表征室内环境综合质量的综合指标计算方法技术

本发明专利技术公开了一种表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，包括结合室内环境的使用场景确定环境参数矩阵U＝[u1 u2 u3…ui…un]；结合室内环境的使用场景确定环境参数的权重矩阵：W＝[w1 w2 w3…wi…wn]，且满足w1+w2+w3+…+wi+…+wn＝1；环境参数的权重wi表征环境参数ui对环境质量的影响程度；结合室内环境的使用场景确定环境参数的环境贡献函数值矩阵：F＝[f1 f2 f3...fi...fn]，且满足fi∈[0,1]；环境参数的环境贡献函数fi表征环境参数ui对环境质量指标影响程度的函数关系，即fi＝f(ui)；根据以下公式计算室内环境质量的综合指标E‑IEQ：

【技术实现步骤摘要】
表征室内环境综合质量的综合指标计算方法
本专利技术属于室内环境质量监测
，涉及一种表征室内环境综合质量的综合指标计算方法。
技术介绍
室内环境质量的好坏直接关系到使用者的身心健康，尤其是教室室内环境，教室是孩子每天学习生活的重要场所，教室室内环境质量的好坏直接关系到孩子的身心健康。然而，目前国内中小学教室室内环境质量却很不容乐观，如2017-02-0914:21东方网发布的一篇关于《中小学教室空气污染如何治理？人大代表建议上海制定地方法规》的文章指出了现状。2016年6月初，在全国爱眼日前夕，一份和中小学生视觉健康、视觉环境有关的调查报告引起了家长的担忧，报告显示，广州中小学教室环境不良问题较为严重，教室的黑板照度达到要求的仅占8.8％，桌面照度达到国家要求的仅占34.2％，据悉，这份调查报告具有较高代表性，是依据国家颁布的教室照明新标准进行的。测量室内环境质量的客观物理指标有很多，包括照度、色温、温度、湿度、PM2.5浓度、二氧化碳浓度等等。目前可以通过各种传感器测量这些物理指标，然后将各项指标的数值报告给相关信息使用者。这样做的问题在于相关信息使用者通常无法直观地理解这些物理指标与身心健康的关系。目前的室内环境质量指标缺少对环境质量的综合量化评价，缺少易于理解的指标。此外，目前对室内环境质量的评价也没有考虑某些室内环境参数的最优配置与教学场景和学生活动内容的关系。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，量化室内环境的质量指标，把复杂的室内环境质量简化为数量，进而从数量的分析中计算出表征室内环境综合质量的数据指标，以此获得的综合指标既能定性又能定量的评价室内环境综合质量。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，包括：结合室内环境的使用场景确定环境参数矩阵U＝[u1u2u3…ui…un]；结合室内环境的使用场景确定环境参数的权重矩阵：W＝[w1w2w3…wi…wn]，且满足w1+w2+w3+…+wi+…+wn＝1；环境参数的权重wi表征环境参数ui对环境质量的影响程度；结合室内环境的使用场景确定环境参数的环境贡献函数值矩阵：F＝[f1f2f3…fi…fn]，且满足fi∈[0,1]；环境参数的环境贡献函数fi表征环境参数ui对环境质量指标影响程度的函数关系，即fi＝f(ui)；根据公式一计算室内环境质量的综合指标E-IEQ：本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括其还包括结合室内环境的使用场景确定环境参数的一票否决权矩阵：X＝[x1x2x3…xi…xn]，且满足xi∈{0,1}；当ui≥umax或者ui≤umin时，xi＝0；当umin＜ui＜umax时，xi＝1；其中，umin为环境参数ui在国标中规定的最小值，umax为环境参数ui在国标中规定的最大值；根据公式二计算室内环境质量的综合指标E-IEQ：本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括根据模糊综合评价法确定环境参数的环境贡献函数fi∈{f1i,f2i,f3i}；其中，式3-1中：ai为环境贡献函数达到最优时环境参数的取值，bi为环境贡献函数达到最差时环境参数的取值；式3-2中：ai为环境贡献函数达到最差时环境参数的取值，bi为环境贡献函数达到最优时环境参数的取值；式3-3中：ai、di为环境贡献函数达到最差时环境参数的取值，ai＜di；bi、ci为环境贡献函数达到最优时环境参数的取值，bi＜ci。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述环境参数包括但不局限于温度、湿度、照度、色温、PM2.5、PM10、甲醛、TVOC、二氧化碳和噪音。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括将所述室内环境质量分为若干个等级，包括但不局限于优秀、良好、中等、差、劣；综合指标E-IEQ∈[0.9，1]时，所述室内环境质量为优秀；综合指标E-IEQ∈[0.8，0.9)时，所述室内环境质量为良好；综合指标E-IEQ∈[0.7，0.8)时，所述室内环境质量为中等；综合指标E-IEQ∈[0.6，0.7)时，所述室内环境质量为差；综合指标E-IEQ∈[0，0.6)时，所述室内环境质量为良好。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括使用机器深度学习法或/和统计学中的因子分析法确定所述环境参数的权重；用于计算综合指的标数据样本小于等于设定值时，使用因子分析法确定环境参数的权重；超过设定值时，使用机器深度学习法确定环境参数的权重。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括使用机器深度学习法确定环境参数权重的过程为，采集环境参数数据，所述环境参数包括但不限于温度、湿度、照度、色温、PM2.5、PM10、甲醛、TVOC、二氧化碳和噪音；结合室内环境的使用场景对所述环境参数数据进行特征提取，获得环境参数特征；使用经训练获得的权重模型对所述环境参数特征做权重分析，获得环境参数的权重。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括通过模型训练获得所述权重模型，其训练过程为，获取用作样本的环境参数数据样本；结合室内环境的使用场景对环境参数数据样本进行特征提取，获得特征化后的数据样本；基于相关算法训练特征化后的数据样本，获得所述权重模型。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述权重模型的训练过程还包括，对特征后的数据样本进行随机分组，分为训练数据组和测试数据组，使用训练数据组中的数据样本进行模型训练获得所述权重模型；使用若干个相关算法分别训练所述训练数据组中的数据样本，获得若干个权重模型；使用所述测试数据组中的数据样本分别测试验证所述若干个权重模型的性能，在所述若干个权重模型中选取匹配度最高的一个为最优权重模型；使用最优权重模型对环境参数特征做权重分析，获得环境参数的权重。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括用于训练获得权重模型的相关算法包括但不局限于机器学习算法、卷积神经网络算法、循环神经网络算法、决策树、基于贝叶斯决策理论的分类算法和深度学习算法。本专利技术表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，量化室内环境的质量指标，把复杂的室内环境质量简化为数量，进而从数量的分析中计算出表征室内环境综合质量的数据指标，以此获得的综合指标既能定性又能定量的评价室内环境综合质量。相较于现有技术，本专利技术具有以下技术优势：其一、结合室内环境的实际使用场景为本专利技术整个计算方法的基础，重视不同使用场景下环境参数指标的差异性，以此获得的综合指标更科学、更合理、更准确。其二、综合室内环境的多项环境参数、并结合实际使用场景，通过分析建立模型来支管的表示不同市场长江下的室内环境质量，分值越高说明说明室内环境越适合当前的使用场景。附图说明图1是本专利技术优选实施例中综合指标计算方法的流程图；图2是本专利技术优选实施例中数据样本超过设定值时确定环境参数权重的流程图；图3是训练获得权重模型的流程图；图4是f1i的函数关系图；图5是f2i的函数关系图；图6是f3i的函数关系图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例s＝夏季、S＝考试场景下采集教室内的环境参数如表1所示：表1其中，温度(℃)、湿度(％)、照度(Lux)、色温(K)、PM2.5(mg/m3)、PM10(mg/m3)、二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，其特征在于：包括，结合室内环境的使用场景确定环境参数矩阵U＝[u1 u2 u3 ... ui ... un]；结合室内环境的使用场景确定环境参数的权重矩阵：W＝[w1 w2 w3 ... wi ... wn]，且满足w1+w2+w3+...+wi+...+wn＝1；环境参数的权重wi表征环境参数ui对环境质量的影响程度；结合室内环境的使用场景确定环境参数的环境贡献函数值矩阵：F＝[f1 f2 f3 ... fi ... fn]，且满足fi∈[0,1]；环境参数的环境贡献函数fi表征环境参数ui对环境质量指标影响程度的函数关系，即fi＝f(ui)；根据公式一计算室内环境质量的综合指标E‑IEQ：

【技术特征摘要】
1.一种表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，其特征在于：包括，结合室内环境的使用场景确定环境参数矩阵U＝[u1u2u3...ui...un]；结合室内环境的使用场景确定环境参数的权重矩阵：W＝[w1w2w3...wi...wn]，且满足w1+w2+w3+...+wi+...+wn＝1；环境参数的权重wi表征环境参数ui对环境质量的影响程度；结合室内环境的使用场景确定环境参数的环境贡献函数值矩阵：F＝[f1f2f3...fi...fn]，且满足fi∈[0,1]；环境参数的环境贡献函数fi表征环境参数ui对环境质量指标影响程度的函数关系，即fi＝f(ui)；根据公式一计算室内环境质量的综合指标E-IEQ：2.如权利要求1所述的表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，其特征在于：其还包括结合室内环境的使用场景确定环境参数的一票否决权矩阵：X＝[x1x2x3...xi...xn]，且满足xi∈{0,1}；当ui≥umax或者ui≤umin时，xi＝0；当umin＜ui＜umax时，xi＝1；其中，umin为环境参数ui在国标中规定的最小值，umax为环境参数ui在国标中规定的最大值；根据公式二计算室内环境质量的综合指标E-IEQ：3.如权利要求1所述的表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，其特征在于：根据模糊综合评价法确定环境参数的环境贡献函数fi∈{f1i,f2i,f3i}；其中，式3-1中：ai为环境贡献函数达到最优时环境参数的取值，bi为环境贡献函数达到最差时环境参数的取值；式3-2中：ai为环境贡献函数达到最差时环境参数的取值，bi为环境贡献函数达到最优时环境参数的取值；式3-3中：ai、di为环境贡献函数达到最差时环境参数的取值，ai＜di；bi、ci为环境贡献函数达到最优时环境参数的取值，bi＜ci。4.如权利要求1所述的表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，其特征在于：所述环境参数包括但不局限于温度、湿度、照度、色温、PM2.5、PM10、甲醛、TVOC、二氧化碳和噪音。5.如权利要求1所述的表征室内环境综合质量的综合指标计算方法，其特征在于：将所述室内环境质量分为若干个等级，包括但不局限于优秀、良好、中等、差、劣；综合指标E-IEQ∈[0.9，1]时，所述室内环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞春，孙宝石，曹石，
申请(专利权)人：苏州数言信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32