一种基于层次分析法的生物载体选择方法技术

本发明专利技术涉及一种基于层次分析法的生物载体选择方法，包括如下步骤：分析选择生物载体的目标；根据不同目标构建不同生物载体性能指标评价体系，并制定对应的目标评价指标；依据层次分析法判断各目标评价指标重要性标度，并对目标评价指标进行分级，然后根据所获取的分级指标计算各分级指标的权重；根据所获取的各分级指标权重，对各待选生物载体进行综合评分，分值越大，则生物载体产品综合性能越好，反之，越小，则其产品综合性能越差。本发明专利技术的有益效果为：针对不同的目标建立不同的河湖用生物载体产品评价体系有利于水环境治理工程生物载体精准选型，对于提高工程效率、提升工程品质和降低工程成本具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于层次分析法的生物载体选择方法
本专利技术涉及水治理领域，具体涉及一种基于层次分析法的生物载体选择方法。
技术介绍
自“水十条”发布以后，我国水环境治理行业政策从点污染源治理向面源治理转变，而面源治理措施中比较常见且有效的一种就是生物载体措施，通过铺设生物载体，使更多的微生物附着，对于黑臭及富营养化河湖的治理效果显著。通过查阅相关资料可知，目前河湖生物载体的生产及使用没有相应的国家标准及行业标准，导致河湖生物载体品质参差不齐，且河湖生物载体的产品评价未见有效统一的方法，使得建立河湖用生物载体产品评价体系，从而指导工程生物载体选型显得尤为必要和迫切。在生物载体评价指标体系中，既有定量的指标，又有定性的指标，定性指标评价通常评价指标的定性属性而无法量化，定量指标单位不同而无法统一量纲，因此需要对定性指标和定量指标进行规范统一后再采用有效的方法对生物载体进行综合评价。层次分析法(Theanalytichierarchyprocess)简称AHP，在20世纪70年代中期由美国运筹学家托马斯·塞蒂(T.L.saaty)正式提出。它是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效性，很快在多个领域得到重视和应用，包括经济计划和管理、能源政策和分配、行为科学、军事指挥、运输、农业、教育、人才、医疗和环境等领域。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于层次分析法的生物载体选择方法，以克服上述现有技术中的不足。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于层次分析法的生物载体选择方法，包括如下步骤：S1、分析选择生物载体的目标；S2、根据不同目标构建不同生物载体性能指标评价体系，并制定对应的目标评价指标；S3、依据层次分析法判断各目标评价指标重要性标度，并对目标评价指标进行分级，然后根据所获取的分级指标计算各分级指标的权重；S4、根据所获取的各分级指标权重，对各待选生物载体进行综合评分，分值越大，则生物载体产品综合性能越好，反之，越小，则其产品综合性能越差。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，S1中，选择生物载体的目标为两种，分别为水质最优和性价比最优。进一步，若选择生物载体的目标为性价比最优，则其目标评价指标包括一级评价指标、二级评价指标和三级评价指标；一级评价指标包括价格、应用水体环境和产品性能综合评价；二级评价指标包括水质、水体面积、性能指标评价、环境适应性评价和可靠性评价；三级评价指标包括结构形式、接触角、纤维材质、纤维直径、粗糙度、入水时纤维形貌状态、有无污染和正常使用年限。进一步，若选择生物载体的目标为性价比最优，层次分析法中所构建的判断矩阵为11阶矩阵。进一步，若选择生物载体的目标为水质最优，则其目标评价指标包括一级评价指标、二级评价指标和三级评价指标；一级评价指标包括应用水体环境和产品性能综合评价；二级评价指标包括水质、水体面积、性能指标评价、环境适应性评价和可靠性评价；三级评价指标包括结构形式、接触角、纤维材质、纤维直径、粗糙度、入水时纤维形貌状态、有无污染和正常使用年限。进一步，若选择生物载体的目标为水质最优，层次分析法中所构建的判断矩阵为10阶矩阵。进一步，S4中，若待选生物载体为n种，其中，n≥2，则针对生物载体的每个评价指标分别进行两两比较，以重要性标度进行打分，构建分别基于N个评价指标的N阶矩阵，求得最大特征值，若满足一致性，得到对应于最大特征值的最大特征向量，以此构建n种生物载体两两比较后的n×N阶矩阵，乘以权重，即可分别得到每种生物载体最后的分值。本专利技术的有益效果是：针对不同的目标建立不同的河湖用生物载体产品评价体系有利于水环境治理工程生物载体精准选型，对于提高工程效率、提升工程品质和降低工程成本具有重要意义。具体实施方式以下结合对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。层次分析法的主要步骤构建判断矩阵矩阵具有如下性质：若元素i与元素j的重要性之比为aij，则元素j与元素i的重要性之比为aji＝1/aij。(1)aii＝1；(2)aji＝1/aij；(3)aij>0。表1重要性标度含义计算权重将矩阵A的各行向量进行几何平均(方根法)，然后进行归一化，即得到各评价指标权重和特征向量W：一致性检验计算满足AW＝λmaxW的特征根与特征向量，式中λmax为A的最大特征值，W为对应于λmax的正规化特征向量，W的分量Wi即为相应因素的权值。为了检验矩阵的一致性，需要计算一致性指标CI，CI的定义为：CI＝(λmax-n)/(n-1)；显然，当判断矩阵具有完全一致性时，CI＝0。λmax-n越大，CI值越大，判断矩阵的一致性越差。CR＝CI/RI，当CR<0.1时，判断矩阵具有满意的一致性，否则就需要重新对判断矩阵进行赋值调整。表2AHP方法中平均随机一致性指标RI取值参考表对国内多个供应商的多种不同生物载体产品进行深入研究，以挂膜效果和污染物削减效果为衡量生物载体效果好坏的标准，发现结构形式、接触角大小、生物载体纤维材质、纤维直径、粗糙度、入水时纤维形貌状态等对其污染物削减效果都有影响，其中结构形式、接触角、材质对其影响较大；应用水体环境对生物载体的选型也有较大影响，水质越差，水体面积越小，越有利于生物载体对污染物的削减，同一种生物载体在不同的应用水体环境中表现也有较大差别，另外，对于长期应用于水域的生物载体还需要考虑生物载体环境友好性(有无污染)及耐用性(正常使用年限)。实施例1一种基于层次分析法的生物载体选择方法，包括如下步骤：S1、分析选择生物载体的目标，在本实施例中，目标为性价比最优；S2、根据性价比最优为目标构建性价比最优生物载体性能指标评价体系，并制定对应的目标评价指标；S3、依据层次分析法判断各目标评价指标重要性标度，并对目标评价指标进行分级，然后根据所获取的分级指标计算各分级指标的权重；S4、根据所获取的各分级指标权重，对各待选生物载体进行综合评分，若待选生物载体为n种，其中，n≥2，则针对生物载体的每个评价指标分别进行两两比较，以重要性标度进行打分，构建分别基于11个评价指标的11阶矩阵，求得最大特征值，若满足一致性，得到对应于最大特征值的最大特征向量，以此构建n种生物载体两两比较后的n×11阶矩阵，乘以权重，即可分别得到每种生物载体最后的分值，分值越大，则生物载体产品综合性能越好，反之，越小，则其产品综合性能越差。选择生物载体的目标为性价比最优，则其目标评价指标包括一级评价指标、二级评价指标和三级评价指标；一级评价指标包括价格、应用水体环境和产品性能综合评价；二级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层次分析法的生物载体选择方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、分析选择生物载体的目标；/nS2、根据不同目标构建不同生物载体性能指标评价体系，并制定对应的目标评价指标；/nS3、依据层次分析法判断各目标评价指标重要性标度，并对目标评价指标进行分级，然后根据所获取的分级指标计算各分级指标的权重；/nS4、根据所获取的各分级指标权重，对各待选生物载体进行综合评分，分值越大，则生物载体产品综合性能越好，反之，越小，则其产品综合性能越差。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析法的生物载体选择方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、分析选择生物载体的目标；
S2、根据不同目标构建不同生物载体性能指标评价体系，并制定对应的目标评价指标；
S3、依据层次分析法判断各目标评价指标重要性标度，并对目标评价指标进行分级，然后根据所获取的分级指标计算各分级指标的权重；
S4、根据所获取的各分级指标权重，对各待选生物载体进行综合评分，分值越大，则生物载体产品综合性能越好，反之，越小，则其产品综合性能越差。


2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的生物载体选择方法，其特征在于，所述S1中，选择生物载体的目标为两种，分别为水质最优和性价比最优。


3.根据权利要求2所述的一种基于层次分析法的生物载体选择方法，其特征在于，若选择生物载体的目标为性价比最优，则其目标评价指标包括一级评价指标、二级评价指标和三级评价指标；
一级评价指标包括价格、应用水体环境和产品性能综合评价；
二级评价指标包括水质、水体面积、性能指标评价、环境适应性评价和可靠性评价；
三级评价指标包括结构形式、接触角、纤维材质、纤维直径、粗糙度、入水时纤维形貌状态、有无污染和正常使用年限。


4.根据权利要求3所述的一种基于层次分...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏苑君，易春龙，刘帅磊，叶欣，
申请(专利权)人：中工武大设计研究有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42