基于物元分析的铅精矿质量评价方法研究.pdf

2 0 0 2年 8月 第 3 1卷第 4期 有 色 矿 山 Non f e r r o u s M i n e s Au g． ， 2 00 2 Vo 1 ． 31 No． 4 基于物 元分 析 的铅 精矿 质量评 价方法 研 究 荀志远 青 岛建筑 工 程学 院 ，山东 青 岛 2 6 6 5 2 0 [ 关键 词 ]铅 精矿 ；物元 分 析 ；质 量评 定 [ 摘要 ]由于铅 精矿 中含有 多种 金 属矿 ， 给铅 精 矿质 量 等 级 的评 价 带 来 很 大 困难 。本 文 采 用物 元 分 析理 论 ， 建 立 了铅精 矿 质量 综 合评 定 模 型， 解决 了铅 精 矿质 量评 定 问题 ， 该模 型 对其 它 有关 质 量评 定 问题 有借 鉴 意 义。 [ 中图分 类号 ]TD 9 1 3 [ 文献 标 识码 ]A [ 文 章编 号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 4 0 0 3 1 0 3 S t ud y o n m a t t e r - e l e m e nt a na l y s i s m e t ho d f or e v a l ua t i ng l e a d c o nc e nt r a t e XU N Zhi yu a n Qi n g d a o Ar c h i t e c t u r a l a n d En g i n e e r i n g I n s t i t u t e ，Qi n g da o 2 6 6 5 2 0 ，C hi n a Ke y wo r dsl e a d c o nc e nt r a t e；m a t t e r e l e m e n t a na l y s i s；q ua l i t y e v a l u a t i o n Abs t r a c tFo r r e a s on s t ha t l e a d c on c e nt r a t e c o nt a i ns ma ny ki n ds o f m e t a l or e s ， i t i s di f f i c u l t t O e v a l u a t e i t s q ua l i t y gr a d e．Thi s pa p e r i nt r o du c e d ma t t e r e l e me nt a n a l y s i s t he or y， a nd a n e v a l u a t i ng mo de l f o r l e a d c on c e nt r a t e q ua l i t y gr a de i s s e t up．The pr o bl e m o f a s s e s s i ng l e a d c o nc e nt r a t e qu a l i t y i s so l v e d，whi c h i s a r e f e r e nc e f or ot he r r e l a t i v e q u a l i t y e va l u a t i on． 1 前 言 由于 铅和锌的地球 化学性质和成 矿的地质条件 相 同或相似 ， 在矿 床中常共生在 一起 ； 此 外还常伴生 其它金属 ， 经选 矿 选 出 的 铅精 矿也 含有 多 种 金 属， 金 、 银 、 铋 为有价元素， 铜 、 锌 、 砷 等为杂质， 按其含世 不 同划分 为不同等级 的产 品。但实际选 出的铅精 矿 各种含量不一 定完 全符 合质 量控 制要 求 ， 这 就需 要 对铅精矿进 行综合评价 以确定其质量等级 。在这些 方面许多专家学 者进 行 了深 入研 究 ， 提 出 了很 多决 策方法 ， 如采用灰色理 论 、 模 糊数学 、 神经 网络 、 层次 分析法 、 理想点法等进 行多 目标决 策， 并 建立 r相应 的评价模型 ， 取得 了较 好的效果 。 本文 从新 的 角度， 采 用物元 分析 理论 对铅精 矿 进 行多指标 的综合评 定 。物 元分析理论 由两部分组 成， 即物 元理论和可拓 集合论， 物元理论研 究粤物的 可变性 ， 着重研究 事物 变 化的条 件 、 途 径 、 规律 和 方 [ 收 稿 日期 ]2 0 0 2 0 5 2 4 [ 作 者 简介 ]苟 志远 1 9 6 4一 ， 男 ， 河 北 安 平 人 ， 硕 士 ， 青 岛 建筑 工 程学 院 副教授 。 法 ， 是 研究不相 容 问题 的 定性 部 分 。为 了定量 描 述 事物 ， 它建立 了可拓集合论 ， 并相应地 建立 了关联 函 数概念 ， 把逻辑值 从 { 0 ， 1 } ， 拓 展到 { 一O O ，O O } ， 并 用关联 函数的量值大 小 关联 度 来描 述元 素与集 合 的从 属关 系， 以表 达 集 合 中各 元 素 间 的 层次 关 系。 由于关联 函数 能用 数学 公 式表 达， 使 研 究对象 的 定 量 化成 为可能。本文正 是利用物 元分析理论 的这 个 特点， 建立 了铅精 矿质量综 合评定模型 。 2物 元 分 析 的 基 本 念 2 ． 1物 元 在物元分 析 中， 把 事物 、 特 征、 量值这 个 有 序三 元组 作 为描 述 事 物 的基 本 元， 称 为物 元 ， 记 作 R M ， C， V 。其 中 M 指 事物 ， C指 事 物 的特 征 ， V 是 C 的量值 ， 并把 三者称 为物 元 R 的三要 素。若事 物 M 用 n个特 征 C1 ， C2 ， ⋯， C 及 其 相应 的量 值 V1 ， V2 ， ⋯， V 表示 ， 则称 R 为 n维物 元， 记 为 R M C1 V 1 C2 V2 C V 维普资讯 3 2 有 色 矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 在此事 物就 是 研 究 对 象， 凡能 表 征 事 物 的 性 质 、 状 态 、 功 能 、 关 系、 行 为等， 即事 物 的特征 ； 每个特 征均 有相应的量值 可 分为 数量 量值 或 非 数量 量值 ， 非 数量量值可 用优 、 好 、 甲级 等 表 示， 并 可 以通 过 数量 化变为数量 量值。 研究事物 时， 一般 在给定 的论 域下进 行 ， 论 域 中 部分元素 的 全体 称 为论 域 上 的集 合。研 究物 元 R 时， 相 应 的 集 合 称 为 物 元 集 合， 记 为 W { R } { M ， C， V } 。物 元 集 合 中的元 素 是物 元 ， 它具 有 内部结构 ， 物元三要 素的变换使物元在可拓集合中变 动， 因而物元可拓集合成 为描述事物可变性 的工具。 2 ． 2 可拓 集合 设 U 为论域 ， T 为某 种 限制条 件 或称 变换 ， K 为映射 U一 一O O ， O O ， U K U ， U E U， 称 A{ U ， Y l U E U， YK U } 为论 域 U 上 的一 个可拓 集合 ； YK U 为 A 的关 联 函数 ； K U 为 “关 于A 的关联度 。称 A{ “I “∈ U， K “ 0} 为 A 的 正 域 或 称 经 典 域 ； 称 A { U l U E U， K U 0 } 为 A 的负域 ； 称 A0 { U l U E U， K U 0 } 为 A 的 零 界 ； 称 A { U I U E U， K U0 } 为 _4的可拓域 ； 称 A{ U I U E U， K U 0 ， K Tu 0} 为 A 的非可拓域 或非域 。 由定义可知 ， 可拓集 合是 由关 联 函数 和 限制 T 来刻划 的。 当论域是 一个物元集 合时所定义 的可拓 集合称 为物元可 拓集 合。 此 时， 论 域 可 以是物 元 集 合 { R} 中物 元关 于特 征 的 量值 域 ， 或集 合 { R} 中 物 元在 限制 条件 T下 的取 值范 围。 3 铅精矿质量综 合评 定物元模型建立 先将铅精矿 质 量分 为若 干 等级 ， 按铅 精矿 质量 标准分 为四个等级 。再 确 定各 等级 的数 据 范 围， 这 就是物元 集合的量值域 。下一步将待评 定的铅精矿 质量各项数据代 入到各等级 的集 合中进 行特征参数 评定。评 定结果 按其与 各等级 集合 的关 联度量值 的 大小进行确 定。按物元分析理论 ， 关联 度越大 ， 其与 某等级集 合的符 合程度就越 好。 3 ． 1 确定铅 精矿质量等 级物元集合 的量值域 3． 1 ． 1确 定 经 典 域 Ro ， No j C Xo j N o j o j 1 0 j 2 No j f l a o j l ， b o i l c 2 a o j 2 ， b o j 2 f ” a o b o j ” 式中 N0 ， 为所 划分 的 第 个性 能等 级， C 表示 质量 等级 N0 ， 的特 征 ； xo j i 分 别为 No t 关 于 C 所规 定的量 值范 围， 即各 质量等 级关 于 对应 特 征所 取 的数 值范 围 经 典 域 。 3． 1 ． 2确 定 节域 R P C X P fl p 1 f 2 X p 2 f X p n j L f 。 b p n 其中 P表 示质量等级 的全体 ， x 为 P关 于 C 所 取 的量值范 围。 ． 3 ． 1 ． 3确 定 待 评 物 元 对待 评铅 精矿 产 品， 把 所 检测 得到 的数 据或 分 析 的结 果用 物元 R。表 示 ， 称 为铅 精 矿 产 品质 量 的 待评 物元 。式 中 P0表示铅精 矿 产品， 为 P0 关 于 C 的量值 ， 即待评 铅精矿检 测所得 的具体 数据 。 R 0 P0 Cl X l C2 X 2 C X 3 ． 2 确定待评 铅精矿关 于各质量等 级的关联 度 待 评铅精矿关 于各质量等 级的关联 度计算公式 为 Kj ㈩ 其 中 ID ， l z 1 n b o ji l 一 寺 6 0 J ， 一n 0 i 1 ， 2 ， ⋯， 2 ID l 一 1 l 一 寺 6 一a p i 1 ， 2 ， ⋯， 3 对每个特 征参 数 C 根 据 其相 对重 要性 确 定 其权 重 系数 a ， 一般 可 采用和 法 、 根法 或 特征 根法 或者 由 专 家确定 。令 K j p 0 ∑ a K j x 4 称 K P 0 为待评 铅精矿 P0 关于 第 质量 等级 的关 联度 。 3． 3 待评铅精 矿质量等级 的评定 由 4 式 求 得 K j P 0 后 ， 当 Kj P 0 0时， 认 为待评 铅精矿物元 R0属于 节域 R ， 即待评 铅精 矿 ， ， l 2 p p 6 6 l 2 p p n n ／ ／ 维普资讯 第 4期 苟志远 基于物元 分析的铅精 矿质量评 价方法研 究 3 3 质量等级 属于所划分 的质量等级 范 围内， 若 K， 0 ma x K， P 0 ∈ { 1 ， 2 ， ⋯， } 5 则待评铅精 矿质 量 等级 属 于 第 ． 0等 级， K， 0 是 待 评 铅锌精矿质 量 等 级 P。的 分 析评 定结 果 ； 如果 对 于 一 切 ， Kj P 0 踟 加 ∞ 0 加 3 印 一 维普资讯