基于TOPSIS方法的雾霾污染风险评价

王沁

摘要：本文采用层次分析法与逼近理想点法评价相结合的方法，研究雾霾污染情景下城市的风险性。首先通过选取敏感因子建立了雾霾污染情景下城市风险的指标并通过层次分析法确定各个指标的权重；利用多目标决策方法中的逼近理想点法来计算选取的16个城市的风险，根据风险计算结果进行排序得到这16个城市关于雾霾污染的风险评价，通过风险计算的结果分析各城市雾霾污染形成的主要原因并对此给出相应的发展对策和建议。

关键词：TOPSIS方法；雾霾污染风险

1.引言

雾霾污染是整个社会越来越关注的一个问题，雾霾天气对能见度，空气质量，人们的交通，生活和健康都造成了严重的影响。雾霾天气的出现不仅仅与气象条件有关同时也与区域的社会因素经济因素和污染源有着密切的关系[2]。目前对于各类环境污染的风险研究主要集中在水污染和土壤污染，而对于雾霾这类空气污染的风险研究较少。造成雾霾污染的原因有很多，主要有二氧化硫的二次转化，工业烟尘排放，工业粉尘排放，机动车排放等[2，3，4]。同时由于各个区域的自然环境和社会环境的不同，造成了各个区域在雾霾污染的情景下风险的高低不同。本文通过选取造成雾霾污染风险因素来建立评价体系，获取评价指标及权重并通过逼近理想点法来计算区域的风险。

2.评价体系和方法简介

2.1层次分析法[5]

AHP层次分析法的基本原理就是把一个较为复杂的问题看成一个整体，通过对整体中各个因素的划分出有相互联系的层次，通过专家打分的方法对各个层次因素进行比较，从而建立判断矩阵计算出每个层次各个因素的权重，从而根据权重进行结果的计算和排序。

2.2 逼近理想点法[6]

TOPSIS方法是一种常用的多目标决策方法，主要是通过决策目标的正负理想解来进行排序。其求解的一般步骤为：构建决策矩阵同时进行无量纲化处理得到无量纲化决策矩阵V=（vij）m*n，构建加权决策矩阵R=（rij）m*n，确定备选方法的正理想解S+和负理想解S-，并计算各个备选方案到正负理想解的欧式距离然后进行排序。

3.雾霾污染情景下风险评价体系

3.1雾霾污染情景下区域风险评价指标及权重

由于目前没有固定的雾霾污染风险评价体系，本文参考了雾霾污染物來源分析，环境污染脆弱性分析等研究成果，综合考虑了自然，社会和污染物来源三大主要因素，选取了相应的指标，构建了评价指标体系同时利用AHP方法得出指标权重如表1：

3.2 基于逼近理想点法的雾霾污染情景下城市风险评价

1.数据选取：本文的研究采用了《中国统计年鉴》的相关数据，数据处理标准如下：（1）如果某个城市的指标数据缺失超过2个，则不作为评价对象，故本文选取了16个数据全面的城市作为评价对象；（2）由于在雾霾污染的情况下各个城市的风险与其居民和经济发展水平密切相关，故选考虑了各个城市的人口密度和人均GDP值。

4.结果分析

本文通过收集整理十六个城市的雾霾污染相关数据，利用本文提出的指标体系和TOPSIS方法对十六个城市的雾霾污染风险进行了评估，得到了十六个城市雾霾污染风险的排名。在经济发展程度相当的情况下，分析比较各个城市在雾霾污染下的风险。首先，可以看到北京，天津，上海，重庆这四个大型的直辖市的排名较为靠前，说明其在面对雾霾污染的情况下风险性较高，造成这种高风险的原因主要是污染物来源多且人口密度大使得城市的敏感性较高。其次，我们可以发现一些工业城市的排名也较为靠前，例如哈尔滨太原等，说明这些城市在污染物排放较高的情况下，同时自然环境的状态较差使得城市的自身抵御污染的能力较低，从而造成了城市在雾霾污染的情况下风险较高。同时，在排名较为靠后的几个城市，如杭州，西安，广州等，这些城市虽然存在着一定程度的污染物排放，人口密度和人均GDP也较高，但是由于其自然环境良好，有利于污染物扩散同时自身具备一定消化污染物的能力，因此可以看到其在雾霾污染情况下风险性相对于其他几个城市较低。

5.结论

本文通过利用层次分析法与逼近理想点评价方法相结合，能够较为准确和客观的评价了雾霾污染情景下的城市风险性。为城市治理污染和未来建设方向提出了一定的意见和建议。但是由于影响雾霾污染风险的因素有很多，本文只选取了其中较为具有代表性的几个因素，在评价的过程当中还是有很多其他的重要的影响因素，因此本文的评价指标体系有待完善和补充。逼近理想点法能够为我们提供一个较为客观的排序和评价结果，但是其方法本本身也具有一定的局限性，综上在本文的工作基础上，未来的研究工作可以有很大的发展空间。（作者单位：电子科技大学经济与管理学院）

参考文献

[1]潘本锋， 汪 巍， 李 亮， 李健军， 王瑞斌.我国大中型城市秋冬季节雾霾天气污染特征与成因分析[J]. 环境与持续发展， 2003， 1：22-36

[2]王玮，汤大钢，等.中国PM2.5污染状况和污染特征的研究[J].环境科学研究，2000，13（1）：1-5

[3]朱先磊，张远航，等.北京市大气细颗粒物PM215的来源研究[J].环境科学研究，2005，18（5）：1-5.

[4]黄辉军，刘红年，等.南京市PM2.5物理化学特性及来源分析[J].气候与环境研究，2007，11（6）：713-722

[5]叶珍，基于AHP的模糊综合评价方法研究及应用[D]，广州：华南理工大学硕士学位论文，2010.

[6]张先起， 梁 川， 刘慧卿. 基于熵权的改进TOPSIS法在水质评价中的应用[J].哈尔滨工业大学学报， 2007，39（10）：1670-1672.