垃圾焚燒發(fā)電論文

#2014深圳杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模夏令營承諾書我們仔細閱讀了中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模夏令營的競賽規(guī)則.我們完全明白，在競賽開始后參賽隊員不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊外的任何人（包括指導(dǎo)教師）研究、討論與賽題有關(guān)的問題。我們知道，抄襲別人的成果是違反競賽規(guī)則的,如果引用別人的成果或其他公開的資料（包括網(wǎng)上查到的資料），必須按照規(guī)定的參考文獻的表述方式在正文引用處和參考文獻中明確列出。我們鄭重承諾，嚴格遵守競賽規(guī)則，以保證競賽的公正、公平性。如有違反競賽規(guī)則的行為，我們將受到嚴肅處理。我們參賽選擇的題號是（從A/B/C/D中選擇一項填寫）：_C我們的參賽報名號為（如果賽區(qū)設(shè)置報名號的話）：所屬學(xué)校（請?zhí)顚懲暾娜簠①愱爢T（打印并簽名）：1.指導(dǎo)教師或指導(dǎo)教師組負責人（打印并簽名）：日期：2014年5月28日賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進行編號）：

2014深圳杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模夏令營編號專用頁賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進行編號）：賽區(qū)評閱記錄（可供賽區(qū)評閱時使用）：全國統(tǒng)一編號（由賽區(qū)組委會送交全國前編號）：全國評閱編號（由全國組委會評閱前進行編號）：垃圾焚燒廠的經(jīng)濟補償問題摘要在垃圾焚燒廠運行監(jiān)管方面，目前主要是在垃圾焚燒廠內(nèi)進行測量監(jiān)控，缺少從周邊環(huán)境視角出發(fā)的外圍動態(tài)監(jiān)控。本文采用一種大氣污染物的擴散模型高斯模式，對垃圾焚燒廠周圍居民點的污染物濃度進行合理的預(yù)測，進而形成各居民點污染程度的評價，對不同等級的污染情況制定不同的賠償標準。本文主要采用微分方程方法，研究2011年4月到2012年4月垃圾焚燒廠所在地每天的風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量等記錄數(shù)據(jù)，以焚燒爐的污染物排放量、居住點離開垃圾焚燒廠的距離以及風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等氣象因素為主要影響因素，研究這些因素對各居民點污染物濃度的影響，建立擴散方程，形成每個居民點每天每種污染物濃度的記錄，進而計算空氣污染指數(shù)API,然后以API為依據(jù)，形成污染程度的等級劃分，進而形成不同污染等級的賠償標準。本文中用高斯模型計算得到的各地污染物濃度與實地監(jiān)控得到的數(shù)據(jù)基本吻合，用計算得到的數(shù)據(jù)和我們檢驗用到的實測數(shù)據(jù)分別代入后續(xù)的API計算公式，所得到的污染分級大致形同，說明本文建立的模型與實際情況較為相符，具有可行性。對于后續(xù)模型的改進，我們提出加入地形起伏等因素的影響（考慮到建筑物高度對污染物擴散的影響相對有限，所以在高度對模型影響時只考慮地形因素），這需要在原有擴散方程中加入kh因子，其中k為影響系數(shù)（假設(shè)h對濃度的影響是線性的，后續(xù)根據(jù)模型與實際濃度吻合情況考慮h的非線性影響），但由于時間限制，我們只提出了初步的想法，沒能最終形成修正后的擴散方程。關(guān)鍵詞：高架連續(xù)點源擴散模式，空氣污染指數(shù)API,動態(tài)監(jiān)控1、問題重述1.1問題背景“垃圾圍城”是世界性難題，在今天的中國顯得尤為突出。數(shù)據(jù)顯示，目前全國三分之二以上的城市面臨“垃圾圍城”問題，垃圾堆放累計侵占土地75萬畝。因此，垃圾焚燒正逐步成為中國垃圾處理的主要手段之一。然而，由于政府監(jiān)管不力、投資者目光短淺等多方面的原因，致使前些年各地建設(shè)的垃圾焚燒電廠在運營中出現(xiàn)了環(huán)境污染問題，給垃圾焚燒技術(shù)在我國的推廣造成了很大阻力。這就需要客觀上對垃圾焚燒廠所排出的廢氣對本地區(qū)空氣污染情況進行評價。但是在垃圾焚燒廠運行監(jiān)管方面，目前主要是在垃圾焚燒廠內(nèi)進行測量監(jiān)控，缺少從周邊環(huán)境視角出發(fā)的外圍動態(tài)監(jiān)控，因而難以形成為民眾所信服的全方位垃圾焚燒廠環(huán)境監(jiān)控體系?；谏鲜銮闆r，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，運用數(shù)學(xué)建模的方法，對城市垃圾焚燒廠空氣污染做出準確的分析，在進行科學(xué)定量分析的基礎(chǔ)上，確立一套可行的垃圾焚燒廠環(huán)境影響動態(tài)監(jiān)控評估方法和具體的賠償標準問題提出深圳市某地點計劃建立一個中型的垃圾焚燒廠，計劃處理垃圾量1950噸/天（設(shè)置三臺可處理垃圾650噸/天的焚燒爐，排煙口高度80米，每天24小時運轉(zhuǎn)）。從構(gòu)建環(huán)境動態(tài)監(jiān)控體系、并根據(jù)潛在污染風(fēng)險對周圍居民進行合理經(jīng)濟補償?shù)男枨蟪霭l(fā)，有關(guān)部門希望能綜合考慮垃圾焚燒廠對周圍帶來環(huán)境污染以及其他危害的多種因素（例如，焚燒爐的污染物排放量、居住點離開垃圾焚燒廠的距離、風(fēng)力和風(fēng)向及降雨等氣象條件、地形地貌以及建筑物的遮擋程度等等），在進行科學(xué)定量分析的基礎(chǔ)上，確立一套可行的垃圾焚燒廠環(huán)境影響動態(tài)監(jiān)控評估方法，并針對潛在環(huán)境風(fēng)險制定出合理的經(jīng)濟補償方案。要求在收集相關(guān)資料的基礎(chǔ)上考慮以下問題：（1）假定焚燒爐的排放符合國家新的污染物排放標準，根據(jù)垃圾焚燒廠周邊環(huán)境設(shè)計一種環(huán)境指標監(jiān)測方法，實現(xiàn)對垃圾焚燒廠煙氣排放及相關(guān)環(huán)境影響狀況的動態(tài)監(jiān)控。以設(shè)計的環(huán)境動態(tài)監(jiān)控體系實際監(jiān)控結(jié)果為依據(jù)，設(shè)計合理的周圍居民風(fēng)險承擔經(jīng)濟補償方案。（2）由于各種因素焚燒爐的除塵裝置（如袋式除塵器）損壞或出現(xiàn)其他故障導(dǎo)致污染物的排放增加，致使相關(guān)各項指標將嚴重超標（如：煙塵濃度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二惡英類及重金屬等排放超標）。在考慮故障發(fā)生概率的情況下修正監(jiān)測方法和補償方案。2、模型假設(shè)1）以右手坐標系（食指一x軸；中指一y軸；拇指一z軸）建立咼斯模型的坐標系，原點：為無界點源或地面源的排放點，或者高架源排放點在地面上的投影點；x為主風(fēng)向；y為橫風(fēng)向；z為垂直向2）全部咼度風(fēng)速均勻穩(wěn)定；3）源強是連續(xù)均勻穩(wěn)定的；4）擴散中污染物是守恒的（不考慮轉(zhuǎn)化）；5）污染物濃度在y、z風(fēng)向上分布為正態(tài)分布；6）不考慮建筑物高度對污染物濃度的影響，即z=0,3、符號說明u:平均風(fēng)速，m/s；q：源強，g/s；b:側(cè)向擴散參數(shù)，污染物在y方向分布的標準偏差，m；yb:豎向擴散參數(shù)，污染物在z方向分布的標準偏差，m；zH:垃圾焚燒廠煙囪的高度；y:橫風(fēng)向坐標；x:主風(fēng)向坐標；C大、C?。涸贏PI分級限值表（表1）中最貼近C值的兩個值，C大為大于C的限值，C小為小于C的限值；【大、I小:在API分級限值表（表1）中最貼近I值的兩個值，I大為大于I的值,I小為小于I的值；Ci：測點逐時污染物濃度，n為測點的日測試次數(shù)；b:某一污染物的日均值；I.：第i種污染物的污染指數(shù);i問題分析4.1問題一的分析空氣中的污染物通常都會受到風(fēng)力降雨等自然因素以及擴散距離的影響，風(fēng)力和降雨越大，距離污染源越遠，污染物的濃度就會越小。利用高架連續(xù)點源擴散模式，計算在風(fēng)力和降雨影響下不同距離處居民區(qū)空氣污染物的濃度，并把污染濃度換算成API指數(shù)。以API為依據(jù)，結(jié)合當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展水平和國家相關(guān)規(guī)定算出垃圾焚燒廠附近居民應(yīng)得的經(jīng)濟補償。下圖為問題一建模的流程圖.

4.2問題二的分析由于各種因素焚燒爐的除塵裝置（如袋式除塵器）損壞或出現(xiàn)其他故障導(dǎo)致污染物的排放增加，致使相關(guān)各項指標將嚴重超標（如：煙塵濃度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二惡英類及重金屬等排放超標。所以在焚燒爐因為故障而導(dǎo)致污染物排放量超出國家標準的時候，應(yīng)該另外評估監(jiān)測指標和賠償標準。要考慮到故障機器個數(shù)對污染物濃度的不同影響，就需要重新考慮污染物初始濃度，計算出此時的API值，與正常工作條件下的API值進行比較，最后將故障的概率考慮成權(quán)重從而計算出最后的補償金額。5問題的建立與求解5.1對問題一的建模與求解5.1.1擴散方程的建立下圖是高斯擴散模型的坐標系，

p(x,p(x,y,z,H)=4exp—y2<exp2兀pooyzk2o2丿y丿C-H)]+exp202y」(5.1.1)式(5.1.1)是高架連續(xù)點源擴散模式，為簡單起見，我們忽略高度對居民點污染物濃度的影響，即令z=0，得到地面濃度模式:c(x,y,c(x,y,z,H)=exp-兀卩OO、yz、y22o2丿y丿exp2o2丿z丿(5.1.2)由附件4及深圳市氣象局網(wǎng)站提供的2011年4月至2012年4月的數(shù)據(jù)記錄表，得到每天的風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量等數(shù)據(jù)，由附件一得到垃圾焚燒廠煙囪每天排出的污染物濃度。我們要根據(jù)煙囪排出的污染物濃度進一步得到各污染物的源強q.對于源強的計算，假設(shè)煙囪是一個規(guī)則的圓柱體，底面直徑為5m,高為80m.煙囪形狀如左圖所示，則1000c*n*r2*h

t其中，q為源強，單位是g/s;c為污染物濃度，單位是mg/m3;v為煙囪體積,單位是m3，r=5m為底面半徑，h=80m為煙囪高度;t為煙霧在排出之前在煙囪內(nèi)平均停留的時間,由附件五知t大約為3s.通過谷歌地圖我們找到垃圾焚燒廠附近居民點的分布情況，我們選定6個居民區(qū)作為監(jiān)控對象，這6個居民區(qū)分別是羅田社區(qū)、東方社區(qū)、光明新區(qū)西田社區(qū)、碧光社區(qū)、輔城坳社區(qū)、和禾花社區(qū)，為了敘述方便，將這6個社區(qū)分別記為社區(qū)A、B、C、D、E、F,他們距離焚燒廠的距離分別為3km、4.3km、5.5km、

4.1km、1.6km、2.5km.5.1.1.1大氣擴散系數(shù)（°y，◎z）的確定擴散參數(shù)是表征湍流擴散劇烈程度的物理量，是影響污染物濃度的重要參數(shù)。首先我們考慮使用P-G曲線法確定大氣擴散系數(shù)，該法的要點是首先根據(jù)帕斯奎爾劃分大氣穩(wěn)定度的方法來確定大氣穩(wěn)定度級別；然后從圖4-4和圖4-5中查得對應(yīng)的擴散參數(shù)oy和oz；最后將oy、oz代入前面介紹的高斯擴散模式中，就可估計出各種情況下的濃度值。帕斯奎爾在1961年推薦一種僅需要常規(guī)氣象觀測資料就能估算oy，oz的方法，吉福德（Gifford）進一步將它制成應(yīng)用更方便的圖表。應(yīng)用觀測到的風(fēng)速、云量、云狀和日照等天氣資料，將大氣擴散稀釋能力分為6個等級：A一極不穩(wěn)定，B一不穩(wěn)定，C一弱不穩(wěn)定，D一中性，E—弱穩(wěn)定，F(xiàn)—穩(wěn)定。若穩(wěn)定級別為A?B，則表示按A、B級的數(shù)據(jù)內(nèi)插。農(nóng)4-3穩(wěn)宦度毅別劃分叢地面風(fēng)速7..,｛距地面10m赴）/mrs-1白大&凰輻射陰無的白天或夜間有云的夜間強■■-°申弱薄云遮天或<4/10<2AA-BBJJ27A-BBCDE/■'3-5B”?匚C.L）DE5fCC-D”門I)L）>6CDDI?D可見，穩(wěn)定度需要根據(jù)各居民點每天的風(fēng)速和降雨量（是否陰天）確定。下一步，要根據(jù)P-G曲線得到。y，◎z。10團-i4下鳳園葛和朮平擴址甜疊的直柔I0Gifl4-^下鳳陀黒和惴nirnr#前的關(guān)棗10團-i4下鳳園葛和朮平擴址甜疊的直柔I0Gifl4-^下鳳陀黒和惴nirnr#前的關(guān)棗但在實際的建模過程中我們發(fā)現(xiàn)利用P-G圖雖然比較直觀，但讀數(shù)精度差，且不便于使用計算機計算，因此我們考慮使用一組經(jīng)驗公式作為代替，通過查閱資料，我們找到了一種較為精確的公式【1】，o=a+bxg+cxe(5.1.3)這個公式是在Martin⑵提出的o=cxd+fz(5.1.4)基礎(chǔ)上進一步擬合得到的，該經(jīng)驗公式和擬合結(jié)果可以在0.01?100.00km范圍內(nèi)較好地表示水平和垂直方向上的大氣擴散系數(shù)。接下來，我們需要確定(5.1.3)中系數(shù)a、b、c、g、e。公式(5.1.3)在水平方向上擴散系數(shù)的擬合結(jié)果如下表：穩(wěn)定度級別adeA0x0048230.7300th9311-72.03001.0740B<L0010245.13$80.952L-91.0407L0500C(k01&0266.52120.9776-163.4154L0200DT-02202172.365769972-2104.2353LOOO0E0-0030243.9271(L98<37—19么99291.010oF-0.0150190S.17550?9984-1871.2704L000Q在垂直方向上擴散系數(shù)的擬合結(jié)果為:矗定崖坍別擬合站果-適宜區(qū)間/如□He0.21L&255^05552,m4mmi機97500.01-0.30433>544546S.66112.10290,01000.30-3,100.00502?.4599甌09470.92了0{J.0Z4Qmb.m7112.010S1腫9-373.343￡0.DJ4acawsc?5.昨CU155-4.1口啊o.ci-maoDa1掘i^5.5170止702&-352.3331-s.徵513.^253Q.(43Q-7.2B370,85500,35-100.00Eo.816&D.516S-7B2.54D6Q510Q詢780-8.m3mossB0.嗣I-J89.8360a5^0o.eo-ioo.ooF0.兇315.1S770.7375-1.511!0.1300O.Ol-'O.so一5?24B9350.IM50.6IK-33123&8C.G2000.50-100.00注:人城km*護膠杲甑恒零于￡.囿也汕蚩=〉器啊巾申腋杲獨恒幫于乩00也5.1.1.2計算出6個居民點在高斯模型中的坐標(x,y)

以垃圾焚燒發(fā)電廠為坐標圓心，將6個居民區(qū)的方位用角度表示，即用0°表示正東方向，45°表示東北方向，90°表示正北方向，以此類推，結(jié)合各居民點距離中心點的距離建立居民區(qū)的空間分布圖。依據(jù)上文假設(shè)知道，高斯模型里的x軸方向為正風(fēng)向，在不同風(fēng)向下，有不同的x軸，也就有不同的六組位置坐標。0°（180°）45°（225°）90°（270°）135°（315°）xyxyxyxyA21.2-2.120-3-2.12-2.12-30B0-4.3-3.04-3.04-4.30-3.043.04C5.503.89-3.890-5.5-3.89-3.89D-2.9-2.9-4.10-2.92.904.1E01.61.131.131.601.13-1.13F1.771.772.501.77-1.770-7.5180°（0°）225°（45°）270°（90°）315°（45°）xyxyxyxyA-2.122.12032.122.1230B04.33.043.044.303.04-3.04C-5.50-3.893.8905.53.893.89D2.92.94.102.9-2.90-4.1E0-1.6-1.13-1.13-1.60-1.131.13F-1.77-1.77-2.50-1.771.7702.5注：0°（180°）表示x軸正向為0°，對應(yīng)的，此時風(fēng)向為180°,即西風(fēng)。上表即不同風(fēng)向（x軸）下居民點的地理坐標。5.1.1.3某種污染物濃度的最終確定由附件四的風(fēng)向數(shù)據(jù)得到垃圾焚燒發(fā)電場附近的風(fēng)向頻率圖，垃圾焚燒廠附近風(fēng)向頻率玫瑰圖270014012Q3151003D270014012Q3151003D6U4D45902251.SD顯然，225°，即西南方向的風(fēng)頻最高，相應(yīng)的，位于45°，即東北方向的居民點受污染情況應(yīng)該最嚴重，理論上，我們最終由高斯方程得到的東北方向居民點E的污染物濃度應(yīng)該最高（當然還應(yīng)考慮每個風(fēng)向上平均風(fēng)速的大小，故最終得到的污染最嚴重居民區(qū)未必一定是E）。我們將垃圾焚燒發(fā)電廠釋放的各種污染物濃度、各居民點每天在各自大氣穩(wěn)定度級別下的°y,&z值，以及各居民點每天確定風(fēng)向下地理坐標值（X,y）帶入式（3）和式（1）,最終將得到每個居民點每天的各種污染物濃度?？諝馕廴局笖?shù)API的計算API（AirPollutionIndex的英文縮寫）是空氣污染指數(shù)，我國城市空氣量日報API分級標準及不同空氣污染指數(shù)下空氣質(zhì)量如下表：表1空氣污染指數(shù)對應(yīng)的污染物濃度限值污染指數(shù)污染物濃度（毫克/立方米）APISO2（日均值）NO2（日均值）PM10（日均值）CO（小時均值）O3（小時均值）500.0500.0800.05050.1201000.1500.1200.150100.2002000.8000.2800.350600.4003001.6000.5650.420900.8004002.1000.7500.5001201.0005002.6200.9400.6001501.200表2空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別空氣污染指數(shù)API空氣質(zhì)量狀況對健康的影響建議采取的措施0?50優(yōu)可正常活動51?100良101?150輕微污染易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動151~200輕度污染201?250中度污染心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運動耐受力降低，健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀老年人和心臟病、肺病患者應(yīng)在停留在室內(nèi)，并減少體力活動251~300中度重污染>300重污染健康人運動耐受力降低，有明顯強烈癥狀，提前出現(xiàn)某些疾病老年人和病人應(yīng)當留在室內(nèi)，避免體力消耗，一般人群應(yīng)避免戶外活動設(shè)I為某污染物的污染指數(shù)，C為該污染物的濃度。則：I=1大—1小G-C）+IC-C小小大?。?.1.5）式（5）中：C大與C小：在API分級限值表（表1）中最貼近C值的兩個值，C大為大于C的限值，C小為小于C的限值。I大與I?。涸贏PI分級限值表（表1）中最貼近I值的兩個值，I大為大于I的值，I小為小于I的值。API的計算過程如下：求某污染物在某個居民點每一測點的日均值C二尹C/nii=1（5.1.6）式中：Ci為測點逐時污染物濃度，n為測點的日測試次數(shù)2.求某一污染物整個居民點的日均值L全=寸C/l（5.1.7）全jj=1式中：l為整個居民點的監(jiān)測點數(shù)。將各污染物的日均值分別代入API基本計算式所得值，便是每項污染物的API分指數(shù)。選取API分指數(shù)最大值為某個居民點的API對于上述過程，我們簡化為：用高斯模型算出的各污染物濃度替代C全，最終也是選取最大的API值作為各居民點用于評價污染程度的API.制定賠償標準環(huán)境補償是指對環(huán)境產(chǎn)生不良影響或破壞的生產(chǎn)者、開發(fā)者、經(jīng)營者應(yīng)對環(huán)

境污染、生態(tài)破壞進行補償,對環(huán)境資源由于現(xiàn)在的使用而放棄未來價值進行補償。建立環(huán)境補償機制應(yīng)遵循以下原則:一是誰利用誰補償,誰受益或者誰損害誰付費;二是有利于受損地區(qū)與受益地區(qū)的共同發(fā)展;三是滿足需要與現(xiàn)實可行相結(jié)合;四是有利于促進環(huán)衛(wèi)設(shè)施的順利建設(shè)正常運行。具體的賠償分為兩部分，一部分為固定賠償，實施補償時按垃圾處理量補償方法操作,參考國內(nèi)某垃圾焚燒發(fā)電廠【3】每噸垃圾處理的補償費（補償對象為所有受影響居民）為40元/噸。第二部分為動態(tài)賠償，即根據(jù)每個居民點每天的污染程度進行不同金額的賠償，賠償標準如下*105.1.8)I-*105.1.8)min—I-1maxmin其中I為每個居民點每天的API值，Imin和Imax為每天各居民點中API的最minmax小值和最大值。即每天賠償?shù)纳舷奘?0元⑶，API越大，賠償金額越多。處理2011年4月至2012年4月的數(shù)據(jù)，我們得到每個居民點每人總賠償金額如下：動態(tài)賠償固定賠償元/噸*ABCDEF賠償數(shù)額/元1515141412111412275924032日均賠償金額/元11.110.810.210.814.913.8*固定賠償金額為垃圾焚燒發(fā)電廠每處理一噸垃圾需要支付的賠償，假設(shè)每個居民區(qū)有100名居民，已知垃圾處理廠每天處理1950噸垃圾，故每戶居民每天平均得到的固定賠償為2*1950/600=6.5元。日均賠償金額為動態(tài)賠償每天的平均值加上換算后的每天平均固定賠償。最終從賠償金額來看，風(fēng)頻最高方向的E居民區(qū)和距離垃圾焚燒發(fā)電廠最近的F居民區(qū)受污染情況最為嚴重，年賠償金額最高；距離焚燒廠最遠的C居民區(qū)，相對來說受污染相對較少，得到的賠償金額也最少。這與我們先前的預(yù)測和實際情況相符，說明我們的模型具有一定的可行性。接下來，我們要考慮由于各種因素導(dǎo)致焚燒爐的除塵裝置（如袋式除塵器）損壞或出現(xiàn)其他故障導(dǎo)致污染物的排放增加，致使相關(guān)各項指標將嚴重超標（如：煙塵濃度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二惡英類及重金屬等排放超標）。在這種故障發(fā)生概率的情況下修正我們的監(jiān)測方法和補償方案。5.2、對問題二的建模和求解污染物的傳播模型和問題一的傳播模型相同，仍然采用高斯模型中的高架點源傳播模式，只是在故障狀態(tài)下的污染物的初始濃度不同。在考慮機器故障的條件下，參照附件2中，350噸的焚燒爐的污染物濃度，重新計算初始污染物濃度。廠}650wC}）WC二k**W+§一kJ*i0i350iT(5.2.1)

其中k(0,1,2,3)為出現(xiàn)故障的機器數(shù)目，W.為一臺350噸焚燒爐的污染物i的排放某種污染物的濃度，W.°為國家標準的某種污染物的最大濃度值。風(fēng)向，i0降雨量等限制條件和問題一相同。3臺焚燒爐故障的概率應(yīng)該服從二項分布，計P《/=Ck*pkQ一p3我們將概率P(k)和l-p(k)的數(shù)值分別作為故障狀態(tài)和正常狀態(tài)下補償金額的權(quán)重，從而計算出最后的補償金額。Q=P(k)Q+[1一P(k)]Q總正常故障(5.2.3)式(523)中Q為最終的補償金額，Q為焚燒爐正常工作時的補償金額,總正常即問題一的模型得到的補償金，Q為故障狀態(tài)下補償金額。故障查閱相關(guān)資料得知垃圾焚燒爐一年內(nèi)正常工作的時間大約為8000小時，有760小時時間處于故障停工狀態(tài)。所以一臺焚燒爐的故障率近似等于0.0868,即p=0.0868。表5.2.l年賠償金額目機故數(shù)器障動態(tài)賠償固定賠償兀/噸*ABCDEF1151514141211141827592403321515141412111418275924033.531515141412111418275924034居民因為機器故障而應(yīng)該得到的固定補償應(yīng)該為K=l:3*l950/600=9.8元。K=23.5*l950/600=ll.4元K=34*1950/600=13元下表為故障狀態(tài)下補償金額表5.2.2故障狀態(tài)下日均補償金額表.機器故障數(shù)目日均賠償金額人均固定賠償/元ABCDEF114.414.113.514.118.217.19.821615.715.115.719.818.711.4317.617.316.317.321.420.313由公式5.2.2可以計算出P(1)=0.22p(2)=0.02p⑶=6.5*10人-4所以在考慮機器故障的條件下，最后的補償金額應(yīng)該是：表5.2.3最終補償金額機器故障數(shù)目日均補償金額ABCDEF111.811.510.911.515.614.5211.210.910.310.915.013.9311.110.810.210.814.913.86、模型的評價6.1對問題一的評價在考慮污染物濃度擴散的時候，由于建筑物等物體的干擾很微弱且無法量化計算，所以我們對問題作了簡化。通過把天氣因素和居民區(qū)的位置綜合考慮，計算出居民區(qū)處的API指數(shù)，并根據(jù)居民區(qū)所處位置的API指數(shù)情況進行相應(yīng)的經(jīng)濟補償。我們的模型優(yōu)點是進行動態(tài)監(jiān)測時，只需要將實時的污染物排放情況錄入該模型，則污染物濃度和相應(yīng)賠償情況就會自動生成。2011年4月至2012年4月的數(shù)據(jù)表明E、F居民點的補償額度最高，C點補償額度最小，這是因為E風(fēng)頻最高和F距離垃圾焚燒發(fā)電廠最近，兩者受污染情況最為嚴重，所以年賠償金額最高，C點距離垃圾焚燒發(fā)電廠最遠，受污染程度最小，所以我們的模型具有一定的可靠性，這也是模型的優(yōu)點之一。在問題一的假設(shè)下，我們可以計算出焚燒廠一年需要支付的補償金額為2350000元左右。根據(jù)附件5可以知道，采用“傾斜往復(fù)式逆推機械式爐”時，一噸垃圾的利潤為85.5元，一噸垃圾的政府補貼為最少為45元，所以在不考慮工資，機器損耗等經(jīng)營成本的情況下，焚燒