基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算方法及裝置，涉及地域信息測評領域，本發(fā)明所提供的方法，其通過預先建立了橢球分析模型，并使用該橢球分析模型調整了在能源與經濟協調的情況下，環(huán)境與能源?經濟的協調度、在能源與環(huán)境系統協調的情況下，經濟與能源?經濟的協調度，以及經濟與環(huán)境系統協調的情況下，能源與經濟?環(huán)境的協調度。并最終使計算得出的能源、經濟和環(huán)境協調度更為準確。
【專利說明】
基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算方法及裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及地域信息測評領域，具體而言，涉及基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境 協調度計算方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著社會經濟的快速發(fā)展和工業(yè)化進程的推進，資源短缺和環(huán)境污染問題日益凸 顯，人們越來越重視能源-經濟 -環(huán)境(Energy-Economy-Environment，3E)的協調發(fā)展。能源 是國民經濟和社會發(fā)展的基礎與保證，也是當今國際政治、經濟、軍事、外交關注的焦點；經 濟基礎決定上層建筑，是一切發(fā)展問題的中心;環(huán)境是發(fā)展的重要依據，是經濟社會可持續(xù) 發(fā)展的關鍵。
[0003] 其中，如何更為合理、準確的確定能源、經濟和環(huán)境的協調度是進行其他理論研究 的基礎，因此，如何準確的確定能源、經濟和環(huán)境的協調度便成為了重點。
[0004]由于3E系統是一個龐大而復雜的系統，采用單一指標的線性結構很難描述各子系 統的真實發(fā)展水平。因此，相關技術中會采用一些具體的數學模型來輔助進行協調度的分 析和計算。具體的，如相關技術中會采用正方體模型進行協調度的分析和計算，但這種分 析、計算方式仍然精度不足。
[0005] 即，相關技術中，計算能源、經濟和環(huán)境的協調度的方法不夠準確。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算方法及裝 置，以提高計算能源、經濟和環(huán)境的協調度的精確程度。
[0007] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算方 法，包括：
[0008] 根據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度￥3、經濟發(fā) 展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度V。；
[0009] 按照如下公式計算目標地域的能源、經濟和環(huán)境協調度，

Va為目標地域的能源發(fā) 展速度，Vb為目標地域的經濟發(fā)展速度，V。為目標地域的環(huán)境發(fā)展速度。
[0012]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，根 據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度￥3、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán) 境發(fā)展速度V。包括：
[0013]按照如下公式計算目標地域的能源發(fā)展速度￥3、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度 Vc：
[0015] 其中，t為歷年數據統計表的統計年限，A、B和C分別是目標地域的能源、經濟和環(huán) 境的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式。
[0016] 結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，根 據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度￥ 3、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán) 境發(fā)展速度V。還包括:采用主成分分析法，確定目標地域的經濟系統中經濟標準指標數據 以及經濟標準指標數據的權重值，并確定目標地域的能源系統中能源標準指標數據以及上 述能源標準指標數據的權重值，并確定目標地域的環(huán)境系統中環(huán)境標準指標數據以及環(huán)境 標準指標數據的權重值；
[0017] 采用加權計算的方式，根據確定出的經濟標準指標數據的數值以及經濟標準指標 數據的權重值計算出目標地域的經濟綜合發(fā)展水平的數值，并采用擬合的方式計算出經濟 的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式；
[0018] 采用加權計算的方式，根據確定出的能源標準指標數據的數值以及能源標準指標 數據的權重值計算出目標地域的能源綜合發(fā)展水平的數值，并采用擬合的方式計算出能源 的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式；
[0019] 采用加權計算的方式，根據確定出的環(huán)境標準指標數據的數值以及環(huán)境標準指標 數據的權重值計算出目標地域的環(huán)境綜合發(fā)展水平的數值，并采用擬合的方式計算出環(huán)境 的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式。
[0020] 結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所 述根據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度￥ 3、經濟發(fā)展速度Vb 和環(huán)境發(fā)展速度V。還包括：
[0021] 按照如下公式分別計算能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展水平的數值，
[0022] F = ZXT；
[0023] 其中，F為nXl矩陣，每一行表示對應年份下能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展水平的數 值，n為通過目標地域的歷年數據得到的年份個數;Z為n X p矩陣，表示通過目標地域的歷年 數據統計表計算出的能源、經濟或環(huán)境標準指標數據，T為pXl矩陣，每一行表示能源、經濟 或環(huán)境對應指標下的權重值，P為通過目標地域的歷年數據得到的指標個數。
[0024]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所 述根據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度￥3、經濟發(fā)展速度Vb 和環(huán)境發(fā)展速度V。還包括：
[0025]按照如下公式計算能源、經濟或環(huán)境標準指標數據的權重值，

[0028]其中，1'」=(1'1」，12』，"_1^"_1'1)」）（」=1，2"_1〇表示從目標地域的歷年數據統計表提 取出的成分中，前K個主成分中第j主成分的權重，K為主成分的個數，T為能源、經濟或環(huán)境 標準指標數據的權重值，Xk為主成分的特征根，p= (Pij，P2j，…Pij，…Ppj) (j = 1，2，…K)為通 過目標地域的歷年數據統計表導出的因子載荷矩陣。
[0029] 結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，根 據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度￥ 3、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán) 境發(fā)展速度V。還包括：
[0030] 通過如下步驟計算經濟標準指標數據；
[0031] 從目標地域的歷年數據統計表中提取出包含有原始指標中的數據的矩陣；
[0032]按照如下公式對原始指標中的數據進行標準化處理：
其中，乂二⑷^^廣^^二^…^為包含有能源~經濟或環(huán)境原始指標數據的矩陣^ = (Zn，Zl2，…Zip)(i = l，2，-_n)為能源、經濟或環(huán)境數據標準化的矩陣；
[0033]統計標準化后的標準化矩陣中每種數據，以得到能源、經濟或環(huán)境標準指標數據。 [0034]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，根 據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度￥ 3、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán) 境發(fā)展速度V。還包括：
[0035]依據標準化矩陣，計算其相關矩陣；
[0036]計算相關矩陣的特征根；
[0037] 選擇相關矩陣的特征根中，數值不為負數的特征根作為主成分的數值。
[0038] 結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，還 包括：
[0039] 建立帶有橢球的三維坐標系，并將能源發(fā)展速度的數值、經濟發(fā)展速度的數值和 環(huán)境發(fā)展速度的數值帶入到三維坐標系中，三維坐標系的X、Y和Z軸分別表示能源發(fā)展速度 的數值、經濟發(fā)展速度的數值和環(huán)境發(fā)展速度的數值；
[0040] 根據帶入后的三維坐標系的參數內容調整a、0和y的計算方式，其中，a表示在能 源與經濟協調的情況下，環(huán)境與能源-經濟的協調度，0表示在能源與環(huán)境系統協調的情況 下，經濟與能源-經濟的協調度，T表示經濟與環(huán)境系統協調的情況下，能源與經濟_環(huán)境的 協調度。
[0041] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算 裝置，包括：
[0042] 獲取模塊，用于根據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展 速度Va、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度V。；
[0043] 計算模塊，按照如下公式計算目標地域的能源、經濟和環(huán)境協調度，

Va為目標地域的能源發(fā) J 展速度，Vb為目標地域的經濟發(fā)展速度，V。為目標地域的環(huán)境發(fā)展速度。
[0046] 結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，獲 取模塊包括：
[0047] 計算單元，用于按照如下公式計算目標地域的能源發(fā)展速度￥3、經濟發(fā)展速度％和 環(huán)境發(fā)展速度V。：
[0049] 其中，t為歷年數據統計表的統計年限，A、B和C分別是目標地域的能源、經濟和環(huán) 境的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式。
[0050] 本發(fā)明實施例提供的基于橢球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算方法，采用橢 球模型分析的方式，與現有技術中使用正方體模型進行能源、經濟和環(huán)境的協調度的分析 和計算，使得計算出的協調度不夠精確相比，其通過預先建立了橢球分析模型，并使用該橢 球分析模型調整了在能源與經濟協調的情況下，環(huán)境與能源_經濟的協調度、在能源與環(huán)境 系統協調的情況下，經濟與能源_經濟的協調度，以及經濟與環(huán)境系統協調的情況下，能源 與經濟-環(huán)境的協調度。并最終使計算得出的能源、經濟和環(huán)境協調度更為準確。
[0051] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0052] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對 范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這 些附圖獲得其他相關的附圖。
[0053]圖1示出了相關技術中，能源、經濟、環(huán)境三者之間的耦合關系的模塊化示意圖；
[0054] 圖2示出了本發(fā)明實施例所提供的能源-經濟演化發(fā)展關系軌跡示意圖；
[0055] 圖3示出了本發(fā)明實施例所提供的能源-經濟-環(huán)境演化發(fā)展軌跡示意圖。
【具體實施方式】
[0056] 下面將結合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在 此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因 此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的 范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域技術人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0057] 相關技術中，進行能源、經濟和環(huán)境的協調度的分析和計算時，采用的是正方體模 型。但
【申請人】發(fā)現使用此種模型進行分析和計算，計算得出的協調度是不夠準確的。進而，
【申請人】提供了一種使用橢球模型進行分析和計算協調度的方法。
[0058] 下面，首先對計算綜合發(fā)展水平的數值所使用到的公式進行說明。
[0059] 步驟1，一般情況下，進行協調度計算的基礎是目標地域的歷年數據統計表，可以 從統計表中直接提取出包含有原始指標中的數據的矩陣，之后要對該矩陣進行標準化處 ?% Yi2 ^i；, 理。其中，包含有原始指標中的數據的矩陣如下矩陣所示矩陣中 XnlX,,2 …艽? ? 的每個元素均是原始指標中的數據。
[0060] 具體而言，可以按照如下公式進行標準化處理： ,
公式2;
[0063] 其中，n是樣本(方案)數量，p是評價指標Xi，X2,…，XP，矩陣X表示原始指標中的數 Zn ^12 Aip 據，矩陣z表示標準化的數據。生成的標準化矩陣如下二 Zn\ Z,,P -1 Q
[0064] 步驟2,要依據標準化矩陣計算出相關矩陣R。計算方式如下：
[0065] R=(rjk)PxP，j，k=l，2,…，p公式3;其中，rjk為第j指標與第k指標的相關系數。
[0066] 進一步
且有：rjj = l，rjk = rkj 公式 4;
[0067] 步驟3,需要求解相關矩陣R的特征根。其中，R的特征方程為
[0068] |r_ai|=〇 公式5;
[0069] Ai(i = l，2,…p)表示R的非負特征根。并通過如下公式確認出主成分：
[0070] Ai(i = l ,2,---p)>l 公式6;
[0071] 取特征根大于1的個數為K，取前K個特征根為主成分的特征值。
[0072]步驟4,計算出因子載荷矩陣Pij，并求出特征向量矩陣：
(i = 1,2, ? ? *, /?, j = Ij2? * * - K)公 < 7;
[0074] 其中，對應的特征向量，…，Tij，…1^)〇 = 1，2-_1〇表示前1(主成分中 第j主成分的權重。
[0075] 之后，計算標準指標數據的綜合權重：
，公式8;
[0077] 其中T表示綜合權重，K為主成分的個數，
[0078] 最后，在步驟1計算出標準指標數據，在步驟8計算出綜合權重后，可以按照如下方 式計算綜合發(fā)展水平的數值：
[0079] F = ZXT 公式 9;
[0080] 其中，F為nXl矩陣，每一行表示對應年份下能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展水平的數 值，n為通過目標地域的歷年數據得到的年份個數;Z為n X p矩陣，表示通過目標地域的歷年 數據統計表計算出的能源、經濟或環(huán)境標準指標數據，T為pXl矩陣，每一行表示能源、經濟 或環(huán)境對應指標下的權重值，P為通過目標地域的歷年數據得到的指標個數。
[0081] 與上述步驟相對應的，下面還提供了結合實際數據的實例。
[0082] 步驟1，運用公式（1)和公式(2)對原始數據進行標準化。（原始數據X如表1)，實例 中選取了經濟當中的12個指標，即n = 12，p = 12,計算得出標準化矩陣數據(矩陣Z)。
[0083]表1原始數據(矩陣X)
[0086]表2標準化數據(矩陣Z)
[0088]步驟2，由公式(3)和公式(4)式計算樣本相關矩陣R。本步驟可以有SPSS軟件執(zhí)行。 [0089]表3相關系數矩陣R

[0092]步驟3.使用SPSS軟件，根據公式(5)求相關矩陣R的特征根。由公式(6)可知取2個 主成分，即K = 2。
[0093]表4相關矩陣R的特征根入i
[0095]步驟4.使用SPSS軟件得出因子載荷矩陣pij如表5,運用公式(7)求特征向量矩陣， 即為第一主成分和第二主成分的權重，運用公式(8)得出綜合權重，如表6所示。
[0096]表5初始因子載荷矩陣Pij
[0098]表6經濟系統綜合主成分權重
[0100]步驟5.根據表4的權重，運用公式(9)求第一主成分和第二主成分的得分值，運用 公式(10)計算綜合發(fā)展水平值，如表7所示。
[0101 ]表7經濟系統綜合主成分值
[0104]類似的，可以得到能源和環(huán)境的各權重和發(fā)展水平如下表所示。
[0105]表8能源系統綜合主成分權重

[0114]在計算出綜合發(fā)展水平的數值后，便可以通過微分的方式計算目標地域的能源發(fā) 展速度Va、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度V。：
[0116] 其中，t為所述歷年數據統計表的統計年限，A、B和C分別是目標地域的能源、經濟 和環(huán)境的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式。
[0117] 最后，將計算得出的目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度 V。帶入到使用橢球模型分析得出的公式中，即可得出目標地域的能源、經濟和環(huán)境協調度。
[0118] 具體的計算公式如下：
展速度，Vb為目標地域的經濟發(fā)展速度，V。為目標地域的環(huán)境發(fā)展速度。
[0121] 下面，對得出公式11的過程進行說明：
[0122] 按照耦合系統理論，3E系統的耦合關系是能源、經濟和環(huán)境系統之間以及內部諸 要素之間的相互影響、相互依存的客觀表征，它刻劃了某一時間階段內3E系統發(fā)展演變趨 向或態(tài)勢。如3E系統結構中，生態(tài)環(huán)境系統的承載能力和供容能力以及能源系統的挖掘能 力和驅動能力在某種程度上來說，是十分有限的，這就決定了經濟系統的過快發(fā)展必然導 致能源的過渡損耗以及生態(tài)環(huán)境系統的損害。反之，能源系統和環(huán)境系統也將通過資源短 缺、環(huán)境污染以及政府干預等方式制約并減緩經濟系統的發(fā)展速度。能源、經濟、環(huán)境三者 之間的耦合關系圖如圖1所示。
[0123] 在分析了 3E系統間組成要素關系的基礎上，借鑒一般系統學中的動態(tài)發(fā)展思想， 定義能源、經濟和環(huán)境的非線性系統演化方程(公式12, SP
其 中，t
表示能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展指數的變化速度，XI，X2，…，x n( i = 1，2，…n)表示 能源、經濟、環(huán)境子系統的指標），（公式13,即f (xi，X2,…，xn) = f (0)+aixi+a2X2+'"+anxn+9 (X1，X2,…，Xn))是對（公式12)的推導，結合公式12和13得出近似線性系統（公式14,即
[0124] 根據微分方程描述非線性系統的思想，構建能源、經濟、環(huán)境非線性系統的一般函數 ：/ .冊 n- (公式 15、16、17，即/(￡'&" ?)-S a ./ (Eco)=^biyrj=\X---m f(Env!)=^cizt .， 廣1 , M ， 其中，f (Ener)表示能源系統，f (Eco)表示經濟系統，f (Envi)表示環(huán)境系統。其中，Xi，yj，zk 分別是能源、經濟、環(huán)境系統中的指標，anbpCk分別是各指標的影響權重）。
[0125] 3E系統作為一個統一的整體，整個3E系統只有3個元素 f (Ener)，f(Eco)，f(Envi)， 故可以建立整個3E系統的演化發(fā)展方程形式為(公式18、19、20，即

其中，A，B，C分別表示受自身系統內及外部系 統影響的能源、經濟、環(huán)境系統的綜合發(fā)展水平曲線。
[0126] 能源、經濟、環(huán)境演化發(fā)展系統和時間推移有密切的關系，因此，以時間t為變量， 定義各子系統的演變速度，得出公式(10)。
[0127] ￥3是能源系統的演化發(fā)展速度，Vb是經濟系統的演化發(fā)展速度，V。是環(huán)境系統的演 化發(fā)展速度。那么V 3e就可以看作是Va、Vb、Vc的函數，即￥3(5 = 8(￥3，％，1)。假定經濟系統的變 化是具有周期性的，因此與經濟系統相關的能源系統和環(huán)境系統也會出現周期性。由于V 3e =8(￥3，％，1)發(fā)展關系的存在，可以從系統發(fā)展速度的角度，在一個三維的直角坐標系中 分析三者的變化關系。因為經濟系統的發(fā)展對能源系統和環(huán)境系統具有一定的約束作用， 且經濟系統發(fā)展比能源系統和環(huán)境系統的變化幅度大，而能源系統又比環(huán)境系統的變化幅 度大，因此三個子系統之間兩兩呈橢圓形的變化軌跡，在三維空間中形成了一個橢球形的 作用關系軌跡。
[0128] 橢球在各平面的投影，形成二元系統的演化發(fā)展關系軌跡，即橢圓。如橢球在Va_Vb 平面的投影為一個橢圓，也即能源-經濟演化發(fā)展關系軌跡圖，如圖2所示。
[0129] 圖2反映了能源-經濟的演化發(fā)展關系軌跡圖，假設點A為能源經濟發(fā)展速度在平 面上的點，能源系統與經濟系統的演化發(fā)展狀態(tài)以及協調發(fā)展的耦合度可以用角a表示，從 圖中可以看
(即公式11)，那4
_(即公式11)。角a也可以看做關于乂3與 Vb的函數，記做m(Va，Vb)。則VgV。的夾角用b表示，Vb與V。的夾角用c表示，能源與環(huán)境、經濟 與環(huán)境的耦合度函數可以分別記為m(Va，Vc)、m(Vb，V c)。
[0130] 三維坐標系如下圖所示。
[0131]圖3反映了能源-經濟-環(huán)境演化發(fā)展軌跡。假設點A為能源、經濟、環(huán)境發(fā)展速度在 三維立體坐標上的一個點，從圖中可以看出，0A與平面Va-Vb的夾角是a，a就表示在能源與經 濟協調的情況下，環(huán)境與能源-經濟的協調度。因此，將0A與平面V a_V。的夾角和平面Vb-Vc的 夾角記為0和T表示在能源與環(huán)境系統協調的情況下，經濟與能源-經濟的協調度，Y表 示經濟與環(huán)境系統協調的情況下，能源與經濟-環(huán)境的協調度。從圖中可以看出
[0132] 因此，得出結論：能源與經濟系統協調的情況下，環(huán)境與能源-經濟的協調度：
能源與環(huán)境系統協調的情況下，經濟與能源_經濟的協調度： 經濟與環(huán)境系統協調的情況下，能源與經濟-環(huán)境的協調度： (公式11)
[0133] 由于3E整體的協調度和三個子元素密不可分，不僅要考慮能源、經濟、環(huán)境兩兩之 間的協調關系，還要考慮三者相互之間的作用關系。所以本文以能源-經濟，能源-環(huán)境，經 濟-環(huán)境的協調度為權重，求a，0，Y的加權平均數作為3E系統協調度。構建的協調度公式為
[0135] 下面，以一個具體的實例，來說明使用本申請所提供的方法進行計算的合理性。
[0136] 步驟1，基礎參數獲取，
[0137] 首先，根據指標體系建立的科學性、系統性、綜合性、層次性、區(qū)域性原則，從深度 和廣度兩個方向，借鑒協調發(fā)展指標體系已有的研究成果，建立北京市能源、經濟、環(huán)境協 調發(fā)展指標體系。根據指標數據的可獲取性，選取北京市2003~2014年的數據進行計算，數 據均來自《國家統計年鑒》、《北京市統計年鑒》和《國家統計局》。如表12、13、14分別為能源、 經濟、環(huán)境系統指標及數據。
[0138] 表12 2003~2014年北京市能源系統指標及數據
[0140]表13 2003~2014年北京市經濟系統指標及數據
[0141]
[0142] 表14 2003~2014年北京市環(huán)境系統指標及數據
[0144] 步驟2,計算，采用主成分分析法確定指標的權重，根據公式4、5、6計算出能源、經 濟、環(huán)境的綜合發(fā)展水平，結果如表15所示。
[0145] 表15能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展水平

[0148] 分別將2003~2014年能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展水平三條曲線進行多項式擬合，得 到能源、經濟、環(huán)境演化擬合表達式：
[0149] f (Ener) =0 ? 9056t+0 ? 0019t2-0 ? 0016t3-4 ? 8909，擬合度 R2 = 0 ? 99;
[0150] f(Eco) =-0 ? 2208t+0 ? 1915t2-0 ? 0103t3-3 ? 4066，擬合度 R2 = 0 ? 99;
[0151] f (Envi) =-0 ? 1235t-0 ? 1477t2+0 ? 0094t3-3 ? 7978，擬合度 R2 = 0 ? 98;
[0152] 利用公式10,計算：
[0153] Va = 0.9056+0.0038t-0.0048t2 ；
[0154] Vp = -0.2208+0.3830t-〇. 0309t2 ；
[0155] VY =-0.1235-0.2954t+0.0282t2 ；
[0156] 其中t的取值范圍為1~12,對應2003~2014年。
[0157] 然后，然后采用公式11可以得出能源-經濟-環(huán)境三元耦合度的值。以下能源-經 濟-環(huán)境親合度一覽表，以下僅將2007年-2014年的結果以表格的形式列出。
[0158] 表16能源-經濟-環(huán)境親合度一覽表
[0160]與前文中所提供的方法相對應的，本申請實施例還提供了基于橢球模型的能源、 經濟和環(huán)境協調度計算裝置，包括：
[0161 ]獲取模塊，用于根據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展 速度Va、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度V。；
[0162]計算模塊，按照如下公式計算目標地域的能源、經濟和環(huán)境協調度，
Va為目標地域的能源發(fā)
? 展速度，Vb為目標地域的經濟發(fā)展速度，V。為目標地域的環(huán)境發(fā)展速度。
[0165] 所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統、 裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
[0166] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1. 基于楠球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算方法，其特征在于，包括： 根據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度 化和環(huán)境發(fā)展速度Vc; 按照如下公式計算目標地域的能源、經濟和環(huán)境協調度，:的能源發(fā) 展速度，化為目標地域的經濟發(fā)展速度，V。為目標地域的環(huán)境發(fā)展速度。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據目標地域的歷年數據統計表，分 析得出目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度化和環(huán)境發(fā)展速度V。包括： 按照如下公式計算目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度化和環(huán)境發(fā)展速度Vc:其中，t為所述歷年數據！。---------- , ............. "赤地域的能源、經濟和環(huán) 境的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據目標地域的歷年數據統計表，分 析得出目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度V。還包括:采用主成分 分析法，確定目標地域的經濟系統中經濟標準指標數據W及所述經濟標準指標數據的權重 值，并確定目標地域的能源系統中能源標準指標數據W及上述能源標準指標數據的權重 值，并確定目標地域的環(huán)境系統中環(huán)境標準指標數據W及所述環(huán)境標準指標數據的權重 值； 采用加權計算的方式，根據確定出的經濟標準指標數據的數值W及經濟標準指標數據 的權重值計算出目標地域的經濟綜合發(fā)展水平的數值，并采用擬合的方式計算出經濟的綜 合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式； 采用加權計算的方式，根據確定出的能源標準指標數據的數值W及能源標準指標數據 的權重值計算出目標地域的能源綜合發(fā)展水平的數值，并采用擬合的方式計算出能源的綜 合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式； 采用加權計算的方式，根據確定出的環(huán)境標準指標數據的數值W及環(huán)境標準指標數據 的權重值計算出目標地域的環(huán)境綜合發(fā)展水平的數值，并采用擬合的方式計算出環(huán)境的綜 合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據目標地域的歷年數據統計表，分 析得出目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度化和環(huán)境發(fā)展速度V。還包括： 按照如下公式分別計算能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展水平的數值， F = ZXT; 其中，F為nX I矩陣，每一行表示對應年份下能源、經濟、環(huán)境綜合發(fā)展水平的數值，n為 通過目標地域的歷年數據得到的年份個數;Z為n X P矩陣，表示通過目標地域的歷年數據統 計表計算出的能源、經濟或環(huán)境標準指標數據，T為pXl矩陣，每一行表示能源、經濟或環(huán)境 對應指標下的權重值，P為通過目標地域的歷年數據得到的指標個數。5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據目標地域的歷年數據統計表，分 析得出目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度化和環(huán)境發(fā)展速度V。還包括： 按照如下公式計算能源、經濟或環(huán)境標準指標數據的權重值，其中，Tj = (Tij，T2j，…Tij…Tpj) (j = 1，2???!()表示從目標地域的歷年數據統計表提取出 的成分中，前K個主成分中第j主成份的權重，K為主成分的個數，T為能源、經濟或環(huán)境標準 指標數據的權重值，人k為主成分的特征根，P = (Pij，P2j，…Pij，…化j) (j = 1，2，…K)為通過目 標地域的歷年數據統計表導出的因子載荷矩陣。6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據目標地域的歷年數據統計表，分 析得出目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度化和環(huán)境發(fā)展速度V。還包括： 通過如下步驟計算經濟標準指標數據； 從目標地域的歷年數據統計表中提取出包含有原始指標中的數據的矩陣； 按照如下公式對原始指標中的數據進行標準化處理其中，X = (Xii，Xi2，…Xip) (i = 1，2…，n)為包含有能源、給濟或坤境原跑指稱數惦的矩陣，Z =化1，212，-，而）。=1，2，-，11)為能源、經濟或環(huán)境數據標準化的矩陣； 統計標準化后的標準化矩陣中每種數據，W得到能源、經濟或環(huán)境標準指標數據。7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據目標地域的歷年數據統計表，分 析得出目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境發(fā)展速度Vc還包括： 依據標準化矩陣，計算其相關矩陣； 計算所述相關矩陣的特征根； 選擇所述相關矩陣的特征根中，數值不為負數的特征根作為主成分的數值。8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，還包括： 建立帶有楠球的=維坐標系，并將能源發(fā)展速度的數值、經濟發(fā)展速度的數值和環(huán)境 發(fā)展速度的數值帶入到所述=維坐標系中，所述=維坐標系的X、Y和Z軸分別表示能源發(fā)展 速度的數值、經濟發(fā)展速度的數值和環(huán)境發(fā)展速度的數值； 根據所述帶入后的所述=維坐標系的參數內容調整a、e和丫的計算方式，其中，a表示 在能源與經濟協調的情況下，環(huán)境與能源-經濟的協調度，e表示在能源與環(huán)境系統協調的 情況下，經濟與能源-經濟的協調度，丫表示經濟與環(huán)境系統協調的情況下，能源與經濟-環(huán) 境的協調度。9. 基于楠球模型的能源、經濟和環(huán)境協調度計算裝置，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于根據目標地域的歷年數據統計表，分析得出目標地域的能源發(fā)展速度 Va、經濟發(fā)展速度化和環(huán)境發(fā)展速度Vc; 計算模塊，按照如下公式計算目標地域的能源、經濟和環(huán)境協調度，， :的能源發(fā) 展速度，Vb為目標地域的經濟發(fā)展速度，V。為目標地域的環(huán)境發(fā)展速度。10. 根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，獲取模塊包括： 計算單元，用于按照如下公式計算目標地域的能源發(fā)展速度Va、經濟發(fā)展速度Vb和環(huán)境 發(fā)展速度V。：其中，t為所述歷年數據統計表的統計年限，A、B和C分別是目標地域的能源、經濟和環(huán) 境的綜合發(fā)展水平值的曲線擬合方程式。
【文檔編號】G06Q10/06GK105913199SQ201610320042
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】申曉留, 馬新科, 喬鑫, 王默玉, 劉瑞雪, 遲俊琳, 曹柳青, 楊瀚欽
【申請人】華北電力大學