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基于灰关联分析的作业环境宜人性评价 张东方 陈东林 空军工程大学工程学院, 陕西 西安 710038 摘要 在作业环境宜人性评价中, 评价因素众多且具有不同属性。 为了使评价结果尽可能多地体现这些属性, 且避免 多指标权重难以确切分配这一弊端, 本研究在灰色关联分析法的基础上 , 将宜人性标准的各级别视为区间的概念, 同 时对分辨系数 ρ的取值进行了探讨以避免随意性, 然后, 按隶属度最大原则, 确定作业环境宜人性等级。 实例分析表 明, 该方法层次分明、简便实用, 对作业环境宜人性评价具有较好的适用性。 关键词 灰关联分析 层次分析 作业环境 宜人性 1 引言 灰关联分析的缺陷是当评价指标较多时 ,指标权 重的归一化 ,可能使某些指标分得的权重很小 ,从而 忽略这些指标在评价中的作用 [ 1] 。在经典的灰关联 分析方法中 ,作为比较数列 ,没有考虑各因素评价标 准的区间形式, 而将其近似地概化为比较曲线 ,这必 然影响到系统评价结果的精度。而分辨系数 ρ 的人 为主观确定给其评价结果带来了一定的随意性。对 此,本研究在灰色关联分析法的基础上 , 将评价标准 的各级别视为区间的概念, 同时对分辨系数 ρ的取 值进行了探讨, 提高灰色关联法的准确性和适用性 。 2 改进的灰关联分析法 运用改进的灰关联分析法进行分析步骤如下 。 1 确定参考数列和比较数列 [ 2] 设所分析系统作业环境宜人性评价指标的实际 评估值 x0 { x0 k k 1 ,2, n } 为参考数列,各级 指标的评价标准 xi { xi k k 1, 2, n , i 1,2, , m } 为比较数列,此处 m 5。 2 求关联系数 数列 x0与 xi的关联系数 εi k min i min k Δi kρmax i max k Δi k Δi kρmax i max k Δi k 1 式中 Δi k x0 k -xi k 称为第 k 个指标 x0与 xi的绝对差。由于评价标准并非一具体数值, 而是一个区间 [ 3] , 故定义 xi k [ ai k , bi k ] , 则 Δi k ai k-x0 kx0 kbi k 2 式中 ai k 指标 k 第i 个级别的上限 ; bi k 指标 k 第i 个级别的下限。 式 1 中分辨系数 ρ ,一般取 0. 5。但是由于最大 值的存在, 使 ε i k 的值不仅取决于参考数列 x0和 比较数列 xi, 而且间接地取决于所有其它比较数列 xj j 1,25; j ≠i 。因此最大值使关联度间接体现 了系统的整体性 ; 而 ρ 是最大值的系数或权重 ,其值 大小, 在主观上体现了对最大值的重视程度 ,在客观 上反映了系统的各个因子对关联度的间接影响程度。 因此 , ρ 的取值应遵循下述原则 ① 充分体现关联度的整体性 , 即关联度 ri不仅 与x0、xi有关 ,而且与所有其它因子 xj j 1, 2 5 有关 ; ② 具有抗干扰作用, 即当系统因子的观测序列出 现异常值时 ,能够抑制、 削弱它对关联空间的影响 。 确定分辨系数 ρ 的取值规则如下 [ 4] 。记 Δv为所 有差值绝对值的均值 Δv 1 n 5∑ 5 i 1 ∑ n k 1 |x0 k-xi k | 3 并记 δ ΔΔv Δmax,式中 Δmax max i maxΔi k k 则 ρ 得取值为δΔ≤ρ ≤2δΔ,应满足 Δmax 3Δv时 , δ Δ≤ρ ≤1. 5δΔ 4 Δmax≤ 3Δv时 , 1. 5δ Δr11r14r15。 由关联序看出 ,如果仅考虑机械因素 ,该系统作 业环境宜人性为较好 ,说明机械因素对该系统人员作 业影响不大 。 表 4 机械因素低层次子集各指标归一化前、后权重 控制器的可操作性控制器的灵敏度信息显示清晰度信息易识别程度 归一化前归一化后归一化前归一化后归一化前归一化后归一化前归一化后 综合评价 0. 9440. 2980 . 7220. 2280. 6670 . 2110 . 8330. 263好 1 . 00. 2640 . 9290. 2460. 8570 . 2261. 00. 264较好 1 . 00 . 251. 00. 251 . 00 . 251. 00. 25一般 1 . 00 . 251. 00. 251 . 00 . 251. 00. 25较差 1 . 00 . 251. 00. 251 . 00 . 251. 00. 25差 2 对环境因素和管理因素的低层次因素进行评 价。仿上述步骤可分别得 ① 环境因素较低层次子集指标值与各标准系列 的关联度为 r210. 892 r220. 974 r23 0. 829 r240. 532 r250. 452 关联序为 r22r21r23r24r25。 由关联序看出 ,如果仅考虑环境因素 ,该系统作 业环境宜人性为较好 ,说明环境因素对该系统作业人 员影响也不大。 ② 管理因素较低层次子集指标值与各标准系列 的关联度为 r110. 705 r120. 923 r13 0. 955 r140. 576 r150. 468 关联序为 r13r12r11r14r15。 由关联序看出 ,如果仅考虑管理因素 ,该系统作 业环境宜人性为一般 ,说明管理因素对该系统作业人 员影响较大。 3 高层次因素综合分析 据式 10 得各影响因素子集的权重如表 5。 据式 9 可得经较高层次综合, 该系统作业环境 宜人性质量对各级评价标准的关联度 r1 0. 799 r2 0. 949 r30. 897 r4 0. 553 r5 0. 460 关联序为 r2r3r1r4r5。 由关联度最大原则, 可得该系统作业环境宜人性 为较好。 表 5 各影响因素较低层次子集的权重 影响因素好较好一般较差差 操作人员因素0 . 4320 . 4380. 4440. 4440 . 444 客观环境因素0 . 3660 . 3470. 3330. 3330 . 333 人机交互因素0 . 2020 . 2150. 2220. 2220 . 222 最后, 结合本例对分辨系数 ρ 的取值进行检验。 以环境因素为例 ,将 ρ 0. 5 时的关联度值与 ρ 2δΔ 时的关联度值进行比较。 当 ρ 0. 5 时,据式 1 可得关联系数 ε1 0. 810 1. 0 0. 739 ε 2 1. 0 0. 895 1. 0 ε3 0. 810 0. 630 0. 895 ε 4 0. 459 0. 395 0. 486 ε5 0. 378 0. 333 0. 395 由式 6 可得环境因素较低层次子集指标值与各标准 系列的关联度为 r210. 858 r22 0. 965 r23 0. 778 r240. 447 r25 0. 367 各关联度比较见表 6。 下转第 55 页 72 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 5 焚烧厂监控及自控系统 5. 1 工业监控系统 焚烧厂工业监视系统由录像机 、 彩色监视器、现 场摄像头及同轴电缆组成 ,现场摄像头分别设置在垃 圾贮料仓上方及二次燃烧室下段, 监视物料变化情况 及焚烧炉内的燃烧情况, 其信号都送至中央控制室监 视系统,并反馈控制 。 5. 2 自控系统 焚烧厂的控制系统由工业级计算机管理系统及 一个现场控制站 PLC 系统组成, 现场控制站在现场 进行温度、压力及烟气成分等工艺参数检测 、 设备运 行工况信号的采集 、 监测和控制, 并向中央控制室进 行实时传送,中央控制室可调用各现场站的全部运行 信息, 并修改工艺参数设定值, 在中央控制室设定控 制垃圾进料双道液压闸门的开启和关闭 ,并对马达控 制中心和抓吊操作室实现远程控制 。 现场控制站 PLC 马达控制中心与中央控制室之 间通过高速数据通道传输数据 ,中央控制室同抓吊操 作室通过电话传送指令。 6 结语 浦东国际机场垃圾焚烧厂的工艺平面布局合理, 衔接流畅, 满足了垃圾焚烧处置的各项功能要求, 其 主要工艺特点归纳如下 1 在炉型的选取方面 ,充分结合我国国情 ,采用 了性能稳定 、 工艺简单 、运行维护亦相对简单并适合 机场航空垃圾特点的回转窑焚烧处理工艺,实现了航 空垃圾、 废油及垃圾渗沥水等不同类型废弃物的混合 焚烧处理。 2 烟气的净化除尘采用了国内外较成熟的石灰 乳脱酸和布袋除尘 ,经常运行费用较低 , 但处理后的 烟气污染物排放浓度完全符合欧共体有关控制标准。 3 进料系统的设计吸收了国外成功的经验, 采 用水平给料机同双道液压控制闸门协同工作 ,有效地 解决了垃圾堆积架桥问题 ,确保了垃圾进料系统无故 障运行。 4 自控系统根据随机检测的炉内烟气温度、含 氧量及烟气各组分的含量, 自动反馈控制一次燃油、 一次风机与二次燃油 、 二次风机的供给量以及石灰水 的喷入量, 实现了焚烧系统全过程的自动控制 。 作者通讯处 王艳明 200092 上海中山北二路 901 号 上海市政工 程设计研究院给排水三分院 电话 021-65985848-5401, 13661965630 传真 021-65986487 E -mail wang-ym. gp3smedi . com 2004- 08-23 收稿 上接第 72页 表 6 关联度比较 ρ关联度序列 2δ Δ { 0. 892 0. 974 0. 829 0. 532 0. 452} 0 . 5{ 0. 858 0. 965 0. 778 0. 447 0. 367} 分析表 6 可得 与 ρ 0. 5 相比, ρ 2δ Δ时各关 联度值都有所增加 , 表明 ρ的取值更好地体现了系 统的整体性; 当 ρ 2δ Δ时 ,各关联度值的离散性较 弱,表明 ρ 的取值更有效地抑制了 Δmax的影响。 综上所述, 本研究对分辨系数 ρ 的取值是合理 的,使评价结果具有较高的准确性 。 4 结语 本研究在灰色关联分析法的基础上 ,结合层次分 析法的特点,提出一种改进的分析方法 灰色关联 度层次分析法。该方法不仅考虑系统作业环境宜人 性评价指标众多的特点, 而且考虑到各指标标准值的 区间形式和分辨系数 ρ对评价结果的影响 , 并对它 们进行了探讨。改进的灰关联分析法层次分明,简便 易懂 。经实例验证, 其用于系统作业环境宜人性评价 有较高的准确性 ,可广泛用于各类系统的评价中。 参考文献 1 朱湖根. 灰色关联度多层次分析法及其在水电优化方案中的应用. 合肥工业大学学报 自然科学版 , 1991. 14 4 27～ 34. 2 邓聚龙. 灰色系统理论教程. 武汉 武汉华中理工大学出版社, 1990, 33～ 63. 3 沈珍瑶, 谢彤芳. 一种改进的灰色关联分析法及其在水环境评价中 的应用. 1997 3 13～ 15. 4 吕锋. 灰色系统关联度之分辨系数研究. 系统工程理论与实践. 1997 6 49～ 54. 5 朱湖根, 汪家权. 平原地下水水质评价方法探讨. 水文地质工程地 质, 1993 6 46～ 49. 6 刘万茹, 朱湖根. 改进的灰关联分析法在水质评价中的应用. 合肥 工业大学学报 自然科学版 , 1999. 22 2 87～ 91. 作者通讯处 张东方 710038 陕西省西安市 空军工程大学工程学院 研究生一队 2004- 04-16 收稿 55 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 Abstract The goalwas to recycle secondary alloys raw material from solid waste of high-speed-steel tool swarf by electrothermal process. The techniques and the factors affecting the quality of products were analyzed. For getting pure high-speed-steel tool grinding swarf, the pre - treatment was needed. The multi -alkaline slag could not only meet the need of high heat value, low oxidation andgoodfluidity , but also increase the recovery ratio of alloys andwipe out impurity. The compound reducing reagent was about 98～ 100 of its theoretical consumption. The results showed that the quality of the secondary alloy raw material recycled from waste solid of high -speed -steel tool could meet the need of steel -making. From which remarkable social and economic benefits are achieved. Keywords high speed steel, solid waste, grinding swarf, secondary alloy raw material and electrothermal process DETERMINATION OF TOTAL CHROMIUM INWASTE -WATERBY FLAME ATOMIC ABSOPTION SPECTROPHOTOMETRYYe Jun 61 Abstract A determination of total chromium in environmental samples by flame atomic absorption spectrophotometry was studied. The optimal analytical conditions were ascertained through different experimental conditions. Analytical precision and accuracy were also validated by means of analysis of standard samples and realistic samples. The experimental results showed that this was easy to operate. The anylytical efficiency was promoted, analytical precision and accuracy were good as well, so this could be applied and popularized. Keywords flame atomic absorption spectrophotometry, tatal chromium and determination MODIFIED LOGISTIC CURVEMODEL OF OVERALLUATION OFATMOSPHERE ENVIRONMENTAL QUALITYJinKaizheng 62 Abstract In order to test the grade criteria of atmosphere environmental quality , to resolve the non -uni problem of uation results of atmosphere environmental quality inds, and to raise the grade resolution of uation, a new model a modified Logistic curve model is suggested, whose atmosphere environmental quality grade is a real number. The calculation example shows that the scheme is practical, effective and general,which can be applied to uating other environmental quality. Keywords Atmosphere environemntal quality , overall uation and modified Logistic curve model APPRAISEMENT OF ENVIRONMENTAL QUALITY OF WATER BODIES BY TENDENCY WEIGHT POLLUTION INDEXYang Shijian et al 65 Abstract It was suggested that the of tendency weight pollution index should be used to assess the environmental quality of water bodies in the light of shortcomings of the of average pollution index, which was also compared to the average pollution index through examples. The results showed that the of tendency weight pollution index is accurate and convenient for the assessment on water bodies. Keywords environmental quality of water, uation, average pollution index and tendency weight pollution index DETERMINATION OFCOPPER,ZINC,LEADAND CADMIUM IN SOIL BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRYPan Haiyan et al 68 Abstract Through comparison of several counteraction systems, HNO3-HF -H2O2system is selected for Pb and Cd, while HNO3-HF -HClO4 system is selected for Cu and Zn. It has been showed through determinations of standard samples that the measured values are in the range of guaranteed oneswith a relative standard error of 2. 2～ 7. 2 and a recovery of 83～ 116for Pb and Cd; whereas a relative standard error of 2. 6～ 4. 5 and a recovery of 92～ 103 belong to Cu and Zn. Keywords atomic absorption spectrometry, soil, Cu, Zn, Pb and Cd ASSESSMENT OF WORKING ENVIRONMENT AMENITY BASED ON GREY RELEVANCY ANALYSISZhang Dongfang et al 70 Abstract In working environment amenity assessment, there are lots of influencing factor with different attributes. For the purpose of reflecting the attributes in the assessment and avoiding the trouble of distributing weight to every index, which is difficult generally, according to the principle of grey relevancy analysis, we take the amenity standard asa zone and discuss the coefficient ρto avoidthe random; according to the principle of maximum relevancy , the degree of the working environment amenity is ascertained. The analysis by practical example shows that this has a preferable applicability in the amenity assessment of working environment. Keywords grey relevancy analysis, hierarchy analysis, working environment and amenity ANALYSIS OF ACID VOLATILE SULFIDE AND SIMULTANEOUSLY EXTRACTED METALS IN SEDIMENTS OF GUILINLi Zhenping et al 73 Abstract It was measured that the acid volatile sulfide AVSand simultaneously extracted metals SEMin aquatic sedimentsof Guilin, and the character of AVS changing with depth was also studied. A preliminary prediction of biological toxicity of the heavy metals to aquatic sediments of Guilin was conducted by means of [ SEM] [ AVS] . Keywords acid volatile sulfide, simultaneously extracted metals, sediments and biological toxicity STUDY ON PREPARING PLASTICIZER BY COMPREHENSIVE UTILIZATION OF CRUDE 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 1,Feb. , 2005