Improved AHP method and its application in lake environmental comprehensive quality evaluation—a case study of Xuanwu Lake, Nanjing, China

The relative importance of each pollution factor in analytical hierarchy process (AHP) method comes from pooling expert opinions in general. Because expert opinions are based on information and judgment criteria, determining their weight may lead to uncertainty.. Therefore, an improved AHP method had been developed. The process of the improved AHP method involved four key procedures. The weights of pollution factors were completely related to the objective monitoring data through the standardization of these procedures. The environmental comprehensive quality of water and sediment of Xuanwu Lake, Nanjing, China had been evaluated. The environmental quality comprehensive indices (EQCI) of the water in 1991-1995 and 1996-2000 were 3.32 and 1.85, respectively, indicating that the water quality improved. The EQCI of the sediment in 1995 and 2000 indicates that the sediment contamination decreased from 1995 to 2000. Such results agreed with the fact that the lake had been under comprehensive control. However, with the classical AHP method, the EQCI of the sediment in the northwestern part of the lake may have indicated that sediment contamination increased from 1995 to 2000. The discrepancy may have resulted from the judgment difference of the experts. The improved AHP method can avoid arbitrariness of subjective judgment and can reflect the real influential factors of environment pollution in different periods or regions.

An Improved Method for Generating Typical Meteorological Years Used in Building Energy Simulation in China

The present study proposes an improved method for generating better typical meteorological years( TMYs) used in building energy simulation in China. Modifications are made to the commonly used Sandia method,by optimizing the weightings of indices and thus giving more emphasis to dry bulb temperature and relative humidity and less to wind velocity. After analyzing the solar heat gain on the vertical envelop,an index of diffuse radiation rather than direct normal radiation is added for solar radiation. Using the improved method proposed,TMYs for 5 representative cities of 5 major climate zones in China are generated from the meteorological data recorded during the period 1981—2010. The results show that,compared with previous studies,the monthly diffuse solar radiation of typical meteorological months generated by the improved method are the"closest"to the 30-year average,and the comparison between annual diffuse radiation for the TMY and the 30-year annual average is improved,while little adverse effect is produced on global horizontal radiation comparisons,indicating that the improved method is more suitable to generate the TMY data than previous studies.

The improved element-free Galerkin method forthree-dimensional wave equation

The paper presents the improved element-free Galerkin （IEFG） method for three-dimensional wave propa- gation. The improved moving least-squares （IMLS） approx- imation is employed to construct the shape function, which uses an orthogonal function system with a weight function as the basis function. Compared with the conventional moving least-squares （MLS） approximation, the algebraic equation system in the IMLS approximation is not ill-conditioned, and can be solved directly without deriving the inverse matrix. Because there are fewer coefficients in the IMLS than in the MLS approximation, fewer nodes are selected in the IEFG method than in the element-free Galerkin method. Thus, the IEFG method has a higher computing speed. In the IEFG method, the Galerkin weak form is employed to obtain a dis- cretized system equation, and the penalty method is applied to impose the essential boundary condition. The traditional difference method for two-point boundary value problems is selected for the time discretization. As the wave equations and the boundary-initial conditions depend on time, the scal- ing parameter, number of nodes and the time step length are considered for the convergence study.

基于IIAHP-Entropy-ssd的采空区遗煤自燃危险性评价模型及应用

为了能够对煤矿采空区遗煤自燃危险性进行准确判定,提出基于IIAHP-Entropy-ssd最优综合赋权模糊评价模型。首先,结合影响采空区遗煤的自燃性及环境影响因素,建立危险性评价指标体系,并确定各评价指标的分级准则;其次,利用区间数代替数值评价打分,并运用可能度互补矩阵进行修正的改进区间数层次分析法(IIAHP),结合熵权法(Entropy),根据现场实测数据,得出各评价指标的主、客观权重,并运用离差平方和(ssd)的最大化思想进行最优综合赋权,克服评价过程中主、客观因素对评价结果的影响,运用属性数学理论,建立各评价指标的隶属函数;最后,运用该模型对忻州窑矿8914综放工作面采空区遗煤自燃危险性进行评价,并与现场实际情况进行对比,结果表明:该模型的评价结果与实际情况基本一致,验证了该评价模型的准确性,为采空区遗煤自燃危险性评价提供参考和借鉴思路。

盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价

针对地铁盾构施工诱发临近桥梁安全风险评估结果不完善、存在失真等问题,提出一种基于变权可拓云模型的盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价方法。首先,结合以往研究基础和实际工程经验,建立盾构施工诱发临近桥梁安全事故机理模型,进而确定孕险环境、致险因子和承险体3个1级指标,其中包括有岩土层物理性能参数、隧道工程条件、盾构施工条件、盾构施工参数、施工管理风险、桥梁现状及桥梁自身条件7个2级指标和内摩擦角、弹性模量等27个3级指标为依据建立盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价指标体系。其次,通过改进CRITIC客观赋权法获取评价指标权重,并采用变权可拓云模型构建盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价模型,其中引入变权理论得到使评价结果更加科学合理的变化权重。最后,对某市轨道交通1号线一期工程Ⅱ标段沿线桥梁进行实例分析。研究结果表明,4座盾构施工临近桥梁安全风险等级分别为Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ、Ⅰ级。其中,该施工场地各项土体指标、隧道覆跨比、隧道埋深、隧道直径及桥桩与隧道的相对位置等指标风险较大,即该段隧道盾构施工时对于桥梁自身情况及其施工场地环境需要重点监测,并严格做好周围土体加固等各项技术措施。研究结果可为盾构施工诱发临近桥梁安全风险防控提供科学有效的参考依据。

基于VMD-改进最优加权法的短期负荷变权组合预测策略

为提升短期电力负荷预测精度,提出了一种变权组合预测策略。首先,为了降低负荷数据的不平稳度,使用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)将负荷数据分解成了高频、低频、残差3种特征模态分量。其次,充分计及负荷数据的时序特点,参考指数加权法原理设计自适应误差重要性量化函数,并结合组合模型在时间窗口内的历史负荷数据的均方预测误差设计改进最优加权法的目标函数和约束条件,以完成子模型的准确变权。最后,针对波动较强的高频分量选定极端梯度提升(XGBoost)和卷积神经网络-长短期记忆(CNN-LSTM)模型并使用改进最优加权法进行组合预测、低频分量使用多元线性回归(MLR)模型预测、残差分量使用LSTM模型预测,叠加各模态分量的预测结果,实现了短期负荷数据的准确预测。实验结果表明,使用策略组合模型的平均绝对百分比误差为4.18%。与使用传统组合策略的组合模型相比,平均绝对百分比预测误差平均降低了0.87%。

基于改进方法的承德地表水环境质量评价

为客观反映地表水水质状况,采用层次分析法和熵权法组合赋权以及加权平均综合评价原则改进模糊综合评价法,并与单因子评价法、内梅罗指数法、传统模糊综合评价法进行比较,评价承德地区地表水环境质量。结果表明:2021年承德地区地表水水质有明显的时空差异性,除7—9月的部分断面水质为较差外,其余断面水质均在Ⅰ~Ⅲ类;影响承德地区地表水水质的主要因子为COD_(Mn)和TP;单因子评价法和内梅罗指数法无法反映整体水质状况,改进的模糊综合评价法相较于传统模糊综合评价法兼顾了各污染因子间相互作用,并弱化了个别水质指标对评价结果的影响,且能够对同一类别水质进行排序,更适用于承德地区地表水环境质量评价。

改进经验赋值法在航空物探铀成矿预测中的应用

基于GIS的多元信息成矿预测方法可以利用数据信息,圈定不同级别的成矿远景区,已经在航空物探铀矿勘查工作中得到了广泛应用。铀成矿有利信息权重赋值主要采用经验赋值法,存在主观性强、缺乏分析利用数据特征的问题,文章通过引入CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)权重法对传统的经验赋值法进行约束,建立了改进经验赋值法,并以二连盆地赛汉高毕地区的铀成矿预测为例,通过预测结果与已知钻孔、矿体等铀矿信息的比较,确定了改进经验赋值法最终圈定的成矿有利区带与客观事实吻合。结果表明,通过CRITIC权重法约束的改进经验赋值法可以同时利用数据本身信息和预测专家的经验,在铀成矿有利信息的权重赋值方面有着更好的效果,圈定的铀成矿有利区带更加准确,值得在其他区域开展进一步应用。

基于改进CRITIC-熵权法组合赋权模型的西藏高原河湖健康评价

河湖健康评价对于保障水资源安全、促进可持续发展具有重要意义。采用改进CRITIC-熵权法组合赋权模型,计算了高原河湖健康评价体系的指标权重,并对尼洋河和扎日南木错进行了评价。评价结果显示,尼洋河的健康等级为“健康”,准则层权重大小依次为社会服务功能、“盆”、“水”、生物;扎日南木错的健康等级为“非常健康”,准则层权重排序为“水”、“盆”、生物、社会服务功能;评价结果表明,尼洋河的河岸带植被宽度、岸线稳定性较低,扎日南木错则在岸线自然状况、大型底栖动物生物完整性和湖泊营养状态等方面仍需改进;最后,河湖对尼洋河和扎日南木错的保护和管理提出若干建议。

土石坝运行安全评价的改进组合赋权-云模型

针对土石坝运行安全评价中指标间相互影响、主客观权重赋值不够合理以及隶属区间模糊性等问题,提出了一种土石坝运行安全评价的改进组合赋权-云模型。以运行期土石坝为对象,构建了土石坝安全评价指标体系,分别采用G1法和改进熵权法对评价指标进行主客观赋权,融合博弈论思想求解最优权重组合系数,并引入云模型理论降低评价过程中隶属区间的模糊性。对某土石坝安全状态进行评价并与两种传统组合赋权法进行了对比,结果表明,3种评价方法的评价结果相近且与实际情况相符,但改进组合赋权-云模型考虑了评价指标间的关联性,运用博弈论思想使主客观权重赋值更加合理,能更客观地反映土石坝的真实运行状态。

改进雷达图法在高校宿舍火灾风险评估中的应用

由于高校宿舍人员高度密集,一旦发生火灾其极易造成严重后果,因此高校宿舍火灾问题亟待重视。为合理评估该风险,首先,借助文献从人、物、环境、管理四方面建立评价指标体系及评价量表;其次,运用合作博弈法将主观赋权结果和客观赋权结果相结合以对评价指标进行组合赋权;随后,将指标权重集转换成各指标轴夹角并计算各指标取值;最后,将经火灾风险雷达图平均周长与同面积圆周长之比为短板系数进行修正的雷达图平均面积作为评价特征量建立高校宿舍火灾风险评价方法。该方法可避免人为赋权的主观性且能以图形形式直观显示出风险管控环节中的薄弱环节。最后以某一实例验证了该评价方法的有效可行性,可为高校宿舍火灾风险评价提供新的思路。

基于改进贝叶斯算法的卷烟叶组配方自动管控方法

由于卷烟原料复杂,卷烟叶组配方管控过程中无法准确分析原料之间的关系,提出基于改进贝叶斯算法的卷烟叶组配方自动管控方法。利用传感器并结合数据仓库技术获取历史数据,从中了解卷烟叶组原料的生产条件(输入特征),针对特征参数实施预处理,利用双重加权朴素贝叶斯算法构建管控模型,获取卷烟叶组配方并通过控制器执行配方,实现自动管控。结果表明,所研究方法得出的配方的焦油含量误差小,总氮含量、烟碱含量靠近最佳值2.6%、2.5%,自动控制效果好。

计及源-荷不确定性的屋顶集成光储系统容量配置

利用建筑屋顶光伏发电是提高终端能源消费结构中可再生能源占比和降低用户能源成本的有效措施。针对建筑楼宇的屋顶集成光储(RIPVS)系统容量配置问题,提出计及源-荷不确定性的容量优化配置决策方法。在对光伏出力和负荷进行源-荷不确定性建模的基础上,以气象因素构建源-荷耦合气象特征集,运用K-均值聚类方法实现源-荷场景集削减,以刻画源-荷不确定性;建立以RIPVS系统全寿命周期成本最小化为目标的多场景容量优化配置模型,通过求解该模型获得反映备选方案技术经济的多维度指标,利用改进熵权法最终确定最优方案。以某商业楼宇的RIPVS系统容量配置为例,验证了所提决策方法的有效性。

基于变权-云模型的煤矿安全生产评价研究

目的为了合理有效评价煤矿安全生产状况,方法通过组合赋权法,结合变权综合法,提出变权-云模型评估方法。根据河南省煤矿安全专项整治三年行动评估表及现场调研,从人员、设备、环境、管理4个方面选取24个评价指标,建立煤矿安全生产评价指标体系。采用变异系数法对G1法中指标重要性的确定进行改进,结合COWA客观赋权法,对评价指标进行组合赋权。通过变权综合法对常权权重进行修正,结合云模型理论绘制出安全生产评价云图,通过云图表征该煤矿整体安全风险等级。结果结果表明:提出的变权-云模型评估方法评估结果与现场考察评估结果相符,验证了评价方法的准确性。选取的评价指标和划分的风险等级较为合理,变权综合法可以较好地实现动态权重计算。结合云模型理论提出的变权-云模型评估方法可以实现评价指标的定性和定量分析,绘制出的云图可以表征评价结果的模糊性和随机性,很好地评估煤矿安全生产状况,验证了评价指标选取的合理性和变权-云模型评估方法的准确性,并指出该煤矿当前安全生产工作不足之处。结论构建的评价指标体系和评价模型可以应用于煤矿安全生产评价,为煤矿进一步加强安全生产工作提供指导和参考。

基于改进博弈论组合赋权-模糊集基坑风险评估

为解决基坑坍塌风险评价等级问题,优化模糊综合评价模型以提高基坑风险等级评估的准确性,从而采取有效治理措施控制基坑风险。首先,采用层次模型建立基坑坍塌风险评价指标体系,定性指标采用量化等级进行定量转化,然后引入模糊集理论建立评价指标模糊关系,针对传统层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)不能处理模糊性及不完整性信息的缺点,采用D数理论改进层次法(D-AHP)确定一级指标主观权重,提高了在赋权过程中专家对指标的偏好性;为提高评价体系中风险指标权重的精确性,综合熵权法(entropy weight method,EWM)和指标相关性权重确定法(criteria importance through intercriteria correlation,CRITIC)的赋权优点,利用改进博弈论对熵权法和CRITIC法求出的二级指标权重进行组合赋权,得到二级指标客观权重,线性耦合主客观权重得到最终权重,从而建立基坑坍塌风险评价模型,根据最大隶属度原则确定基坑风险等级;同时,建立基于施工监测数据结合改进博弈论组合赋权的逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an idea solution,TOPSIS)评价模型进行对比验证。结合昆明5号线某地铁基坑为例进行风险评价,结果表明:模型评价结果与实际工程情况相吻合,验证了改进博弈论组合赋权结合模糊集评价模型的正确性和可靠性,同时验证了组合赋权的合理性,为基坑风险评估提供新的参考方法。

“五位一体”总体布局下陕西省城市宜居性评价及关键驱动力研究

以陕西省为例,基于“五位一体”总体布局,使用熵权TOPSIS法对10个地级市的城市宜居性进行评价与分析,并运用主成分析法对区域内城市宜居性提升的关键驱动力进行研究。结果表明,陕西省西安市的城市宜居性较高,且与其他城市存在较大的差异,但总体上各城市宜居性仍有较大的提升空间;商洛、安康和铜川的城市宜居性一直处于较低水平。陕西省城市宜居性提升的驱动力在不同时段存在一定的差异。2011—2015年的关键驱动力为政治、经济和社会因素,关键驱动因子为公共服务水平、经济发展水平、基层政治服务水平、资源供给水平和产业结构优化水平。2016—2020年的关键驱动力转变为经济、文化、社会和生态文明因素,关键驱动因子为通信文化交流环境、公共服务水平、水土流失治理水平、共同富裕水平、污水治理效率和对外开放水平。公共服务水平驱动因子在两个不同的时期对城市宜居性的提升均发挥着重要的促进作用。

基于改进TOPSIS模型的山西省水资源承载力与协调发展分析

【目的】为了评估山西省水资源承载力并为未来区域水资源规划与管理提供实际指导,【方法】从水资源、社会、经济、生态四个子系统构建了水资源承载力评价指标体系,利用基于改进组合权重的TOPSIS模型对山西省2011—2020年水资源承载力进行综合评价,并引入改进的耦合协调度模型以准确阐明水资源与经济的耦合协调关系。【结果】结果表明,改进的AHP与反熵权法相结合,可以避免传统AHP中主观因素和熵权法中数据随机性造成的偏差,从而准确估计水资源承载力。评价年份内,山西省水资源承载力逐年提升,总体呈增大趋势。此外,山西省水资源与经济系统间耦合协调程度得到改善,但总体仍处于较低的协调状态,且改进耦合协调度结果能更客观与动态反映水资源与经济子系统之间的耦合协调类型。【结论】2011—2020年山西省水资源承载力呈总体上升趋势但仍有较大提升空间,其中水资源与经济发展之间仍存在局部不协调问题,应进一步优化区域经济产业结构,改善水资源配置,统筹各系统协调发展以综合提升区域未来水资源承载力。

基于改进可拓云模型的装配式建筑施工安全风险评价方法

为保障装配式建筑施工安全,考虑到施工安全指标因素的模糊性与随机性,运用组合赋权-改进可拓云模型对施工安全风险进行评价。首先,从“三度空间”视角下,在物理、社会、信息三个层面构建了评价指标体系;其次,运用改进的层次分析法(AHP)和熵权法(EW)确定主客观权重,基于距离函数确定综合权重,根据云理论和可拓学理论提出一种云熵确定方法,对传统可拓云模型进行改进后构建评价模型;最后,将该模型运用到工程实例中,与其他模型进行对比。结果表明:该施工项目评价等级为很安全,且具有很高的可信度;验证了该模型的可靠性和可行性,为装配式建筑施工安全风险评价提供了一种更加科学、准确的评价方法。

基于改进权函数距离的机器人运动偏差补偿算法设计

针对机器人在组装和生产过程中,由于几何参数存在一定误差,使连杆以及关节处等不可避免地出现细微差别,对机器人运动精度产生一定影响问题,提出了基于改进权函数距离的机器人运动偏差补偿算法设计方案。在定位机器人位置前添加扭角,获取机器人两坐标系间转换矩阵,根据线性标定计算机器人运动定位的绝对误差,利用改进权函数建立机器人距离误差数学模型,初步补偿运动误差。计算机器人末端执行器中心点位置和姿态的偏差,将补偿问题转化成机器人运动优化问题,得出运动偏差优化问题目标函数,经多次迭代得出最终补偿结果。实验结果表明,所提方法的误差补偿效果佳,重心补偿后的机器人运行稳定性好。

基于改进云模型的隧道爆破效果综合评价研究

针对隧道爆破效果综合评价的不确定性问题,提出基于改进云模型与组合赋权的评价方法。结合现场工程经验与相关研究,选择平均线性超挖量、平均线性欠挖量、炮孔利用率、周边孔半孔痕率、大块率以及炸药单耗为评价指标,结合序关系分析(G1)法与基于指标相关性(CRITIC)法对各指标赋权,借助改进云模型对爆破效果数值及等级区间进行同向化处理,从而构建爆破效果综合评价模型。以某隧道为实例进行验证,模型分析结果表明在当前的爆破设计方案和生产水平下该隧道爆破效果的综合评价等级为“较好”,指明了影响爆破效果的主要因素,为进一步优化爆破设计参数提供了方向。