性加权作为指标 权重，用信息熵权重来修正层次分析法确定的主观权重，充分利用主、客观权重的互补 性来确定评价指标权重。 ( 3 ) 以a h p 和熵权的组合权重替代传统t o p s i s 模型的主观权重、以卡方距离替 代欧式距离判断评价方案贴近理想解的程度，建立改进的t o p s i s 评价模型。从建立标 准化矩阵、加权决策矩阵、确定正负理想解、基于卡方距离的大气环境安全度、以趋近 度确定方案评价等级等方面详细说明了这一评价模型的理论依据。 ( 4 ) 引入因子贡献度、指标偏离度和障碍度3 个指标，结合组合赋权法所得指标权 重建立障碍因子辨别模型，对大气环境进行障碍因子渗断。 ( 5 ) 以济南市2 0 0 5 2 0 1 0 年能源利用对大气环境安全影响综合评价分析为例，运用 本文所建立的指标体系、t o p s i s 综合评价模型对其进行了综合评价分析：济南市大气 环境安全状况逐年提升，2 0 0 5 年2 0 0 7 年处于预警状态，2 0 0 8 年2 0 1 0 年处于较安全状 态，大气环境安全水平经历了预警较安全的演变轨迹。2 0 1 0 年济南市大气环境较少受 到破坏，功能尚好，对人体健康与正常的生活影响较小，大气环境问题不显著。 山东建筑大学硕士学位论文 值得注意的是本项目所得结论是以济南市统计年鉴相关数据为主要基础数据经计算 所得，与公众感观存有偏差。究其原因，现行统计、发布体制存在发布数据与实际情况 不符的现象，必然导致评价等级偏高的现象。有些指标例如p m 2 5 年均浓度、机动车尾 气达标率等因无统计数据，没能列入评价指标体系。 ( 6 ) 在济南市能源利用对大气环境安全评价基础上，对影响大气环境安全度的障碍 因子进行诊断，结果显示： 从系统层和指数层障碍度来看，核心层、内部流程层和学习与成长层对大气环境 安全影响程度较大。不同指标障碍度的变化显示，核心层、内部流程层和学习与成长层 分别以年均4 1 0 、5 3 9 和o 8 4 和的速度增加，经济发展层以年均1 6 3 0 的速度下 降，可见核心层目标控制指标、内部流程层指标水平亟需提高。 从指标层障碍度来看，p m l o 年均浓度、r d 经费支出占g d p 的比重、单位g d p 能源消费量、煤炭占能源消费总量的比重和入均二氧化硫排放量是将来影响大气环境安 全状况的主要障碍因子。 本论文根据济南市综合评价结果提出了具有针对性的能源利用及大气环境保护的建 议。 关键词：大气环境安全，指标体系，b s c ，t o p s i s ，济南市 山东建筑大学硕士学位论文 r e s e a r c ho na t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a ls e c u r i 够i m p a c to fu r b a n e n e r g yu t i l i z a t i o n h a o c h a n 哥m i ( s c h o o lo fm u l l i c i p a la n de n v i r o i n 饥t a le n 舀n e 砸n 曲 d i r e c t e db yp r o fl i uz e - c h a n g a b s t r a c t e n 鸭yi s a i li i n p o r t a i l tm a t 砥a lb a s i sf o re c o n o m i cd “e l o p m e n t 锄di m p r o v i n gl i v i n g s t a l l d a r d so f p e o p l e ， a n dt h e d e v e l o p m e n t a n du t i l i z a t i o no fe n 啷yh a v e p r o m o t e d s o c i o e c o n o m i cd e v e l o p m e n tb u ta l s oc r e a t e ds 嘶o u se n v i r o m n e n t a lp r o b l e m s f r o mt h e p e r s p e c t i v eo fe x i s t i n gr e s e a r c h ，m o s to fm es c h o l a r se n g a 昏n gi ne n e r g yr c s e a r c ha r e c o n s i d e r i n ge 1 1 e 唱ys u p p l y a n d t h es c h 0 1 a r s e n g a 西n gi ne n v i r o m e m a lr e s e a r c h a r e c o n s i d 舐n ge n v i r o 姗e n t a lp h e n o m e i l a 觚dr e s u l t s ，s ob o mo ft h e md e a lw i t hd i f 酗啪t p e r s p e c t i v e sw h i c h a r er e l a t i v e l ys 印a r a t e d t h e r e f o r c ，b a s e do nt h ec o n c 印t 觚d 舶吼e w o r ko f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，t h ei l n p a do fe n e r j g yu s e0 na 恤o s p h 商c 锄v i r o 姗e n t a ls e c u r i t y m u s tb ec o n l p r e h e i l s i v e l y 觚ds y s t e m a t i c a l l ys t u d i c dt op r 0 v i d eas c i e n t i f i cb a s i s 南rt l l e s u s t a i n a b l eu s eo fe i l e r 盱a i l df o rt h e 饥v i m l l l l l e l l t a lp r o t e c t i o n i nm i st h e s i s ，o nm eb 2 l s i so fi n d 印t hr e v i e w so fd o m e s t i ca n df 0 r e i g ne n v i r o m n e n ti n d e x s y s t e m s 锄de v a l u a t i o nm e m o d s ，a ne v a l u a t i o ni n d e xs y s t 锄b a s e do nt h ei m p a c to fu r b 觚 蛐哪yu s eo f b a l a n c e ds c o r e c a r do nt h ea t m o s p h 甜cc i l v i m n m e n t a ls e c u r i t yw a sc o n s t l l l c t e d ； t h ew e i g h to fe a c hi n d e xw a sd e t e n l l i n c db yu s i n gac o m b i n a t i o no fw e i g l l t i n gm e t h o db a s e d o nb o mt h es u b j e c “v ew e i g h t i n ga n do b j e c t i v ew e i g h t i n g ；a l li m p r 0 v e dt o p s i se v a l u a t i o n m o d e lb a s e do nc h i s q u a r ed i s t a n c ew a se s t a b l i s h e d ；b yl e a m i n g 矗。o m 锄o b s t a c l e sm o d e l ，a d i a g n o s i so fb 枷e rf a c t o r so nt h ea t m o s p h 硎ce n v i r o n m e n t a ls e c u n t yw a sm a d e ；a tl a s t ，a n 啪p i r i c a lr e s e a r c hw a sc a r e do u to nt h em a i nb a s i so ft h er e l e v a n td a t ai nj i n a ns t a t i s t i c s y b a r b o o k t h es p e c i 6 cr e s e a r c hc o n t e n ta n dt h eo b t a i n e dc o n c l u s i o n sa r es t a t e d i nt h e f o l l o w i n g ： ( 1 ) o nt h et h e o r e t i c a lb a s i so ft h et a r g e tc o r e ，b a l a n c ea n dd y n a m i ct h e o r i e so f b a l a n c e d s c o r e c a r d ，c l o s e l yf o c u s i n go nt h ei m p a c to fe n e 唱yu s eo nt h ea t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a l s e c u d t yo ft h i ss t r a t e 舀co b j e c t i v e ，t h eb a l a n c e dd e s i g nw a sa d o p t e df r o mf o u rd i m e n s i o n s ， i n c l u d et 1 1 ec o r el a y e r ，i n t e m a lp r o c e s sl a y e r l e 锄i n ga n d 罟阳w i n gl a ”玎a n de c o n o m i c d e v e l o p m e n tl a y e r ，a n da 1 1e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e l na b o u tt h ei m p a c to fu r b a ne n e 唱yu s e 0 n t h ea t m o s p h e n ce n v i r o n m e n l a ls e c u r i t yi n c l u d i n g4l a y e r so f3 5i n d e x e sw a ss e tu p ( 2 ) b yu s i n gt h ea n a l ”i ch i e r a r c h yp r o c e s so fn o n l i n e a ro p t i m i z a t i o nw i t he x p e r t s c r e d i b i l i t y ，m es u b j e c t i v ew e i 曲t so fi n d e x e sw e r ed e t e m l i n e dw i t ht h eh e l po fy a a h p ( v e r s i o n o 5 2 ) s o 肌a r e ；m eo b j e c t i v ew e i g h t so fi n d e x e sw e r ed e t e 姗j n e db yu s i n gm ee n t r o p y m e t h o d ，a n dt h e1 i n e a rw e i 出e dr e s u l to fs u c ht 、) i ，ow e i 曲t si su s e da sa i li n d c xw e i 曲t n l e s u b j e c t i v ew e i g h t sd e t e r m i n e db yt h ea n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s sw e r em o d i f i e db ym eu s eo f t h ew e i 曲to fi n f o 彻a t i o ne 1 1 t r o p y a i l dt h ew e i 曲t so fe v a l u a t i o ni n d e x e sw 盯ed e t e n i l i n e db v m a k i n gm l lu s eo ft h ec o m p l e m e n t a r yo ft h es u b j e c t i v ea n do b j e c t i v ew e i 曲t s ( 3 ) b yu s i n gm ec o m b i n e dw e i g h t so ft h ea h pa n de 1 1 t r o p yw e i g h tt 0r e p l a c et h e s u b j e c t i v ew e i 曲t so ft h et r a d i t i o n a lt o p s i sm o d e l ，a n du s i n gt h ec h i s q u a r cd i s t a n c et o - e p l a c em ee x t e n to ft h ee u c l i d e 锄d i s t a n c ed e t 明n i n a t i o na i l de v a l u a t i o np r o g r a m ，t 0l ( n o w h o wc l o s et h ed e g r e eo fi tt ot h ei d e a ls o l u t i o ni s ，t h u se s t a b l i s h e sa i l i m p r o v e dt o p s i s e v a l u a t i o nm o d e l t h em e o r e t i c a lb a s i so ft h i se v a l u a t i o nm o d e lw a sd e t a i l e d 舫mt 重l e p e r s p e c t i v e so fe s t a b l i s h i n gas t a i l d 砌i z e dm a t r i xa j l dw e i g h t e dd e c i s i o nm a t r i x d e t e r m i n i n g t h ep o s i t i v ea n dn e g a t i v ei d e a ls o l u t i o n s ，t h ea t m o s p h 嘶ce n v i r o l 蛐e 1 1 t a ls e c 谢t yb a s e d0 n 1 e c h i 。s q u a r ed i s t 锄c e ，锄dd e t e m l i n i n gt h el e v e l so fp r o g 阳me v a l u a t i o nb yt h ed e 伊e eo f a p p r o a c h i n g ( 4 ) t h r o u 曲i n 仃0 d u c t i o no ft h et h r e ei n d e x e sf a c t o rc o n 啊b u t i o n ，i n d e xd e v i a t i o nd e g r e e a n do b s t a c l ed e 伊e e ，a no b s t a c l ef a c t o rd i a 印o s i so nm ea t i l l o s p h 谢c 铋v i r o l l i i l e n tw a sd o n eb y 觚o b s t a c l ef a c t o rd i s t i n g u i s h i n gm o d e ls e t t i n gu pi nc o m b i n a t i o nw i mt h ei n d e xw e i g l l t s a r i s e nf 而mt h ec o m b i n a t i o nw e i g h t i n gm e t h o d ( 5 ) t a k i n gac o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no ft h ei m p a c to f2 0 0 5 2 010e n e 鸩yu s ei nj i n a n c i t yo nt h ea t m o s p h 嘶ce n v i r o n m e n t a ls e c u r i t y 嬲a ne x a m p l e ，i tw 觞c o m p r e h c n s i v e l y e v a l u a t e da n da n a l y z e db yu s i n gt h ei n d e xs y s t e n le s t a b l i s h e di nt h i st h 商sa n dt h et o p s i s c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e l ：t h es i t u a t i o no ft h ea t m o s p h 鲥ce n v i r 0 啪e n t a ls e c u r i t yi n j i n a nc i t ya d v a n c e sy e a rb yy e a r ；i tw a si nt h ew a m i n gs t a t l l sf 而m2 0 0 5t o2 0 0 7 ，a n di na s a 衙s t a t u s 舶m2 0 0 8t o2 0l0 ，a n dt h e s e c u r i t yl e v e lo fa t m o s p h 嘶ce i l v i r o n m e n th a s e x p 嘶e n c e da ne v o l u t i o nt r a j e c t o r yo fe a r l yw a m i n g s a f e t y 1 h ea t m o s p h e ce 1 1 v i r o n m e n to f j i n a nc i t yi n2 0loh a sb e e nl e s sd a m a g e d ，i t s 如n c t i o n sa r es t i l l9 0 0 d ，锄dt h e r ei sa ns m a l l i m p a c to nh u m a nh e a l t ha n dn o n n a ll i f ea n dt h ea t m o s p h e ce n v i r o n m e n t a li s s u e sa r en o t s i g n i f i c a n ty e t 1 ti sn o t e w o r t h yt h a tt h ec o n c l u s i o n so ft h ep r o j e c tw e r ed e r i v e df 如mt h ec a l c u l a t i o n so f t h em a i nb a s i cd a t ab a s e do nt h er e l e v a n td a t ai nj i n a l ls t a t i s t i c a ly e a r b o o k w i t hc e n a i n d i s c r e p a n c i e sw i t ht h ep u b li c t 1 1 er e a s o nh e r ei st h a tt h ed a t a ，p u b l i s h e di nt h ec u 仃e n t s t a t i s t i c sa n dr e l e a s es y s t e m ，d o e s n tm a t c hw i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o n ，w h i c hw i l l i n e v i t a b l v l e a dt oa h i 曲l e v e lo fe v a l u a t i o n s o m ei n d e x e s ，s u c ha sp m 2 5a n n u a la v e r a g ec o n c e n t r a t i o n l v 山东建筑大学硕士学位论文 a 1 1 dm o t o rv e l l i c l ee 】【l l a u s ts t a i l d a r dr a t ec a l ln o tb el n c l u d 酣i nt h ei n d e xe v a l u a t i o ns y s t e m d u et ot h ei c a s o no fn os t a t i s t i c s ( 6 ) o nt h eb a s i so ft h es e c u r i t ye v a l u a t i o no fj i n a i lc i t y se l l e r j g yu s e o nt h ea n i l o s p h 鲥c e z l v i r o 衄e i l t ，m eb 删c rf a c t o r so fm e 砌o s p h e r i ce i l v i m n m e l l ts e 饥晡t ) rw e r ed i a g n o s e d 锄d t h er e s u l t sa 1 es h o w e db e l o w ： f r o mt h ep e r s p e c t i v eo ft h es y s t 锄l a y e ra n di n d e xo b s t a c l e ，m ec o r el a y t h ei n t e n l a l p r o c e s sl a y a i l dt h el e a n l i n g 锄dg r o w t hl a y e rh a v ea 1 1i m p a c to nt h ea 仃n o s p h e r e e n v i r o 啪e n t a ls e c u r i t yt oa1 a 唱ee x t e n t t h ec h a n g e si nt h eo b s t a c l e so fd i 行e r e n ti n d e x e s s h o wt h a tm ec o r cl a y e r ，t h ei n t c n l a lp r o c e s sl a y e r a n dt h el e a m i n ga l l d 粤。o w t hl a y e ri n c r e a s e w i t ha na v e r a g ea n n u a l r a t eo f4 10 ，5 3 9 a n d0 8 4 ，b u tt h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n tl a y e r d e c r e a s e sb ya na r m u a la v e r a g eo f16 3 0 ，s h o w i n gt h a tt h e r ei s 锄u i 苫e n tn e e dt or a i s et h e t a r g e tc o n 们l 抽d e x e so ft h ec o r el a y e ra i l dt h el “e lo fi n d e x e so ft h ei n t e m a lp r o c e s s1 a y e l f r o mt h eo b s t a c l e so ft h ei n d e xl a y p m l oa i l l l u a lm e a l lc o n c e i l t r a t i o n ，t h es h a r eo fr & d e x p 饥d i t i 玳i ng d p ，g d pe n e 略yc o n s u m p t i o np e ru n i t ，t h ep r o p o n i o no fc o a li nt o t a l 吼e 嘲，c o n s u i n p t i o n 觚ds u l 矗j rd i o x i d ee i i l i s s i o 娜p e rc a p i t aw i l lb em em a i nb a r r i e r 份c t o r s w i t ha i l 向h l r ei m p a c to nm ea t n l o s p h e r 主c 廿l v i r o n m c n ts e c u r i t y t h i sm e s i sb a s e do nc o m p r e h e l l s i v ee v a l u a t i o nr e s u l t so fj i n a l lc i t yp u t sf 0 刑a r dt h e t a r g e t e dr c c o m m d a t i o n so nt h ee n e r g yu s e 锄da t m o s p h 舐cc i l v i r o l 珊e n t a lp r o t e c t i o n c i t y k e yw o r d s ：a t m o s p h e r i ce 1 1 v i r o n m e n t a ls e c u r i t y ，i n d e xs y s t e m ，b s c ，t o p s i s ，j i n a n v 山东建筑大学硕士学位论文 1绪论 1 1 研究背景、意义 1 1 1 研究背景 能源是社会经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础，能源的丌发利用促进了 社会经济的发展，但同时也带来了严重的环境问题卜2 1 。环境空气中约7 0 的二氧化碳 ( c 0 2 ) 排放、9 0 的二氧化硫( s 0 2 ) 排放和6 7 的氮氧化物( n o 。) 排放来自于化石 燃料的使用【3 】。山东省作为能源消费大省，2 0 0 9 年能源消费结构中煤炭占7 7 1 3 ，石油 占2 1 2 7 ，大气污染类型以煤烟型为主。按照目i j i 的煤炭保有储量和生产能力，山东省 煤炭生产仅能维持2 0 年左右【4 1 。山东省以煤为主的能源消费结构短时间内难以改变，煤 炭所占比重过大，石油天然气等资源所占比重太小，尽管这是由山东省资源情况所决定， 但是显示出很大的不合理性。不合理的能源消费结构和能源的严重浪费是造成山东省大 气污染严重的主要原因之一。 2 0 世纪8 0 年代未以来，可持续发展思想逐渐成为全球共识，人们意识到单纯的环 境污染指标已不能准确地反映由人口、资源、环境、经济、社会所构成的复合生态系统 的状态，更不能为可持续发展的规划与决策提供必要的信息支持5 1 。 从现有的研究来看，研究能源的学者更多的是考虑能源的供给问题，而研究环境的 学者更多的是考虑环境的现象和结果，二者是相对分离的【6 1 。因此，必须在可持续发展 的理念和框架下，对能源利用对大气环境安全的影响进行全面、系统地研究，为能源可 持续利用与区域环境保护提供科学依据。 1 1 2 研究意义 在上述背景下，本论文按照可持续发展观点，提出种基于战略思考、兼顾指标平 衡、结合平衡记分卡( b a l a n c e ds c o r e c a r d ，简称b s c ) 【7 1 的环境评价指标研究新模式，构 建城市能源利用与大气环境安全交互影响的评价指标体系及综合评价方法，并以济南市 为例进行实证研究，获得济南市能源利用与大气环境安全状况定量评价数据，可为有关 决策部门制定各种政策提供科学的依据和指导，具有重要的理论意义和应用价值。 1 2 国内外研究进展 山东建筑大学硕士学位论文 1 2 1 环境指标体系研究进展 建立系统、完善的环境评价指标体系是评价环境质量的重要基础。因此，国内外学 者非常重视对环境指标体系的研究。环境指标体系研究总体上经历了两个高潮阶段。2 0 世纪六七十年代，现代工业革命带来巨大物质财富的同时环境污染问题日益突出，严重 地危害着人体健康，环境指标越来越受到人们的关注与研究，世界范围内掀起了第一次 环境指标研究的高潮，这一阶段主要集中在对地方层面上的大气污染和水污染评价指标 体系的研究。2 0 世纪八十年代，随着全球性大气环境污染问题的日益严重，特别是可持 续发展理念的提出，全球性的对于环境指标的研究进入了一个新的高潮，这一阶段坏境 指标体系主要以可持续发展为理论依据，将环境与经济、社会作为一个整体进行系统的 考虑【8 】。这期问比较典型的指标体系模型有两种： ( 1 ) 基于p s r 模型的指标体系。 p s r ( p r c s s u r e s t a t e r e s p o n s e ，压力状态响应) 模型，是由经济合作与发展组织 ( o e c d ) 与联合国环境规划署( u n e p ) 在2 0 世纪九十年代末首次提出的，它从人类 与环境系统的相互作用与影响出发，对坏境指标进行组织分类，具有较强的系统性【9 】。 该模型的内涵是：人类活动对环境施加压力( p r e s s u r e ) ，改变了环境质量、自然资源与 生态系统的状态( s t a t e ) ，社会则通过环境、经济和产业等方面的政策和措施对这种改变 进行回应( r e s p o n s e ) 【加1 。联合国可持续发展委员会( u n c s d ) 以此模型为基础，根据 2 1 世纪议程提出了“驱动力状态珥匈应”( d s r ) 模型，共1 3 4 项指标，并于2 0 0 1 年设计了一个新的共有1 5 项3 9 个子项指标的核心指标框架，其中d ( d r i v e ，驱动力) 表示造成发展不可持续的人类活动、消费模式或经济系统的一些因裂j 2 1 ；我国学者左 伟对p s r 模型进行扩展，制定了d p s r 生态环境系统服务的概念框架。 2 0 0 6 年逯元常【1 4 】从我国大气环境安全形势出发，应用p s r 模型，搭建了4 层3 度 ( 系统层、变量层、指数层和指标层4 层指标体系，大气环境安全状态层、压力层和响 应层3 个角度) 的指标体系。2 0 0 8 年孙建蒯。5 l 从城市环境安全的内涵出发，根据p s r 模型，构建了一个由目标层、准则层和指标层组成的3 层次的城市环境安全评价指标体 系。2 0 1 1 年张蓉珍【i6 】借鉴文献 1 4 】等相关文献，结合实际情况构建了陕西省大气环境安 全评价指标体系，并在此基础上进行了实证分析。 p s r 模型只是对于环境指标的基本分类，但对于某些环境指标，并不能清楚的区分 出属于哪一类。例如将压力指标中的污染物排放指标与造成该排放量的生产活动产量相 比较得到的指标，如火力发电站单位发电量二氧化硫排放量，既可作为压力指标，又可 山东建筑大学硕士学位论文 作为减少单位发电量污染物排放量的响应指标；单位经济产出自然资源消耗指标，既可 作为压力指标，又可作为度量自然资源利用率的响应指标。另外，反映环境与资源问题 的价格指标与些环境指数也很难纳入p s r 概念模型，以上是p s r 概念模型无法解决 的问题【17 1 。 ( 2 ) 基于e e e 模型的指标体系。 相比较p s r 模型而言，基于e e e ( e n e 玛y e c o n o m y - e n v i r o 衄e n t ，能源一经济- 环境) 模型构建区域发展水平的评价指标体系体现了各个子系统之间的联系，从而在评测区域 可持续发展水平时更好地突出了区域发展的整体水平【1 8 】。 e e e 模型不仅本身能够用来评价分析能源、经济、环境的现状和政策等，而且还为 其他的分析、评价模型提供了构建指标体系的思路，许多学者和机构都根据自己所关心 的问题对e e e 模型进行改造。y u a i l 等认为应该从人口、资源、能源、经济、环境和 生态6 个方面进行一个区域可持续发展的规划工作。2 0 0 3 年阎耀军【2 0 】提出了由人口( p ) 、 资源( r ) 、环境( e ) 、经济( e ) 、社会( s ) 和域外6 个子系统为基本框架的指标体 系( 简称p r e e s ) ，在这个体系中，每个子系统内部所包含的具体指标，都按照对立统 一关系划分为相互对应的两个指标群，从而可以大大增强该指标体系的分析比较功能。 基于e e e 模型的指标体系层次清晰，指标的作用较为明确，指标间的联系有所体现； 其缺点是对指标的选取缺少一定准则，易造成部分指标选取具有随意性。 总体而言，目前环境指标体系的研究主要存在以下方面问题： ( 1 ) 指标数目繁多，某些指标信息重复，指标问逻辑关系不清晰，缺乏必要的因果 关系； ( 2 ) 虽然指标体系设计较为严密，但由于部分指标数据在现行统计体制下难以获得， 致使可操作性较差； ( 3 ) 缺乏对单一环境问题，诸如对大气环境安全影响的指标体系方面的研究； ( 4 ) 尚未形成统一的指标体系应用研究方法，对于难以量化的指标，主观性强，致 使研究结果存在较大误差； ( 5 ) 缺乏动念的指标因果变化研究，某些指标仅在一定程度上表现出线性因果关系。 1 2 2 评价方法研究进展 综合评价是指对多属性体系结构描述的对象系统做出全局性、整体性的评价，即对 评价对象的全体，根据所给的条件，采用一定的方法给每个评价对象赋予一个评价值， 再据此择优或排序【2 。评价方法的科学性是客观评价的基础。评价方法主要涉及两方面 山东建筑大学硕士学位论文 的内容，一是指标权重的确定，二是综合评价的方法。 指标权重是丌展评价的基础，权重确定是否合理直接关系到评价的准确性和科学性。 目前权重的确定方法主要有主观赋权法和客观赋权法两大类。第一类主观赋权法，即采 用综合咨询评分的定性方法确定权数，然后对无量纲后的数据进行综合，如统计分析法 ( d e l p h i ) 【1 4 2 2 1 、层次分析法( a h p s a t t y ，1 9 8 0 ) 【2 3 之5 】等。2 0 0 4 年会菊良【2 6 之7 】为修正 a h p 中判断矩阵的一致性，提出了用加速遗传算法( a c c e l e r a t i n gg e n e t i ca l g o r i t h m ，简 称a g a ) 同时修正判断矩阵一致性和计算a h p 中各要素的排序权值的新方法 a g a a h p ，该方法计算结果稳定、精度高，但计算过程较为繁琐；2 0 0 6 年逯元堂【1 4 】在 对全国省级大气环境安全评估时利用基于d e l p h i 法的层次分析法确定指标权重，规避了 d e l p h i 法主观性强的弱点。第二类客观赋权法，即根据各指标之间的相关关系或各项指 标值的变异程度来确定权数，主要有主成分分析法【2 8 - 2 9 1 、方差赋权法【3 0 1 、熵值法【1 6 3 、 相似数定义相似权法【3 2 彤】等。熵权法是目前应用较多的客观赋权法，高长波【3 4 1 等认为此 方法不但考虑决策信息量多少，也考虑了信息质量，但却不能反映专家的知识和经验以 及决策者的意见。为了使决策结果更符合客观实际，在实际应用中可结合主、客观赋权 法对指标进行组合赋权，以求得的综合权重作为评价指标的最终权重【3 5 舶l 。 目前应用于能源和环境领域的综合评价方法主要是在综合指数法【1 4 。6 1 、模糊综合评 价法( z a d e h ，1 9 6 5 ) 【3 7 1 、逼近理想点排序法( h w a n g ，1 9 8 1 ) 【3 8 1 、灰色关联分析法( 邓 聚龙，1 9 8 7 ) 【3 9 】等传统方法的基础上结合不同的权重确定方法进行的改进和综合集成。 2 0 0 5 年黄慧榭4 0 】利用基于a g a 的改进模糊层次分析法a h p f c e 对泾河流域水质规划 方案进行了综合评价，得到了较为精确且合理、有效的结果。2 0 0 7 年刘娜将熵值理论 与模糊物元模型相结合，建立了基于熵权的城市生念系统健康评价模糊物元模型。2 0 1 0 年孙天晴【4 2 】首次将模糊综合评价模型引入到能源体系权重确定中，建立了多级城市能源 系统模糊综合评价模型。2 0 0 6 年j a h a n s h a h l o o 【4 3 】将基于a 截集( a c ”细) 的三角模糊数概 念引入t o p s l s 模型，很好地解决了将定性指标评价定量化的问题。2 0 0 9 年张军【3 6 l 以原 始数据样本与理想方案之间的灰色关联系数矩阵为新的矩阵对t o p s i s 模型进行了改 进，克服了传统理想解乏仅仅基于原始数据，难以挖掘数据内在规律的缺点。2 0 1 1 年李 晓掣4 4 】针对传统t o p s i s 法存在的不足，提出利用层次分析法和投影寻踪熵耦合法对评 价指标进行组合赋权、引入卡方距离代替欧式距离以计算与理想方案的贴近度的改进方 法，但其所采用的卡方距离计算公式有待进一步验证。 总体而言，目自n 评价方法的研究主要存在以下方面问题： 山东建筑大学硕士学位论文 ( 1 ) a h p 法的传统l 一9 标度的均匀性、可记忆性、可感知性较好，但其一致性和 权重拟合性差，对于计算精度要求较高的多准则下排序问题误差较大； ( 2 ) 模糊综合评价法中拟定的各指标隶属函数多为线性函数，较为常用的模糊合成 算子肘( ，+ ) 是一种线性加权计算方法，而评价是一种人的智能活动，具有非线性的特性； ( 3 ) 灰色关联分析法以评价对象统计数据为基础进行定量描述和比较分析，但没有 考虑各指标对评价结果影响的重要程度； ( 4 ) 传统t o p s i s 法以距正理想解和负理想解的欧式距离为基础来判断评价方案的 贴近理想解的程度，存在一个与正理想解的距离近的方案可能与负理想解的距离也近的 问题。 各种评价方法各具特色又有自身的弊端，在评价过程中，应根据评价区域具体条件 以及评价对象的具体要求，选择其合适的评价方法，必要时应对各种评价方法结合使用 并作相应的改进。 1 3 主要研究内容 ( 1 ) 建立基于b s c 的城市能源利用对大气环境安全影响的指标体系。参考平衡计 分卡顾客要素、财务要素、内部流程要素、学习与成长要素四个维度，设计核心层、内 部流程层、学习与成长层、经济发展层四个层面，构建基于b s c 的城市能源利用对大气 环境安全影响的评价指标体系。指标体系的设计应力求全面、合理，符合系统性、可比 性、易操作性、科学性等原则。 ( 2 ) 确定城市能源利用对大气环境安全影响指标体系的各指标权重。采用带有专家 可信度的非线性优化层次分析法( a h p ) 来确定指标的主观权重，采用熵权法获得指标 的客观权重，考虑权重折衷系数得到指标组合权重，避免主观权重受人为因素影响较大， 而客观权重无法表达主观意识的缺点。 ( 3 ) 建立基于卡方距离的改进t o p s i s 综合评价模型。通过非线性a h p 熵权组合 赋权确定评价指标的权重；引入卡方距离代替欧式距离计算评价方案与最优理想参照点