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摘要:日趋加剧的水污染,已对人类的生存安全构成重大威胁,成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。我国政府对纯净水的安全问题十分重视,已将纯净水安全作为一项重要的公共管理目标。加强日常的监控机制和管理和完整有效的纯净水安全风险分析预测监控是解决纯净水安全问题的关键。本文针对纯净水的安全问题,主要考虑纯净水的危害因素有“电导率”、菌落总数、大肠菌群、霉菌,建立了相关的模型给出
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纯净水安全监控问题
摘要:日趋加剧的水污染,已对人类的生存安全构成重大威胁,成为人类
健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。我国政府对纯净水的安全问题十分
重视,已将纯净水安全作为一项重要的公共管理目标。加强日常的监控机制和
管理和完整有效的纯净水安全风险分析预测监控是解决纯净水安全问题的关键。
本文针对纯净水的安全问题,主要考虑纯净水的危害因素有“电导率”、菌落总
数、大肠菌群、霉菌,建立了相关的模型给出
针对问题 1:建立了模型 1,结合所给的数据给出了纯净水安全风险分析
的科学评价方法,根据各个项目的严重性,利用层次分析法进行赋权。检测结
果进行标准化,综合指标 y 的表达式为
依据各个指标的单项判定分出不合格的批次和合格的批次,按综合指标 y
的大小进行评判排序。
针对问题 2:在模型 1 的基础上,算出每家公司纯净水中四个项目指标的
平均值,利用模型 1 中所给的权重,求出各公司的综合指标(风险度),进行
排序评价,并对它们分类综合评价,指出了各公司产品的主要可能的危害因素
和同类公司的实际特点。
针对问题 3:根据对各公司的纯净水检测结果,分别统计不合格的样品的
危害因素在纯净水生产流通环节(归为仓库和销售网点两类)分布,利用直方
图形象的描述了各个危害指标的分布规律,并通过对四类危害指标的分析,推
测出了 A,B,D 公司的管理状况。
针对问题 4:我们在现有的历史数据下,求出各个危害因素所占的百分比,据
此得到每家公司在下一年度 100 个批次的检验总数中的检验分配数,在此基础
上,我们建立以检测出不合格品的风险度最高为目标函数的整数线性规划模型 ,
利用 求解,可得到各公司检验批次的分布。
针对问题 5,结合上述结果,本文评价了该城区的饮用水安全形势并给出
了监控对策(见正文)。
关键字:层次分析法 综合评价 危害因素 直方图 线性规划
一 问题的提出
日趋加剧的水污染,已对人类的生存安全构成重大威胁,成为人类健康、经济和社会
可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查,在发展中国家,各类疾病有 8%是由于饮
用了不卫生的水而传播的,每年因饮用不卫生水至少造成全球 2000 万人死亡,因此,水
污染被称作"世界头号杀手"。
我国政府对纯净水安全问题十分重视,已将纯净水安全作为一项重要的公共管理目标,
采取了一系列措施,强化纯净水安全的监管,并取得了初步成效。但纯净水安全问题的总
体形势仍不容乐观,依然存在一系列隐忧,近年来食品安全方面的恶性、突发性事件屡屡
发生。
本问题主要考虑纯净水的以下危害因素: (按照危害的严重性依次给出)
“电导率”: 是纯净水的特征性指标,反映的是纯净水的纯净程度,以及生产工艺控制的
好坏,“电导率”根本达不到国家卫生标准要求,与自来水无异,根本不能算做纯净水。
菌落总数: 是指纯净水检样经过处理,在一定条件下培养后所取 1ml(g)检样中所含
菌落的总数。它可以作为判定纯净水被污染程度的指标之一。
大肠菌群:反映纯净水加工过程中对大便污染程度的一个指标。数值越高证明污染越
严重。
霉菌:食物霉变后产生,直接引起中毒,或产生致癌物质,毒害人体。
某城区共有九家生产并销售纯净水的公司,其中 A 公司和 B 公司规模较大,其余均为
小公司。针对该城区提供的近年的关于各公司的纯净水检测报告,利用数学建模的方法回
答以下问题:
1、结合本问题所给数据,给出纯净水安全风险分析的科学评价方法,确定评价的标
准和评价的规则,对该城区所有批次的纯净水进行评判排序。
2、对该城区范围内的监控对象(各公司)按风险度进行排序评价,并对它们分类综
合评价,指出各公司产品的主要可能的危害因素,并指出同类公司的实际特点。
3. 对检测出的不合格的样品成因分析:评价纯净水生产流通环节(归为仓库和销售
网点两类)的危害因素以及各个危害指标的分布规律,并通过四类危害指标的分析,讨论
A、B、D 公司的管理状况。
4.国家相关部门每年要面对各种专项检验,对于纯净水专项检验的投入经费有限,
已知该城区下一年度投在纯净水方面的检验总批次为 100 个批次,在现有历史数据的基础
上,并考虑各公司的实际运行状况,如何设置各公司检验批次的分布,使得抽检方案的针
对性最优(即检出的风险性为最大)。
5.结合你的工作,请你给该城区食品安全委员会写一篇短文,阐述你的观点,评价该
城区的饮用水安全形势并给出监控对策。
二 问题的分析
针对问题 1 的分析
要依据近几年该城区的关于各公司的纯净水的检测报告,建立模型对该城区所有批次
的纯净水进行评判排序。因为有多个衡量纯净水的安全指标,利用层次分析法得到各个指
标相对应的权重,再求得各批次的水的综合指标。在对各批次纯净水的排序时要考虑到要
将合格与不合格的水区分开来排序。
针对问题 2 的分析
要将各公司按问题 1 中得出的各个公司的风险综合指标进行排序和评价,综合指标低
的公司说明该公司的纯净水质量较好,反之则不好。分析各公司的检测数据归纳出各公司
产品的主要可能的危害因素。
针对问题 3 的分析
将不合格的批次分为仓库和销售网点两大类讨论,分别考虑仓库和销售网点的各种危
害因素。分别画出各个危害因素的直方图,统计处各个危害在各公司的分布规律。通过对
这四种危害因素的分布规律和综合指标对 A、B、D 三个公司的管理状况进行评价。并给出
了一些解决的方案。
针对问题 4 的分析
因为该城区下一年度的检验批次有限,为了能尽量检测出纯净水的危害就要合理安排
对各个公司的检验次数。这是一个最优分配的问题,要建立一个最优化的模型,通过对检
验批次的合理安排使得抽检方案的针对性最优。
三 模型的假设
1、 所有的检测数据真实可靠无误差;
2、 假设检测结果中未检出为检测出 0 个;
3、 各公司的管理状况没有太大改变;
4、 不考虑各公司更新设备等因素;
5、 不考虑四个危害指标以外的影响;
四 符号说明
Y
j
:表示第 j 批次的风险综合指标(1<=i<=35);
w
i
:表示项目 i 的权重;
λ:表示成对比较矩阵的最大特征根;
W:表示成对比较矩阵的最大特征向量;
w:表示权向量的转秩;
X
ij
:表示第 i 个项目第 j 批次的检测结果;
x
ij
:表示第 i 个项目第 j 批次的检测结果标准化后的数据;
Z
k
:表示第 k 个公司的综合风险度(1<=k<=9);
S
k
:表示第 k 个公司的产品的市场占有率。
五 模型的建立及求解
5.1 模型 1 的建立
总体思路:将各个危害因素利用层次分析法赋予权重,再求出其风险综合指标。利用
计算机先搜索出不合格的批次,将合格与不合格的产品分开,通过综合指标分别得出它们
的排序。
按照危害的严重性我们将危害因素划分为 4 个等级,
最严重:霉菌
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- 今天Bucky复活了嘛2021-02-05这是啥啊,打开没有文件
lsfgood
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