基于CRITIC赋权的模糊综合评判模型在水质评价中的应用.docx

基于CRITIC赋权的模糊综合评判模型在水质评价中的应用
引言
水是人类不可或缺的重要资源。近年来，由于人类活动与天然因素的影响，水质问题越来越引起人们的关注。水质评价是解决水质问题的首要步骤。传统的水质评价方法通常基于经验公式或专家判断，存在评价结果主观性强、难以量化等问题。而模糊综合评判方法则可以较好地解决这些问题。
本文将介绍一种基于CRITIC赋权的模糊综合评判模型，该模型在水质评价中得到了应用，并取得较好的评价结果。
1.CRITIC法简介
CRITIC(CriterionImportanceThroughInteractiveChoiseandRanking)方法是一种对准则赋权的方法，适用于指标之间存在相互影响的问题。其基本思想是，通过专家的交互选择和协商，得出各指标的重要性权重。具体实现过程包括以下几步：
（1）选定决策层和准则层。
（2）专家给出指标间相对重要性的排序。
（3）对排序结果进行标准化和归一化处理。
（4）确定各指标的权重。
CRITIC法的优点是：考虑到了指标间的相互影响;适用于多个评价指标的情况;可以较为客观地确定指标权重。
2.模糊综合评判模型
模糊综合评判模型是一种将定量和定性指标转化为模糊数进行综合评价的方法。该方法把指标分成模糊集合，将模糊集合进行模糊运算，最终得出评价结果。模糊综合评判模型能够同时考虑各指标权重和关联性，因此广泛应用于各种评价问题。
本文在CRITIC法的基础上，采用模糊综合评判模型，针对水质评价问题，建立了基于CRITIC赋权的模糊综合评判模型。
3.模型应用
本文将该模型应用于某市区内河流水质评价。评价指标包括：pH值、溶解氧、总氮、总磷和化学需氧量等5个指标。对各指标的赋权采用CRITIC方法。假设有3位专家，其排序结果如下：
表1CRITIC排序结果
|指标|1号专家|2号专家|3号专家|
|-------------|---------|---------|---------|
|pH值|2|3|2|
|溶解氧|3|2|3|
|总氮|4|4|4|
|总磷|5|5|5|
|化学需氧量|1|1|1|
将排序结果进行标准化和归一化，得到每个指标的权重，如下表：
表2CRITIC法权重
|指标|权重|
|-------------|---------|
|pH值|0.1875|
|溶解氧|0.3125|
|总氮|0.25|
|总磷|0.125|
|化学需氧量|0.125|
根据该权重，对各指标进行模糊化处理。由于研究对象为水体，因此将各指标的值划分为6个等级：极好、优、良、中等、较差和极差，每个等级的模糊隶属度如下表：
表3各等级隶属度
|指标|极好|优|良|中等|较差|极差|
|-----------|------|------|------|------|------|------|
|pH值|0.1|0.2|0.3|0.2|0.1|0.1|
|溶解氧|0.05|0.15|0.3|0.3|0.15|0.05|
|总氮|0.1|0.2|0.3|0.2|0.1|0.1|
|总磷|0.1|0.15|0.2|0.3|0.15|0.1|
|化学需氧量|0.1|0.2|0.3|0.2|0.1|0.1|
对每个指标的等级赋予对应的隶属度，可以得到每条样本河流水质的综合隶属度。假设有5条样本，其综合隶属度如下：
表4水质综合隶属度
|河流|综合隶属度|
|------|------------|
|河流1|0.2|
|河流2|0.4|
|河流3|0.3|
|河流4|0.5|
|河流5|0.1|
根据综合隶属度的大小，可以对样本进行评级，如下表：
表5水质评级
|水质等级|综合隶属度范围|
|----------|-----------------------|
|优|0.4~1|
|良|0.2~0.4|
|中等|0.15~0.2|
|较差|0.1~0.15|
|极差|0~0.1|
根据评级结果，可以发现，样本中有3条河流水质评级为良，2条河流水质评级为中等。
4.结论
基于CRITIC赋权的模糊综合评判模型在水质评价中得到成功的应用。该模型能够综合考虑各指标间的关联性和重要程度，对水质情况进行客观评价，可以为相关部门提供科学的决策依据。