城市污水排放量的灰色Verhulst预测模型
改进灰色预测模型在城市用水量预测中的应用_罗松

1 ) 模型和灰色 Verhulst 模 要: 为提高城市用水量的预测精度, 分析了 GM( 1 , 1 ) 模型存在一定的缺陷, 1 ) 模型 型, 同时由于 GM( 1 , 本文对基本 GM( 1 , 进行了新陈代谢改进, 最后通过对实例的预测分析, 改进灰色预测模型 预测精度更高。
2, …, n。( 7 ) k = 1,
2月 63518. 16 8月 68566. 23
1 ) 时间响应序列为: 方程。取 x ( 1 ) ( 0 ) = x ( 0 ) ( 1 ) , 得灰色 GM( 1 , u u ( 0 ) - ak ^ ( k + 1) = x ( 1) - x e ; k = 1, 2, …, n + a a
表1 MAPE( % ) < 10 10 ~ 20 表2 1月 65689. 77 预测等级 高精度预测 好的预测 预测精度划分表 MAPE( % ) 20 ~ 50 > 50 预测等级 可行的预测 不可行的预测
( k) = 0 . 5 x
( 1)
( k) + 0 . 5 x
( 1)
3, …, n. ( k - 1) ; k = 2,
1 ) 模型 关键词: GM( 1 ,
Verhulst 模型
新陈代谢
用水量预测
供水系统的管理及指导城市供水 城市用水量预测对于城市规划 、 设施的建设有着重要的意义 。随着我国城市与工业生产的规模不断扩 大, 水作为城市生存和发展的制约性因素 , 在我国大部分城市成为稀缺 资源, 全国 2 /3 的城市面临缺水 。合理地预测城市用水量 , 对城市具有 显著的社会意义和经济意义 。 目前, 常用的城市用水量预测方法有年 GM( 1 , 1 ) 灰色模型法、 增长法、 时间序列法、 回归分析预测法等。 GM( 1 , 1 ) 模型具有要求历史用水量数据少 、 不考虑分布规律、 不考 虑变化趋势、 运算方便、 易于检验等优点, 因此得到了广泛应用, 并取得 了令人满意的效果 。但是还存在这一定的局限性 : 一是当数据离散程 度越大, 即数据灰度越大, 则预测精度越差 ; 二是不太适合给水系统的 长期后推若干年的预测[1] 。 所以, 需对预测模型进行一定的改进, 使 ^ ( 1) ( k + 1 ) - x ^ ( 1 ) ( k) 高 。 ^ ( 0) ( k + 1 ) = x 得预测精度 x Verhulst 模型是 1837 年德国生物学家 Verhulst 在研究生物繁殖规 律时提出的。其基本思想是生物个体数量是呈指数增长的 , 受周围环 境的限制, 增长速度逐渐放慢, 最终稳定在一个固定值。 Verhulst 模型 “S” 主要用来描述具有饱和状态的过程 , 即 型过程, 常用于人口预测、 生 物生长、 繁殖预测及产品经济寿命预测等[2] 。 1 模型介绍 1. 1 GM( 1, 1) 模型 设为 x ( 0 ) 为 n 个元素的原始数列 : x ( 0) = { x ( 0) ( 1 ) , x ( 0) ( 2 ) …, x ( 0) ( n) } k = 1, 2, …, n; x ( 0 ) ( k) ≥0 , 其中, x ( 1 ) 为 x ( 0 ) 的一阶累加( 1 - AGO) 序列: x ( 1) = { x ( 1) ( 1 ) , x ( 1) ( 2 ) …, x ( 0) ( n) } k = 1, 2, …, n; x ( 1 ) ( k) = ∑ x ( 0 ) ( i) , 其中,
基于灰色Verhulst和EVM模型的项目进度—成本绩效预测研究

和成本绩效 的发展趋 势。最后结合具体案例详 细介 绍了建立灰 色 V e r h u l s t 模型 以及利用此模型进行预测的步骤。案例表 明该
方法是可行和有效 的。 关 键 词 :灰 色 V e r h u l s t 模 型 ;挣 值 管 理 ;进 度 / 成 本 绩 效 ;预 测
中图分类号 :T U7 2 3
文献标识 码 :A
文章编号 :1 6 7 4 — 8 8 5 9( 2 0 1 3) 0 3 — 0 7 1 0 5
P r o j e c t T i me - c o s t P e r f o r ma n c e
Pr e di c t i o n Ba s e d o n Gr e y Ve r hul s t a nd EVM M o d e l
OU Y ANG Ho n g . x i a n g ’ L I Xi n , CHE N We i — we i
,
( 1 . S c h o o l o f B u s i n e s s ,H o h a i U n i v e r s i t y ,Na n j i n g 2 1 0 0 9 8 ,C h i n a ,E — m a i l :o y a n g h x @1 6 3 . c o m; 2 . S i n o p e c P S T C Na n j i n g O i l T r a n s p o r t i o n D e p a r t me n t ,Na n j i n g 2 1 0 0 4 6 ,C h i n a ) Ab s t r a c t :T h e t r a d i t i o n a l E a ne r d V a l u e Ma n a g e me n t i s u s e d t o f o r e c a s t t h e p r o j e c t c o m p l e t e c o s t b a s e d o n t h e d u r m i o n a n d c o s t
水环境质量评价灰色模式识别模型及应用_史晓新

第17卷 第2期1997年4月 中国环境科学C HIN A EN V I RO N M EN T A L SCIEN CE V o l.17No.2Apr.1997水环境质量评价灰色模式识别模型及应用*史晓新 夏 军(武汉水利电力大学河流工程系,武汉430072)文 摘 在灰色关联度的基础上,以定义的关联差异度为测度,并结合水质综合指数,构造一种新的水环境质量评价灰色模式识别模型。
该模型克服了灰色关联度分析方法评价结果趋于均化而分辨率低的缺点,同时评价结果具有连续性和可比性,能够更精确地反映水体污染程度的状况。
关键词 水质评价,关联差异度,灰色从属度,综合指数。
将处理系统不确定性问题的灰色系统理论应用于水环境质量评价是一个新的发展方向。
杨继东、夏军等分别提出了水环境质量灰色关联度评价方法(1~3)。
但用灰色关联度确定水质级别存在以下不足:一是由于受关联系数两级级差的影响,灰色关联度评价值趋于均化,分辨率较低,不易区分两级别间的差异;二是划归同一水质级别的不同水体样本污染程度的高低难以精确地区分。
为此,本文在灰色关联度的基础上,以定义的关联差异度为测度,并结合水质综合指数,构造一种新的水环境质量评价灰色模式识别模型,为水环境质量评价提供一条新途径。
1 水环境质量评价灰色模式识别模型设有待分级评价的n个水质监测样本,每个样本有m项污染指标监测值x,根据国家规定的m项指标评价等级数c和水质标准浓度值s,有c 级国家水质标准浓度矩阵(1)和水质监测浓度矩阵(2):S m×c=(s it)m×c(1)X m×n=(X ij)m×n(2)式中:i=1,2,……m;t=1,2,……c;j=1,2,……n。
在实际工作中,考虑到各种水质指标的量级可能不完全相同,各个水质指标的单位也不尽一样,因此在评价之前,有必要将标准矩阵(1)和样本矩阵(2)中的元素归一化,转变为[0,1]区间内取值数。
基于多元线性回归与灰色关联分析模型的污水排放预测_梁华银

根据式 (4.1) 可求得 Δ 03 (5)= | y(5) - x3 (5) | =1.286 最大, Δ 0i (min)=0
Δ 0i (min)= min min Δ 0i (k)=0
i k
ζ =0.5
所以 ΔGR =( Δ , 0.5, 1.286, 0) (3) 灰关联系数 r(y(k),x i (k)表达式 r(y(k),x i (k))=
(2) 与工业产值建立的回归方程 同样以 2000 年—2004 年的工业产值统计数据做基础数据建立方程为: Y= β 0 + β1 X 根据就算得到方程为: y=0.0023x+0.925 表 6 拟合值和实际值的比较 年份 实际值 拟合值 绝对误差 相对误差 (%) 2000 14.25 14.47 0.22 1.54 2001 14.56 14.79 0.23 1.58 2002 15.51 15.12 0.39 2.51 2003 17.36 17.19 0.17 0.98 2004 19.55 19.66 0.11 0.56
min min + ζ max max Δ 0i (k) Δ 0i (k) + ζ max max Δ 0i (k)
i k 5 i k i k
=
则有:r(y, X1)= 1 ∑ r (y(k),x1(k))=0.88 5 k=1 r(y, X2)= 1 ∑ r (y(k),x2(k))=0.763 5 k=1 r(y, X3)= 1 ∑ r (y(k),x3(k))=0.61 5 k=1 (4) 灰关联序列 r(y, X1)>r(y, X2)>r(y, X3)
T 为待估系数向量。 β = [ β 0, β 1,…. β m] 为了估计回归系数 β 0, β 1 ,…., β m, 我们对变量进行了 n 次观察, 得到 n 组观察数据(Yi,Xi1,Xi2,…,Xim ),i=1,…n,一般要求 n>m。 于是回归关系可写为
基于灰色Verhulst模型对边坡变形预测研究

De f o r ma t i o n Pr e d i c t i o n o f S l o p e s b a s e d o n Gr e y Ve r h u l s t Mo d e l
LI U Fe ng
( Hu n a n C o mm u n i c a t i o n s R e s e a r c h I n s t i t u e ,C h a n g s h a ,H u n a n 4 1 0 0 1 5 ,C h i n a )
刘 峰
( 湖南省交 通科学研究院 , 湖南 长 沙 [ 摘
.
4 1 0 0 1 5 )
要 】为 了达 到 研 究 边 坡 变形 发 展 趋 势 的 目的 , 通 过应 用灰 色 V e r h u l s t 非 线 性 微 分 动 态 预测 模 型 , 对 实 际
工 程 中岩 质 边 坡 的 变 形 发展 进 行 了 预 测 。 研 究 结 果 表 明 : 灰色 V e r h u l s t 反 函数 预报模 型建模思 路正确 , 预 报 判 据 理论充分 , 并 且 预 报 精 度 较 高 。该 方 法 可 用 于边 坡 变 形 任 意 阶 段 数 据 的 预 报 , 且 可 为 类 似 岩 土 工 程 边 坡 变 形 预 测
b y t h e a pp l i c a t i o n o f Gr a y - Ve r h u l s t no nl i n e a r d i f f e r e n t i a l d y na mi c o f p r e di c t i o n mo de 1 . Th e r e s u l t s s h o w t h a t Gr e y ・ ・ Ve r h u l s t i n v e r s e f u n c t i o n o f f o r e c a s t mo d e l i n g wa s c o r r e c t l y i d e a s a n d t h e o r e t i c a l p r e d i c t i o n c r i - ・
灰色系统模型在我国污水排放量模拟及预测中的应用

灰色系统模型在我国污水排放量模拟及预测中的应用高益新;张祥;陈茜【摘要】针对我国污水排量进行研究,运用2006~2011年的污水排放资料建立灰色系统GM(1,1)模型,预测其发展变化过程.通过将2012年的预测结果与实际数据进行对比,检验了模型的可信度.数据显示,我国污水排放量从2006年的536.8亿吨上升到了2011年的652.1亿吨.根据计算,到2018年其总量将比2006年增涨50%以上.今后,污水排放量的快速增长,将会迫切要求进行合理有效的水资源规划和管理,以实现水资源的可持续发展利用.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2015(032)004【总页数】3页(P89-91)【关键词】污水排放量;灰色系统;预测【作者】高益新;张祥;陈茜【作者单位】94995部队,如皋226552;94995部队,如皋226552;武汉大学人民医院,武汉430060【正文语种】中文【中图分类】TV213水资源的有限性和稀缺性使其成为全球所关注的焦点问题之一。
中国是一个严重干旱、缺水的国家,人均水资源占有量低。
缓解水资源的危机,研究污水再生利用是解决问题的有效措施之一[1]。
可再生水量主要取决于污水排放量[2],这其中既有工业用水量等确定因素,又有水利用率等不确定因素。
因此研究污水排放量对于合理配置水资源具有重要意义。
本文利用灰色系统模型预测分析污水排放量,采用国家环保部公布的2006~2011年全国排污量作为原始序列建立了GM(1,1)模型,并用2012年的实际数据与模型预测结果进行了对比,所得结果具有很好的一致性。
该模型能够为未来合理利用水资源、缓解我国水资源紧缺,以及合理规划、管理水资源提供一定的参考。
1.1 灰色系统的概念及其研究内容灰色系统理论以灰色朦胧集为基础,通过生成灰色序列来建立灰色模型(GM),是一种以系统分析、评估、建模和预测为主体的理论体系[3,4]。
该方法以仅有少量小样本的不确定性系统为研究对象,通过对已知信息的分析加工,得到规律性认识,从而实现对整个系统的运行和演化规律进行描述。
优化的灰色离散Verhulst模型在基坑沉降预测中的应用
优化的灰色离散Verhulst模型在基坑沉降预测中的应用张闯;彭振斌;彭文祥【摘要】Considering the low accuracy of the traditional grey Verhulst model in the foundation pit settlement prediction, the optimized discrete grey Verhulst model was put forward. In the settlement monitoring of foundation pit, the new monitoring settlement data was constantly added to the original data sequence, and all kinds of factors would bring new disturbance, so the original model accuracy was reduced. In order to avoid the resulting errors, the metabolic method was used to establish the optimization of one-dimensional and two-dimensional metabolic model of grey discrete Verhulst model. The traditional Verhulst model, the optimization of the discrete grey Verhulst model and the optimization of one- dimensional and two-dimensional metabolic model of grey discrete Verhulst model were compared. The results show that the proposed model is based on the reciprocal transformation of the original data sequence by using discrete thinking, and the change from continuous form to discrete form reduces the error from the differential equation to the difference equation in the modeling process of the traditional Verhulst model. The optimized grey discrete Verhulst model based on the metabolic method has higher accuracy, and the model can be used to predict the settlement of the foundation pit.%基于传统的灰色Verhulst模型在基坑沉降预测中精度较低的问题,提出优化的灰色离散Verhulst模型.在基坑沉降监测中,由于有新的监测沉降值不断补充到原始数据序列中,各种因素会带来新的扰动,原来的模型精度降低,为避免由此产生的误差,用新陈代谢方法建立优化灰色离散Verhulst一维、二维新陈代谢模型.将传统Verhulst模型、优化的灰色离散Verhulst模型及优化灰色离散Verhulst一维、二维新陈代谢模型进行比较.研究结果表明:该模型通过采用离散化思维对原数据序列进行倒数变换,从连续形式向离散形式变化,减小了传统Verhulst模型建模过程中从微分方程到差分方程带来的误差;采用新陈代谢方法的优化灰色离散Verhulst模型精度更高,可选用该模型对基坑进行沉降预测.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(048)011【总页数】7页(P3030-3036)【关键词】沉降预测;优化的灰色离散Verhulst模型;新陈代谢方法;预测精度【作者】张闯;彭振斌;彭文祥【作者单位】中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙,410083;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙,410083;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TU432基坑沉降预测是工程监测中非常重要的内容。
灰色Verhulst模型在东部井非采动沉降预测中应用
沉 降情 况 , 为保 证基 准 点 的稳定 性 , 应 根 据矿 井 地 基 的实际勘 测 情况 去选 取 , 并 且使 在 主 井 、 副井 两
个 区域 各建 立工作 基 点形 成 闭合 环 ,其 间 就在 相
对 稳定 处布 设若 干个 联 系点[ 5 1 。
回归-灰色系统组合模型预测城市生活污水量
1
B=
1 l l 1 A 2 x= M M M M 1 1 , A | 2
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l 环境工程设计
Ini n et ni ei eg E v om n E g ergD sn r n n i
【 文章编号】 0 79 6 (06 1-0 20 10 .4 7 2 0 ) 0 6 .3 1
回 归一 色系统 组合 模 型 灰
量预 测 方 法 , 难 以获 得 比较 准 确 的 预 测 结果 。本 都
文研究应用 回归分析 建立城市生活污水量预 测模 型, 并用灰色预测方法确 定模 型 中的参数 , 这样将 不 同模 型之 间耦合分析不但能 反映事物的变化趋
势, 而且 能 揭 露 事物 之 间 的相 互 联 系 。基 于上 述 分 析 ,笔 者根 据 某 市 19 9 1年  ̄2 0 间污 水 排放 量 0 0年
watwae q a ty tewat wae q a t o 2 0 n d2 2 n se tr u ni ,h t se tr u n t f 0 0a i y 0 0i h ct a b e o ae yt s d 1 te i h s e nfrc tdb himo e. y e s
Ev om n 驴w 而 Ds I nin et r e
考 虑 到 假 设 检 验 的 需 要 还 进 一 步 假 定 它 服 从 均 值
为 零 的正 态 分布 。
一
l a l
口 =
, ll 用最d-乘法可得 '
4X 和 (不 等 于 彼 此 独 立 , 存 在 线 形 相 ) ) 不
及其主要影 响因素 的序 列 数据 , 建 立其 预 测模 试
型,并对未来 2 0年 的 年 排 放 量 进 行 了 动 态 预
灰色Verhulst模型在水上交通事故预测中的应用
国水 上交 通事故 数 进 行分 析 时 , 发 现 其 变 化 过 程 呈
中 图分 类 号 : U6 9 8 . 6 文 献 标 志码 : A
App l i c a t i o n o f Gr e y Ve r hu l s t Mo d e l i n W a t e r Tr a f f i c Ac c i d e n t Fo r e c a s t i n g
水上 交通 由于 受 到 通 航 环境 、 气 候 条件 、 船员、 船 舶 等 因素影 响 , 是一 个复 杂 的系统 , 其 水上 交通 事 故 的发生 具有 一 定 的偶 然 性 和 模 糊 性 , 是 一 个 随机 事件 。同时 , 船舶 交 通 事 故 数 量 是评 价 水 上 交 通 安 全 的重要 指标 , 也 是衡 量交 通 管理水 平 的重 要 因素 。 因此 , 管 理部 门通 过 对 水 上 交通 事故 的历 史 数 据 进
第 3 6卷 第 2 期 2 O 1 3年 6月
中 国 航
海
Vo 1 . 36 No . 2
N AV I G AT 1 0N ( ) F CH I N A
J u n .2 O 1 3
文章编号 : 1 0 0 0 —4 6 5 3 ( 2 0 1 3 ) 0 2 —0 0 6 7 ~O 3
Ve r h u l s t 模型 , 并分别剃用该模型和灰色 G M( 1 , 1 ) 模 型对我 国近几 年水上交 通事故进行 了预测 , 发现该 模型精度
高, 拟 合 度 更 优 。该 模 型可 用 于 对 我 国水 上 交 通 事 故 的 预测 。 关键词 : 水路运输 ; 水上交通事故 ; 预测 ; 灰 色 Ve r h u l s t 模 型; 灰 色 GM( 1 , 1 ) 模 型
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[ 关键词] 污水排放 量 ; V e r h u l s t 模型; 预测 ; 精度检 验
[ 中图分类号 ] T V 9 9 2 . 3 [ 文献标识码 ] A [ 文章编 号] 1 0 0 6— 7 1 7 5 ( 2 0 1 4 ) 0 8— 0 0 6 7— 0 2
建 立更 有 利 , 因此 在 对 青 海 省 废 水 排 放 量 的 预 测 时 , 首先
Z… ( 2 ) , ( ‘ ’ ( 2 ) ) 2
Z‘ ‘ ( 3 ) , ( ( 3 ) ) 2
一
B =
应该对原始 数据进行分析 。本 次研究 数据 由 1 9 8 8—2 0 0 9
Au g ., 2 01 4
城 市 污 水 排 放 量 的 灰 色
Ve r h u l s t预 测 模 型
王艳 萍 , 王 淑 芝
( 1 .青 海 省 水 利 水 电勘 测 设 计 研 究 院 , 西宁 8 1 0 0 0 0 ;2 .青 海 省 水 文 水 资 源 勘 测 局 , 西宁 8 1 0 0 0 0 )
取 “ ’ ( 0 )= ∞ ( 1 ) , 求解微分方程得 到序列 的灰
色 V e r h u l s t 预测模型 :
1 灰色 V e r h u l s t 模 型 建 立
V e r h u l s t 模型主要用于描 述具有 饱和 状态 的过程 , 在
+ 1 ) = 面
( 5 )
实 际问题中 , 常遇到原始数据 序列呈 S形 , 可 以取原 始数 据 为 。 , 认为 是 . 的1 一I A G O序列 , 建立 V e r h u l s t 模型
直接对 进行模拟 。 取原始数据 为 ‰, 把 。的一 次 累加 1 一 I A G O记 为 。 , 即 “ ( k )=∑ 。 ( i ) , 建 立灰 色 V e r h u l s t 模 型 的 白化微 分 方程 : +似 ㈤ ( £ ): ㈩( ) ] ( 1 )
V e r h u l s t 模 型进 行 改 进 : 当预 测 出一个 新 值时 , 把 它 按 时
序 加入 到样本 序列 中, 同 时去掉样 本序 列 中最 早 的一个 数据 , 保证样本序列维数 不变 , 然后 按新样 本序列重 新率
定 模 型参 数 , 直 到 完 成 预 测 目标 为 止 。
[ 摘 要] 通 过对 灰 色模 型的认 识及 学 习 , 以及 V e r h u l s t 模 型建模 机 理的 分析 , 针对 污水排 放 量 数 据序 列特 征 , 将 V e r h u l s t 模 型 引入 到 青 海省城 市 污水排 放 量 的预 测 中。f t . 1 用2 0 0 2— 2 0 0 6年
2 灰色 V e r h u l s t 模 型 的 改进
预测模 型的精度 通 常随 预测 步长 的 增加 而 降低 , 灰
色V e r h u l s t 模型 也不 例外 。为提 高灰 色 V e r h u l s t 模 型 的
预 测精 度 , 可采用 等维 灰数 递补数 据处 理技 术来对 灰色
的数据 , 建立 V e r h u l s t 模 型 以及 V e r h u l s t 模 型 的改进 模 型对该 地 区污水排 放 量 进行 拟 合 。结 果
表 明, 各模 型拟 合精 度 均符 合要 求 。 同时 , 用V e r h u l s t 模型对 2 0 0 7和 2 0 0 8年 的 污水 排 放 量进
式 中: a , b为参数项 , 其 中最小二乘估计为 : A=[ a , b ] =( B B) B Y
其 中:
一应 用及 分 析
3 . 1 对原 始数 据 的分析
由于呈 s型变化 的数据序列 , 对灰色 V e r h u l s t 模 型的
( 3 )
X‘ 。 ( n )
‘ ( k ) =0 . 5 x ( k ) + 5 x ‘ ( k一1 ) , k =2 , 3 , …, ( 4 )
预测 , 将V e r h u l s t 模 型 的预测 结果进 行 比较 , 从 而检 验预 测 结果 的精 度 以及 灰 色模 型理论 的适 应性 , 以揭示 其变 化规律 和发展趋势 。
一
Z‘ ( n ) , ( 川’ ( n ) ) 2
年《 青海省环境公报》 摘 录得 到 , 从1 9 8 8—2 0 0 9年 的数据
[ 收稿 日期 ] 2 0 1 4一O I 一2 8 [ 作者简介 ] 王艳萍( 1 9 8 9一) , 女, 青 海 西 宁人 , 助理工程 师 , 学士 , 主要从事水 利勘测工 作 ; 王淑芝 ( 1 9 8 8一) , 女, 青 海 乐都人 , 助理 工 程 师 , 学士 , 主 要 从 事 水 利 勘 测 工作 .
第2 O卷第 8期 2 0 1 4年 8月
水 利 科 技 与 经 济
Wa t e r C o n s e r v a n c y S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y a n d E c o n o my
V0 1 . 2 0 No . 8
X ‘ 。 ( 2 )
X 。 ( 3 )
Y=
本 文通 过对 灰色理论 中 V e r h u l s t 模 型 的进 一步认 识
和学 习 , 从 明确 V e r h u l s t 模型的基本 内涵和 建模机理 的分
析人手 , 由青 海 省 2 0 0 2—2 0 0 6年 的 废 水 排 放 量 资 料 建 立 V e r h u l s t 模 型进行拟合 , 进 而 检 验 各 模 型 的 拟 合 精 度 是 否 满 足要 求 。 同 时 , 对 2 0 0 7—2 0 0 8年 未 来 废 水 排 放 量 进 行