基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法技术

基于灰色关联度的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法，本发明专利技术属于环境保护领域，它的步骤为首先分析电厂温排水对渔业损害的强相关因素，建立渔业损害评估指标体系；然后利用灰色关联原理计算指标关联度进而构造出渔业损害指标的模糊关系矩阵；接下来运用改进的层次分析模型获取因温排水而造成的渔业损害与各因素对应指标的权数向量；最后使用模糊合成的方法，将得到的指标权重向量通过模糊算子与渔业损害指标模糊关系矩阵相结合，对电厂温排水造成的渔业损害作出综合评估。本发明专利技术将灰色关联、模糊数学、层次分析三种数学评估方法有机地结合在一起，使得三种评估方法相得益彰，同时也使得电厂温排水造成渔业损害的评估效果更加可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法
本专利技术属于环境保护领域，具体地涉及一种基于灰色关联的模糊层次电厂温排水造成渔业损害的评估方法。技术背景分布在海滨沿岸的核/火电厂主要利用海水来对发电机组进行冷却，经过冷凝系统的海水迅速升温又重新排入海域，排入海域的海水温度比周围原本的水体温度要高，这种现象称为温排水排放。温排水中温升和余氯是对周边海域环境影响最大的两个因素，通常会引起鱼类致死或亚致死效应。本专利技术是一种基于灰色关联的模糊层次评估电厂温排水造成渔业损害的方法。将灰色关联、模糊数学、层次分析三种数学评估方法进行综合，以灰色关联度取代了模糊隶属度的计算，有效地简化了电厂温排水渔业损害模糊评估的计算过程。同时采用改进的层次分析法计算各指标权重，不仅有效汲取了专家评估法的精华，改进的层次分析极大地降低了指标标度判断标准难度，使得专家经验评估犯错误的概率得到有效降低，提高计算精度。目前来说，尚未发现有电厂温排水渔业损害等级评估的方法介绍，本专利技术完善了历史上对这一研究板块的缺失，对后续展开相关性研究具有很好的参考价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种基于灰色关联的模糊层次评估电厂温排水造成渔业损害的方法。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法，它包括以下步骤：1)构建电厂温排水渔业损害评估指标模型；2)运用灰色关联原理计算模糊关系矩阵；3)使用改进的层次分析方法计算指标权重；4)通过模糊算子将指标权重和模糊关系矩阵结合，作温排水渔业损害评估。在上述步骤1)中：将电厂温排水造成渔业损害的评估指标模型分为3层：第一层为目标层，第二层为准则层，第三层为指标层；所述的目标层为电厂温排水造成的总体渔业损害；所述的准则层包括2个影响因素：水环境质量和渔业生物资源损失量；所述指标层是针对准则层2个影响因素的具体刻画，水环境质量因素包括化学需氧量、pH、溶解氧、温度、余氯；渔业生物资源损失量因素包括因电厂温排水而造成的水体环境改变以及卷载作用而导致的渔业生物资源损失，具体涉及的损失量指标包括鱼卵仔稚鱼、渔业资源成体、浮游植物、浮游动物、潮间带生物和卷载效应。在上述步骤2)中：该步骤主要完成模糊关系矩阵的构建，具体包括如下列步骤：S2.1：根据步骤1)的指标模型设计每一个评价指标因素的评价等级，记为集合V＝{v1,v2,...,vm}；vj(j＝1,2,...,m)代表第j个指标的损害评估等级向量；S2.2：结合步骤1)的指标模型和子步骤S2.1的评价等级集合构建原始指标数据矩阵：在上述矩阵中，uij表示第i(i＝1,2,...,n)个评价对象的第j(j＝1,2,...,m)个指标值；S2.3：确定电厂温排水渔业损害评估指标的参考值在上述指标参考向量中，表示第j个指标渔业损害最严重的取值；S2.4：以u*作为参考数据对象，以各评价对象的指标值ui＝(ui1,ui2,...,uim)(i＝1,2,...,n)作为比较序列，计算各指标值的关联系数；指标关联系数计算公式如下：上式中ρ为分辨系数，取值范围是[0,1]，通常取值为0.5；计算可获得最终模糊关系矩阵：其中rij(i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)表示第i个评价对象的第j个指标值与该指标渔业损害最严重取值的关联度。在上述步骤3)中：运用改进的层次分析计算指标权重，具体步骤如下子步骤所示：S3.1:由专家对目标层、准则层各个元素对应的子层所有指标元素进行两两比较，采用3标度法建立比较矩阵：该比较矩阵中，aij表示第i(i＝1,2,...,m′)个指标与第j(j＝1,2,...,m′)个指标之间比较的标度值；三标度的判断标准如下表1所示；表1三标度判断标准标度含义0表示元素i不如元素j重要。1表示元素i与元素j同等重要。2表示元素i比元素j重要。S3.2：计算重要性排序指数：取rmax＝max(ri),rmin＝min(ri)；S3.3:构造判断矩阵由比较矩阵A以及重要性排序指数计算判断矩阵P：其中，且，k＝rmax/rmin；S3.4：计算传递矩阵B：传递矩阵B可由判断矩阵P计算得到：该传递矩阵中，bij＝lgmij(i,j＝1,2,...,m′)；S3.5：计算最优传递矩阵：最优传递矩阵由传递矩阵B计算得到：该最优传递矩阵中，S3.6：计算拟优一致矩阵Z:拟优一致矩阵Z由最优传递矩阵计算得到：该拟优关系矩阵中，S3.7：计算各指标元素的权重：各指标的权重即该层元素关于紧邻上一层对应元素的优先权重，计算Z中最大特征值所对应的特征向量得到：w＝[w1,w2,...,wm′]T其中，通过以上子步骤得到的权重向量w＝[w1,w2,...,wm′]T表示每一层次所包含的指标元素的权重序列值；然后根据这些子层元素的权重向量计算得到指标层所有指标的权重向量：Q＝[q1,q2,...,qm]在上述步骤4)中：根据模糊合成的方法进行评估电厂温排水造成的渔业损害：上式中，表示模糊合成算子，取模型；符号“·”表示为“相乘”运算符，符号表示为“有上界求和”运算符；在这个模型下H的各元素的计算公式为：本专利技术与现有技术相比的有益效果：本专利技术将灰色关联、模糊数学和层次分析三种数学评估方法进行综合，以灰色关联度取代了模糊隶属度的计算，有效地简化了电厂温排水造成渔业损害模糊评估的计算过程。同时采用改进的层次分析法计算各指标权重，不仅有效汲取了专家经验评估法的精华，改进的层次分析极大地降低了指标标度判断标准难度，使得专家经验评估犯错误的概率得到有效的控制，提高了计算精度。本专利技术是针对电厂温排水的渔业损害的综合评估方法，完善了历史上对这一研究板块的缺失，对后续展开相关性研究具有很好的参考价值。附图说明图1评估电厂温排水造成渔业损害的方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案进行详细的说明。实施例图1给出了电厂温排水渔业损害评估的过程，具体步骤如下：步骤1：构建电厂温排水渔业损害评估指标模型。结合文献资料及专家意见，本实施例将电厂温排水渔业损害评估指标模型分为3层：第一层为目标层，第二层为准则层，第三层为指标层；所述的目标层为电厂温排水造成渔业的总体损害；所述的准则层包括2个影响因素：水环境质量和渔业生物资源损失量；所述指标层是针对准则层2个影响因素的具体刻画，水环境质量因素主要包括化学需氧量、pH、溶解氧、温度、余氯；渔业生物资源损失量因素主要为因电厂温排水而造成的水体环境改变以及卷载作用而导致的渔业生物资源损失，具体涉及的损失量指标包括鱼卵仔稚鱼、渔业资源成体、浮游植物、浮游动物、潮间带生物、卷载效应。步骤2：运用灰色关联原理计算模糊关系矩阵。该步骤主要完成模糊关系矩阵的构建，具体包括如下子步骤：S2.1：根据步骤1)的指标模型设计每一个评价指标因素的评价等级，记为集合V＝{v1,v2,...,vm}；vj(j＝1,2,...,m)代表第j个指标的损害评估等级向量；S2.2：结合步骤1)的指标模型和子步骤S2.1的评价等级集合构建原始指标数据矩阵：在上述矩阵中，uij表示第i(i＝1,2,...,n)个评价对象的第j(j＝1,2,...,m)个指标值；S2.3：确定电厂温排水渔业损害评估指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法，其特征在于它包括以下步骤：1)构建电厂温排水渔业损害评估指标模型；2)运用灰色关联原理计算模糊关系矩阵；3)使用改进的层次分析方法计算指标权重；4)通过模糊算子将指标权重和模糊关系矩阵结合，作温排水渔业损害评估。

【技术特征摘要】
1.一种基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法，其特征在于它包括以下步骤：1)构建电厂温排水渔业损害评估指标模型；2)运用灰色关联原理计算模糊关系矩阵；3)使用改进的层次分析方法计算指标权重；4)通过模糊算子将指标权重和模糊关系矩阵结合，作温排水渔业损害评估。2.根据权利要求1所述的一种基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法，其特征在于上述步骤1)中：将电厂温排水造成渔业损害的评估指标模型分为3层：第一层为目标层，第二层为准则层，第三层为指标层；所述的目标层为电厂温排水造成的总体渔业损害；所述的准则层包括2个影响因素：水环境质量和渔业生物资源损失量；所述指标层是针对准则层2个影响因素的具体刻画，水环境质量因素包括化学需氧量、pH、溶解氧、温度、余氯；渔业生物资源损失量因素包括因电厂温排水而造成的水体环境改变以及卷载作用而导致的渔业生物资源损失，具体涉及的损失量指标包括鱼卵仔稚鱼、渔业资源成体、浮游植物、浮游动物、潮间带生物和卷载效应。3.根据权利要求1所述的一种基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法，其特征在于上述步骤2)中：该步骤完成模糊关系矩阵的构建，具体包括如下列步骤：S2.1：根据步骤1)的指标模型设计每一个评价指标因素的评价等级，记为集合V＝{v1,v2,...,vm}；vj(j＝1,2,...,m)代表第j个指标的损害评估等级向量；S2.2：结合步骤1)的指标模型和子步骤S2.1的评价等级集合构建原始指标数据矩阵：在上述矩阵中，uij表示第i(i＝1,2,...,n)个评价对象的第j(j＝1,2,...,m)个指标值；S2.3：确定电厂温排水渔业损害评估指标的参考值在上述指标参考向量中，表示第j个指标渔业损害最严重的取值；S2.4：以u*作为参考数据对象，以各评价对象的指标值ui＝(ui1,ui2,...,uim)(i＝1,2,...,n)作为比较序列，计算各指标值的关联系数；指标关联系数计算公式如下：上式中ρ为分辨系数，取值范围是[0,1]，通常取值为0.5；计算可获得最终模糊关系矩阵：其中rij(i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)表示第i个评价对象的第j个指标值与该指标渔业损害最严重取值的关联度。4.根据权利要求1所述的一种基于灰色关联的模糊层次电厂温排水渔业损害评估方法，其特征在于上述步骤3)中：使用改进的层次分析计算指标权重，具体步骤如下步骤所示：S3.1:由专家对目标层、准则层各个元素对应的子层所有指标元素进行两两比较，采用三标度法建立比较矩阵：该比较矩阵中，ai...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔正国，曲克明，陈碧鹃，陈聚法，赵俊，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院黄海水产研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37