灰色系統(tǒng)理論范文
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隨著社會(huì)的進(jìn)步和生活水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境提出了越來越高的要求，除了提供一個(gè)為大多數(shù)室內(nèi)人員認(rèn)可的舒適的熱環(huán)境外，還應(yīng)該提供清新宜人、激發(fā)活力并且對(duì)健康無負(fù)面影響的室內(nèi)空氣環(huán)境。因此室內(nèi)空氣品質(zhì)問題引起了人們?cè)絹碓綇V泛的關(guān)注，而建立一種能客觀地評(píng)價(jià)空氣品質(zhì)的數(shù)學(xué)模式，一直是室內(nèi)空氣品質(zhì)研究中的重要課題。因?yàn)槭覂?nèi)空氣品質(zhì)受到多種因素的影響，評(píng)價(jià)方法應(yīng)能夠反映多個(gè)因子共同作用于室內(nèi)空氣的綜合效應(yīng)，目前已提出的方法有：評(píng)價(jià)指數(shù)法[1]、模糊綜合評(píng)判法[2]等。本文將運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論的灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)分析和比較，這種方法是多因子綜合評(píng)定理想的方法。
1評(píng)價(jià)因子的選擇
室內(nèi)污染物種類繁多，可分為顆粒（固體、液體或生物顆粒）、氣體和蒸汽，它們當(dāng)中有的會(huì)引起某種不愉快的感覺，有的被認(rèn)為對(duì)健康有害，還有一些目前還不為人類所認(rèn)識(shí)。就其來源來講，有的來自室內(nèi)的材料、設(shè)備以及生物活動(dòng)，有的來自室外空氣的滲透，還有的來自暖通空調(diào)系統(tǒng)，這些物質(zhì)的存在是室內(nèi)空氣品質(zhì)不良的重要原因[3]。
由于種類繁多，不可能對(duì)每種污染物都進(jìn)行檢測(cè)，需要從中挑選有代表性的，對(duì)人體感覺和健康有重要影響的因子作為室內(nèi)空氣品質(zhì)檢測(cè)和評(píng)價(jià)的內(nèi)容。幾十年來人們對(duì)各種污染物的發(fā)生源、散發(fā)強(qiáng)度、對(duì)健康的影響、控制策略進(jìn)行了深入的研究，獲得了大量非常有用的資料。目前國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的室內(nèi)污染物有：甲醛、CO、CO2、NO2、SO2、懸浮顆粒、浮游微生物、氡氣，這其中的每一種物質(zhì)都代表了一組污染物的信息，反映室內(nèi)空氣的現(xiàn)狀。但有文獻(xiàn)報(bào)道氡污染不是現(xiàn)代化辦公大樓普遍存在的問題，因此本文對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)選取甲醛、CO、CO2、NO2、SO2、懸浮顆粒、浮游微生物作為評(píng)價(jià)因子[1][4]。
2灰色評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模式
2．1灰色關(guān)聯(lián)分析的基本思想
灰色系統(tǒng)理論是80年代初期由中國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授創(chuàng)立的一門系統(tǒng)科學(xué)新學(xué)科。它以"部分信息未知"的"小樣本"，"貧信息"不確定性系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要通過對(duì)"部分"已知信息的生成、開發(fā)，提取有價(jià)值的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)規(guī)律的正確描述和有效控制[5]。
一般的抽象系統(tǒng)，如社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等都包含有多種因素，多種因素共同作用的結(jié)果決定了系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。我們常常希望知道在眾多的因素中，哪些是主要因素，哪些是次要因素；哪些因素對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展影響大，哪些因素對(duì)系統(tǒng)的影響較小；哪些因素對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展起推動(dòng)作用需強(qiáng)化發(fā)展，哪些因素對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展起阻礙作用需加以抑制……。由于統(tǒng)計(jì)資料十人有限，且數(shù)據(jù)灰度較大，并不一定有典型的分布規(guī)律，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)這些問題進(jìn)行分析往往難以奏效。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，我們能用時(shí)間序列來表示系統(tǒng)行為特征量和各影響因素的發(fā)展，灰色系統(tǒng)理論中的灰色關(guān)聯(lián)分析的基本思想是根據(jù)序列曲線的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密。曲線越接近，形狀越相似，相應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)就越大，反之就越小。序列曲線的相似程度用灰色關(guān)聯(lián)度來衡量。因此，灰色關(guān)聯(lián)分析為這類問題的解決提供了有效的途徑[6]。
2．2灰色關(guān)聯(lián)分析在多因子綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
在多因子綜合評(píng)價(jià)時(shí)，我們經(jīng)過實(shí)測(cè)，得到某一評(píng)價(jià)對(duì)象的由多個(gè)參數(shù)組成的序列，要對(duì)它做出等級(jí)評(píng)價(jià)也就是判斷它與哪一級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)更接近，關(guān)系更密切。因此我們可以借助灰色關(guān)聯(lián)分析方法，分析序列曲線的接近程度，根據(jù)能綜合反映曲線間差值大小的關(guān)聯(lián)度對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象作出判斷。如有多個(gè)待評(píng)價(jià)對(duì)象時(shí)，還能比較它們之間的優(yōu)劣。
當(dāng)用關(guān)聯(lián)度量化序列曲線的相近程序，需要對(duì)序列進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，使之化為數(shù)量級(jí)大體相近的無量綱數(shù)據(jù)。在用關(guān)聯(lián)分析做發(fā)展態(tài)勢(shì)比較時(shí)，每一序列均為時(shí)間序列，常用的預(yù)處理方法有初值化處理和均值化處理。然而在應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，序列中有不同的物理量，且數(shù)量級(jí)相差較大，這時(shí)不能作初值化處理或均值化處理，而應(yīng)采用其他了方法處理。在室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)中，預(yù)處理方法如本文評(píng)價(jià)實(shí)例所示。