不确定理论下城市污水处理模型研究

发布时间：2020-11-05 18:53

　　 随着我国城市化率的增加,城市污水处理问题日趋严重.城市污水处理研究在环境治理方面非常重要,而城市污水受处理设备、环境等不确定性因素影响,使得政府将污水外包委托给专业的污水处理企业时,委托代理关系复杂.因企业的处理能力具有不确定性,实际处理量不能得到保证.在这种关系中,企业为了增加收益,恶意增加签约量,而最终完不成,出现“道德风险”行为,政府只有加入惩罚机制进行约束;基于惩罚机制的风险,企业又会出现另一种投机行为,有意减少签约量,规避风险.为了挖掘企业潜在的污水处理能力,政府只有同时加入奖励机制,激励企业继续处理更多污水.考虑到政府与企业的这种复杂关系,本文以城市污水处理问题为背景,基于不确定理论,分别考虑在惩罚机制、奖励与惩罚机制并存下建立污水处理模型,探讨政府与企业在各种机制下的签约量与实际处理量之间的真实变化关系.研究内容如下:1.本文运用2007年刘宝碇首次提出的一套公理化数学理论――不确定理论,将企业的处理能力刻划为一个定义在不确定空间上的不确定变量进行研究.2.在第三章引入惩罚机制,建立了具有惩罚机制的城市污水处理期望收益模型.运用不确定机会约束,将该模型转化为非线性约束优化模型,并证明了该模型可行解的存在性.采用控制变量方法,讨论了模型中风险指数、惩罚率、无风险处理量与模型中最优解的关系.最后结合数值算例对模型进行了验证,研究表明惩罚机制对降低企业“道德风险”行为具有显著的约束作用.3.在第三章的基础上,加入奖励机制激励企业,建立具有奖惩机制(奖励和惩罚机制)的污水处理模型.类似第三章运用不确定理论与方法,对该模型进行求解,并证明了该模型的可行解在不同奖励幅度下的存在性.讨论了企业的污水签约量、实际处理量、期望收益与奖励机制之间的变化关系.给出数值算例验证模型的有效性和实用性.研究表明奖励机制对企业潜在的污水处理能力具有明显的激励作用,且奖励机制中实施的奖励幅度不宜过大.此研究结果可以帮助政府在与污水处理企业签约中,为政府及企业双方制定切实可行的签约机制提供了参考价值,具有一定的实际意义.
【学位单位】：北方民族大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 城市污水处理研究现状
    1.3 不确定理论及其应用研究现状
    1.4 研究内容和创新点
第二章 不确定理论基础知识
    2.1 不确定测度
    2.2 不确定变量
    2.3 不确定分布和逆分布
    2.4 不确定期望
    2.5 不确定规划
第三章 不确定理论下具有惩罚机制的城市污水处理模型
    3.1 引言
    3.2 具有惩罚机制的污水处理模型
        3.2.1 模型假设
        3.2.2 建立模型
        3.2.3 模型求解
    3.3 数值分析
        3.3.1 数值算例
        3.3.2 灵敏度分析
    3.4 本章小结
第四章 不确定理论下具有奖惩机制的城市污水处理模型
    4.1 引言
    4.2 具有奖惩机制的污水处理模型
        4.2.1 模型假设
        4.2.2 建立模型
        4.2.3 模型求解
    4.3 数值分析
        4.3.1 数值算例
        4.3.2 灵敏度分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要工作及结论
    5.2 对后续工作的展望
参考文献
致谢
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本文编号：2872041