《河南水利與南水北調(diào)》2011年第24期百家譚IH正NAN基于GM( 1,1 )的河南省需水量預(yù)測研究口邵全忠(河南省周口水文水資源勘測局)摘要:本文重 點介紹了灰色理論及其建模原理,對年度用水量進行深入挖掘,依據(jù)河南省2000- 2009年用水資料建立了灰色GM(1, 1)預(yù)測模型,經(jīng)栓驗?zāi)Ｐ途冗_到93. 27%,并用該模型對需水量進行了預(yù)測。預(yù)測結(jié)果表明,該模型用于需水量預(yù)測，符合其灰色特性,可檢驗,適用性好,可為河南水資源規(guī)劃與管理提供必要的參考.關(guān)鍵詞:灰色系統(tǒng)法;GM(1,1)模型;需水預(yù)測一、引言灰色預(yù)測方法是一種不嚴格的系統(tǒng)方法,它拋開了系統(tǒng)結(jié)水資源是基礎(chǔ)性自然資源，是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的控制性要構(gòu)分析的環(huán)節(jié),把受各種因素影響的需水量視為在一-定范圍內(nèi)素。隨著國民經(jīng)濟和社會迅速發(fā)展,人口快速增長和城市規(guī)模變化的 與時間有關(guān)的灰色量,從其自身的數(shù)據(jù)列中挖掘有用信的不斷擴大,河南省水資源情勢發(fā)生了很大的變化,水資源供息,并以此模型對未來需水量做出預(yù)測。需矛盾突出,入湖河流水量銳減、水質(zhì)下降、生態(tài)環(huán)境惡化,一(二)灰色系統(tǒng)GM(1,1)模型些河流富營養(yǎng)化嚴重,景觀及供水等功能下降,其水資源短缺、CM(1, 1)模型是灰色系統(tǒng)最常用的-種模型,它是由一個包水質(zhì)污染已嚴重制約河南社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。因此，面對日含單變量的一階微分方程構(gòu)成的模型。該模型通過對原始數(shù)據(jù)益嚴峻的水資源問題，加強水資源預(yù)測與管理就顯得極其重要。進行生成處理, 使對原始數(shù)據(jù)的累加生成尋找系統(tǒng)的整體規(guī)律,需水預(yù)測是水資源規(guī)劃的基礎(chǔ),是水資源管理的重要依建立模型來尋找和揭示系統(tǒng)需水的潛在規(guī)律其呈指數(shù)趨勢變據(jù),也是供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度管理的重要部分,可以為政府或水化, 通過建立指數(shù)微分方程,得到預(yù)測模型。行政主管部廣]提供未來社會經(jīng)濟發(fā)展所需的水資源數(shù)據(jù),以便設(shè)已有的用水量序列數(shù)據(jù)(=(2).?..... ,x(m)}為今后的區(qū)域發(fā)展提供參考依據(jù),預(yù)測并提前處理可能出現(xiàn)的作一階累加生成模塊x*-x209.,x.2.... ,xX)各類水問題。合理地預(yù)測規(guī)劃水平年社會經(jīng)濟各部門的需水要由一階灰色模型x構(gòu)成的微分方程為:dx +ax"=u1)求,對有計劃地指導(dǎo)水資源開發(fā)利用具有重要的意義。二、灰色系統(tǒng)法將式(1 )離散化后得到矩陣形式: Y=XB2)(一)灰色系統(tǒng)理論所謂灰色系統(tǒng)是介于白色系統(tǒng)和黑箱系統(tǒng)之間的過渡系對方程組(2)按最小二乘法得到:B=(X)(XY)={"統(tǒng),一般地說,社會系統(tǒng)經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)都是灰色系統(tǒng)。例則微分方程的解為:*(M+1)=(*(1)-告)e* +世如物價系統(tǒng),導(dǎo)致物價上漲的因素很多,但已知的卻不多,因此對物價這- -灰色系統(tǒng)的預(yù)測可以用灰色預(yù)測方法?；疑A(yù)測通xB)的模擬值為:xM(k+1)=xM(k+1)- xMk)過鑒別系統(tǒng)因素之間發(fā)展趨勢的相異程度，即進行關(guān)聯(lián)分析，該方法可以直接利用原始數(shù)據(jù)建立指數(shù)增長模型,不需要并對原始數(shù)據(jù)進行生成處理來尋找系統(tǒng)變動的規(guī)律,生成有較具體地分析 系統(tǒng)的結(jié)果，就能找出系統(tǒng)整體變化的規(guī)律。它所強規(guī)律性的數(shù)據(jù)序列,然后建立相應(yīng)的微分方程模型,從而預(yù)需要的數(shù)據(jù)不要求太多,并且適于中長期預(yù)測,在數(shù)據(jù)缺乏時非測事物未來發(fā)展趨勢的狀況。其用等時距觀測到的反應(yīng)預(yù)測對常有效。象特征的一-系列數(shù)量值構(gòu)造灰色預(yù)測模型,預(yù)測未來某-時刻三、河南省需水量預(yù)測的特征量,或達到某- -特征量的時間。(一)河南省水資源概況河南位于中國中東部、黃河中下游，界于北緯31° 23'-36° 22' ,東經(jīng)1109中國煤化工省河川徑流作者簡介:邵全忠(1974-),男,河南沈丘人,工程師,主地表水資源主要由降t為784mm,要從事水文水資源工作。其中76%的降水量由TYHCN M H G地表水體蒸百家譚《河南水利與南水北調(diào)》2011年第24期HENAN發(fā)所消耗，另有24%的降水量形成河川徑流量。通過對一實-一--模報1956-1979 年資料的計算，全省多年平均河川天然徑流量為60312.7億m',折合徑流深為189mm,多年平均年徑流深的區(qū)域分布與降水的總趨勢大體-致, 南部大于北部,山區(qū)大于平原。河南屬暖溫帶一亞熱帶 、濕潤一半濕潤季風(fēng)氣候。 - -般特點是冬季寒冷雨雪少,春季干旱風(fēng)沙多,夏季炎熱雨豐沛,秋季晴和日照足。全省年平均氣溫- -般在12~16C之間,一月-3~3C,益七月24~29C,大體東高西低,南高北低,山地與平原間差異比10較明顯。全年降水的50%集中在夏季,常有暴雨。(二)需水量預(yù)測2000 2001 2002 2003 2004 2005 206 2007 2008 2009年份河南省也是個缺水省份,按照“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”的圖1工業(yè)用水實測值 與模擬值比對圖要求,必須堅持節(jié)流優(yōu)先科學(xué)開源、治污為本、綜合利用的原E-實值一樓都概則,建設(shè)節(jié)水型社會。隨著城市化進程的加快城市規(guī)模的擴大和人民生活水平的提高,各項社會事業(yè)迅速發(fā)展,用水量快速增長。140t:本文對需水量的預(yù)測主要包括:工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水三部分。息100工業(yè)用水分為- -般工業(yè)用水和電力工業(yè)用水兩類。火電屬益60于高耗水行業(yè)，所需要的新鮮水量比較大，重復(fù)利用率也比較高,相對比較特殊,所以將其單獨考慮。生活用水分為居住用水和公共用水兩類,居住用水的構(gòu)成比較簡單,主要用于居民的日2000 2001200200320042005200072002009常生活;公共用水的構(gòu)成相對復(fù)雜-些，根據(jù)需要,可以劃分為公益性用水、生活性用水和商業(yè)性用水。公益性用水包括市政綠圖2農(nóng)業(yè)用水實測值 與模擬值比對圖.化、消防用水澆灑道路;生活性用水包括機關(guān)部隊、大專院校、E一實二模擔值中小學(xué)及幼兒園、科研單位用水;商業(yè)性用水包括旅館餐飲業(yè)、清潔業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、寫字樓。農(nóng)業(yè)用水主要指農(nóng)田灌溉用水和林牧漁用水兩部分，其中灌溉用水占相當大的比重，它與節(jié)水技術(shù)灌溉面積和作物結(jié)構(gòu)等有關(guān)。(三)實例計算運用灰色系統(tǒng)的GM(1,1)法對河南省2000 2009年各行業(yè)用水量進行模擬分析,模擬得出2000-2009 年的各個年份數(shù)據(jù),并對其未來年份2015、2020年的需水量進行預(yù)測，結(jié)果如表2000 2001 2002 2003 2004 205200620072008 20091所示。表1灰色系統(tǒng)法模擬預(yù)測結(jié)果表圖3生活用水實測值 與模擬值比對圖工業(yè)用水擬合值 農(nóng)業(yè)用水擬合值 生活用水擬合值(四)誤差檢驗?zāi)攴?億m的) (億m) (億 m)(億m) (億m) (億 m)需水量預(yù)測是對未來年份的需水量做出的--種相似性預(yù)2000 41.739.21134.2144.4328.9430.37測,所以有一定的誤差,誤差越小說明模擬精度越高,效果越好,所以,需要對灰色系統(tǒng)法誤差的檢驗,由此來確定需水量預(yù)測準200140.7640.49159.6340.130.931.15確與否。2002 40.2441.81136.09135.9132.8331.95誤差的檢驗過程分為三步:首先,計算模擬值與實際值的誤2003 39.95 43.17105.13 131.8434.3232.77差率 ;其次,根據(jù)誤差率計算其數(shù)學(xué)期望E(X);最后，根據(jù)數(shù)學(xué)期望E(X)計算其方差D(X)。方差的計算公式如式所示:D(X)2004 40.17 44.58 112.65 127.89 35.9933.61=E[X-E(X)P。2005 45.71 46.03 114.59 124.06 37.5134.47通過(擬合值-實際值)/實際值,計算出模擬的誤差率。經(jīng)2006 48.3247.53148.53120.3430.1335.36過計算得出工業(yè)用水的平均誤差率為5.2% ,農(nóng)業(yè)用水的平均誤2007 52.8249.08120.07 116.7436.3936.27差率為10% ,生活用水的平均誤差率為5% ,數(shù)學(xué)期望和方差的檢驗結(jié)果如表2所示。2008 51.4048.13133.49 120.5942.6442.52表2數(shù)學(xué)期望及方差計算結(jié)果表2009 53.51 49.92 127.76 129.93 42.1140.18數(shù)學(xué)期望方差201563.43 ;91.5444.43方法工業(yè)農(nóng)業(yè)生活工業(yè)生活202074.4578.6350.43GM(1,1)中國煤化工，913.8423.2下圖是各種用水模擬值和實測值的比對圖。TYHCNM HG-.《河南水利與南水北調(diào)》2011年第24期百家譚I F HENAN淺談施工企業(yè)物資機械采購的商業(yè)談判技巧口瞿行亮(南水北調(diào)中線建管局河南直管建管局)工程施工項目是以機械裝備投入與物資材料的大量消耗為商業(yè)談判實質(zhì)上是雙方對自己各自擁有的資源進行交換并特征的作業(yè)過程。及時準確采購到質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品,對于加快施達成 共識的約定過程,最大限度的獲取對方的利益是談判的核工進度降低施工成本、提高經(jīng)濟效益等有重要的作用。采購過心。 資源是多方面的,既有質(zhì)量、價格、性能等產(chǎn)品方面的,也有程的商業(yè)談判(商務(wù)談判)是對市場進行客觀的分析,制定行之人力 、服務(wù)、培訓(xùn)等營銷方面的。以較少的付出獲得較大的回報有效的采購計劃，與供應(yīng)商共同確定產(chǎn)品采購價格的智力活動。是談判雙方所要 達到的目標。由于供需雙方各自的客觀條件不通過參與談判人員的內(nèi)部溝通,系統(tǒng)的評估供應(yīng)商,并應(yīng)用靈活同在談判中雙方都會對合約的部分條款做出讓步和折衷， 犧牲機智的采購技巧，對提高談判質(zhì)量和效率,達到事半功倍的效部分利益以獲取其它方 面的補償,從而獲取整體利益的最大化。果,有著不言而喻的指導(dǎo)意義。(三)選擇權(quán)一、影響談判因素的分析市場上同類產(chǎn)品可供采購選擇的余地越大，采購方在談判(一)有效信息中越能處優(yōu)勢地位。巧妙的利用眾多供應(yīng)商的生產(chǎn)成本、經(jīng)營理談判前,談判人員應(yīng)當通過媒體、同行業(yè)專業(yè)人士的評價、念的不同的差異 ,有的放矢往往能取得意想不到的效果。相反，口碑等各種渠道最大限度的獲取對方的經(jīng)營理念、銷售策略需如果選擇稀 、缺少的冷]產(chǎn)品,常常會受制于對方的技術(shù)專利、求信譽等方面的綜合信息。有效信息掌握得越多在談判中越產(chǎn) 品性能差異等因素的制約,使自己處于談判中的不利地位。在能做到游刃有余,越能爭取談判的主動權(quán),對自己越有利。這種情況下,如果對方開出使用、技術(shù)、資料等有償使用(轉(zhuǎn)讓)(二)資源控制的條件,就有可能造成騎虎難下的尷尬局面。根據(jù)灰色預(yù)測原理建立的需水量GM(1,1)預(yù)測模型,經(jīng)檢驗參考文獻平均精度達到93.27%，其數(shù)學(xué)期望和方差也在合理范圍之類，[1]王大正, 趙建世,蔣慕川,翁文斌多目標多層次流城需水預(yù)模擬的數(shù)據(jù)模型符合指數(shù)規(guī)律,其變化速度比較快,對于中短期;測系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J].水科學(xué)進展.2002: Vol. 13, No. 1; .預(yù)測精度較高,經(jīng)預(yù)測未來工業(yè)和生活用水在逐漸升高,農(nóng)業(yè)用Jan.水在逐漸降低,這符合現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律,也與當?shù)貙嶋H情[2]張雅君,劉全勝.需水量預(yù)測方法的評析與擇優(yōu)[J].中國給況吻合。水排水, 2001, 17(7):27-29.四、結(jié)語從歷年數(shù)據(jù)來看,各部門需水的總均勢是:正在走向產(chǎn)業(yè)化[3]李琳,左其亭.城市用水量預(yù)測方法及應(yīng)用比較研究[].水的農(nóng)業(yè)用水量逐步減少,在總用水量中的比重也緩慢下降;正在資源與水工程學(xué)報, 2005, 16(3): 6-10.大力發(fā)展的工業(yè)部門]用水量正在逐漸增長;城市化和人民生活[4]徐洪福,袁一星,趙洪賓.灰色預(yù)測模型在年用水量預(yù)測中的水平的提高,生活用水增加較快,但在總用水量中的比重較小。應(yīng)用[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報, 2001, 34 (4):61-64.灰色模型作為一種預(yù)測理論， 已經(jīng)在各行各業(yè)得到充分的[5]王弘宇, 馬放，楊開，等灰色新陳代謝GM(Q,1)模型在中長應(yīng)用。由于CM(,1)模型所求數(shù)據(jù)較少,原理簡單,計算量適中,擬期城市需水量預(yù)測中的應(yīng)用研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報,2004,合精度較高等諸多優(yōu)點適用中短期預(yù)測比較理想。通過GM(1,37 (6) : 32-35.1)模型對未來年份2015年、2020年水資源進行需水預(yù)測,可以[6]任煥蓮，基于力中國煤化工K量預(yù)測研究達到對未來用水量的宏觀規(guī)劃，實現(xiàn)水資源的持續(xù)利用和合理[J].水利與建筑配置,解決水資源的供需矛盾。收稿日期: 2011TYHCNMHG.