可拓关联分析（共5篇）
可拓关联分析 篇1
摘要：目的:将可拓关联分析用于医疗质量综合评价建模设计, 借助算例探讨方法性能和适用价值。方法:引入可拓集和关联函数知识制定方案, 划分评语等级, 根据指标体系预设关于各等级的经典域和节域, 将待评医院指标测量值转化为关联系数, 计算加权关联度和等级特征值, 制定多项评价依据。结果:待评医院综合医疗质量和子维度优劣等级均得以确定划分, 建模方案可行、流程步骤条理、计算实现方便, 功能解释科学。结论:可拓关联分析法可推广于医疗卫生领域评价模型设计问题。
关键词：可拓关联分析,医疗质量,综合评价,模型
医疗质量[1,2]是医院工作核心任务, 综合评价研究[3,4,5]为管理决策提供客观依据。多指标集成算法常用于评价方案设计, 借助数学模型将待评样本集复杂信息降维合成单值形式, 相对排序后制定评价依据。可拓学[6]又称物元分析, 是由蔡文研究员创立的横断学科, 已活跃于系统科学领域。可拓集与关联函数知识为基础的可拓关联分析法在评价建模领域表现出较好性能, 正初步引入卫生领域[7,8,9]。该法要预设或划分评语等级, 类似模糊隶属函数功能, 确定指标关于评语等级的经典域和节域;类似灰色关联系数特点, 将对象指标测量值转化为关于评语等级的关联系数, 再加权合成为关于评语等级的关联度;类似概率论道理, 根据关联系数和等级值计算期望特征值, 精确性等级划分。以下从基本设计流程进行研究。
1基本设计流程
对评价指标体系c1, c2, …, cn均划分为m个评语等级, 可依次表示为数值j, j=1, 2, …, m, 下同。从评价目的和指标内涵出发, 经科学研判确定每个指标ci关于第j等级和总体等级p的量值范围, 形成经典域物元Rj和节域物元Rp。设待评对象为P0, 给出概念化设计流程。
1.1标记待评物元;其中xi依次为P0中指标ci的测量数据。
1.2标记经典域物元
其中
1.3标记节域物元
其中
1.4定义P0中的测量值xi对于第j等级的关联系数:
1.5定义P0对于第j等级的加权关联度:Kj (P0) =∑in=1wiKj (xi) 。其中wi为指标ci的权重。Kj (P0) 反映P0属于第j等级的接近程度, 综合融入了权重wi与xi对各等级的关联信息。
1.6定义, 也就是说P0按照最大关联度原则应划归为等级j0。
2医疗质量评价应用
2.1对象与资料。
医疗质量指标体系[10]包括工作效率:日均门急诊人次数c1、病床周转次数c2、病床使用率c3、平均住院日c4;诊断质量:出入院诊断符合率c5、手术前后诊断符合率c6、住院三日确诊率c6、病理诊断符合率c8;治疗质量:出院治愈率c9、出院好转率c10、出院病死率c11、危重病抢救成功率c12。指标权重和待评医院资料 (见表2) 。
2.2经典域和节域。
预先设置共4个评语等级:“较差”、“中等”、“良好”和“优秀”。医院质量各指标所对应等级量值范围由专家经验知识, 根据指标内涵和工作实际予以科学划分, 经专家综合决策后形成经典域和节域, 见表3。
2.3关联系数。
计算待评医院指标测量值与等级经典域的关联系数, 见表4:
计算过程借助Excel软件实现, 分别比较关联系数大小, 指标c1为“中等”、c2为“中等”、c3为“较差”、c4为“较差”、c5为“良好”、c6为“中等”、c7为“优秀”、c8为“中等”、c9为“中等”、c10为“较差”、c11为“良好”、c12为“中等”, 单项结果客观符合实际。
2.4关联度与特征值。
加权合成计算多种维度关于各等级评语的综合关联度 (见表5) 。
将“较差”、“中等”、“良好”和“优秀”等级依次用特征数字1、2、3、4表示, 数字越大则等级越高。医疗质量总维度来说, 指标c1~c12权重与关联系数加权合成关联度最大为-0.0476, 该医院医疗质量“中等”, 计算医疗质量等级特征值1.96。工作效率子维度来说, 指标c1~c4权重与关联系数加权合成关联度最大为0.0746, 工作效率“较差”, 计算工作效率等级特征值0.58。诊断质量子维度来说, 指标c5~c8权重与关联系数加权合成关联度最大为-0.0267, 诊断质量“良好”, 计算诊断质量等级特征值2.81。治疗质量子维度来说, 指标c9~c12权重与关联系数加权合成关联度最大为0.3823, 治疗质量“较差”, 计算治疗质量等级特征值1.62。
3讨论
3.1多指标集成算法是通过指标体系和预处理后待评样本集测量数据综合计算, 以单维信息给出样本间相对排序。可拓关联分析是可拓学应用技术之一, 兼有可拓集、模糊数学、关联函数和概率数学期望特点, 可用于评价建模问题。在等级划分、量化规范和优劣标准等科学基础工作前提下, 将待评价对象独立纳入关联计算, 综合给出等级划归和计算等级特征值。也可纳入许多对象并依次独立计算, 由等级特征值作为相互比较依据。
3.2该法应用时要预先确定评语等级, 宏观考虑指标内涵和量值范围, 科学确定各指标的节域及其关于评语等级的经典域, 将评价对象指标测量值转化为与经典域的关联系数;将关联系数加权合成为评语等级的关联度作为等级划归依据;将关联系数与等级合成计算特征值, 综合量化为等级位序。经实证研究, 将待评医院医疗质量指标测量值、权重、评语等级和量值范围规范进行综合计算, 寻求整体或子维度 (工作效率、诊断质量和治疗质量) 等级特征, 精确得出等级期望值, 将医院科学划归出等级。可拓关联分析评价方案可行、技术步骤明确、建模实现方便、功能解释科学, 在卫生综合评价领域有方法论推广价值。
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可拓集无量纲一维关联函数 篇2
基于可拓学在各个领域特别是管理领域应用的日益广泛, 关联函数理论成为管理科学和管理工程重要的定量研究方法之一。关联函数是可拓集合的核心内容。作为可拓学的集合论基础, 可拓集合从变换角度研究事物具有某种性质的程度及其变化, 并用关联函数定量研究变化的分类和分类的变化以及矛盾问题的转换, 实现智能化解决矛盾问题[1]。关联函数包括简单关联函数和初等关联函数两种类型。目前研究成果表明简单关联函数的正域和节域为同一个区间, 而初等关联函数的正域和节域为不同区间, 即正域包含于节域之内的区间套类型。关联函数作为定量化描述事物发生量变和质变的工具, 则关联值的不同范围应分别体现事物发生质变或量变的程度。一般来说, 当关联度值≥0、=0 (-1, 0) 、≤-1时, 分别描述了事物的正域、零界、过渡负域和标准负域等。虽然各种形式的初等关联函数公式都体现了这种性质, 但是简单关联函数只描述了事物的正域和负域, 未涉及过渡负域和标准负域。由于探讨事物拓展的可能性是可拓学的主要研究任务之一, 因此关联函数的取值范围应能够同时描述事物的各种变化。鉴于简单关联函数不具备这样的性质, 文献[2]、文献[3]等构造了正域和节域为同一个区间的初等关联函数公式。对于正域和节域为不同区间的类型, 文献[4]、文献[5]、文献[6]、文献[7]等构造了无量纲化的初等关联函数公式 (称之为一般关联函数) 。文献[2]、文献[3]、文献[4]、文献[5]、文献[6]、文献[7]表明了无论正域和节域是否为同一个区间, 都可以构造体现事物的过渡负域和标准负域的初等关联函数, 因此可以把简单关联函数和初等关联函数统一到关联函数的概念上来而没有必要进行区分。虽然关联函数研究已经取得较多成果并提出了三区间套类型的关联函数公式[1,8], 同时一些学者在应用研究中也采用了无量纲化的关联函数[9,10], 但是并没有形成统一共识。鉴于可拓集合中关联函数在可拓学理论和管理领域应用的重要地位, 本文提出适合所有区间套类型的无量纲关联函数公式即一般关联函数, 指出文献[2]、文献[3]、文献[4]、文献[5]、文献[6]、文献[7]的研究成果为特定区间套类型的一般关联函数形式, 使可拓学各种类型的关联函数具有统一的形式, 也为三区间套类型关联函数提供研究基础。
2 一般距的定义及性质
在可拓学研究中, 经常使用区间<a, b>统一表示闭区间[a, b]、开区间 (a, b) 、左闭右开区间[a, b) 和左开右闭区间 (a, b]四种情形, 其中a, b为确定的实数。另外, 本文把正无穷区间<a, +∞) 和负无穷区间 (-∞, b>统一称为无穷区间, 把 (-∞, +∞) 称为全体实数区间。关联函数是在定义点和区间的距和侧距等基础上构造。本文以下未证明的一些性质表明该性质的结论明显或其他文献已给出证明过程。
定义1 (点与有限区间之距) [1]实轴上的点x和有限区间X=<a, b>之距为
定义2 (点与无限区间之距) [7]实轴上的点x和正无穷区间X=<a, +∞) 之距为ρ (x, X) =a-x;点x和负无穷区间X= (-∞, b>之距为ρ (x, X) =x-b.
定义3 (点与全体实数区间之距) [7]实轴上的点x和全体实数区间R= (-∞, +∞) 之距为ρ (x, R) =-1/|x|。
定义4设X=<a, b> (X≠R) 为实数域内任意 (有限或无限) 区间, 其中a是一个有限或负无穷大的实数, b是一个有限或正无穷大的实数, 则对实轴上的任意点x, 称ρ (x, X) =max{a-x, x-b}为点x关于 (有限或无限) 区间X=<a, b>的一般距。
性质1实轴上的点x关于实数域上任意给定区间X (包括X=R) 之距满足:
(1) 点x∈X且x不等于X端点的充要条件是ρ (x, X) <0;
(2) 点且x不等于X端点的充要条件是ρ (x, X) >0;
(3) 点x等于X端点的充要条件是ρ (x, X) =0。
性质2若实轴上任意两个区间X1和X2 (X2≠R) 满足X1X2, 则对任意点x, 有
(1) 若X1和X2无公共端点, 则ρ (x, X2) <ρ (x, X1) ;
(2) 若X1和X2有公共端点, 则ρ (x, X2) ≤ρ (x, X1) 。
证明文献[1]等已经证明性质1关于X1和X2都为有限区间成立。本文只证明性质关于X1=<a, b>和X2= (-∞, d>成立。其它区间类型的证明类似。
反证法。若ρ (x, X2) ≥ρ (x, X1) , 则 (x-d) ≥max{a-x, x-b}≥x-b, 即必有d≤b, 与X1X2矛盾, 因此必有ρ (x, X2) ≤ρ (x, X1) , 当且仅当d=b取等号。
性质3设X1是任意区间且X1R, 则对任意点x, 有ρ (x, R) ≥ρ (x, X1) 可能成立。
证明设X1= (0, +∞) , 则有ρ (x, R) =-1/|x|和ρ (x, X1) =-x.显然, 当x≥1时, 有ρ (x, R) ≥ρ (x, X1) 。
定义5 (点与有限区间之侧距) [1]给定有限区间X=<a, b>和X的非端点x0∈ (a, b) , 若点x0∈ (a, (a+b) /2], 则称
为x关于点x0和区间X的左侧距;若点x0∈[ (a+b) /2, b) , 则称
为x关于点x0和区间X的右侧距。并且左侧距和右侧距统称为侧距, 记为ρ (x, x0, X) 。
性质4[1]当或x0= (a+b) /2时, 有ρ (x, x0, X) =ρ (x, X) 。
定义6 (点与无限区间之侧距) 给定无限区间X (X≠R) 和区间的非端点x0∈X, 若X=<a, +∞) , 则称
为x关于点x0和正无穷区间X之侧距;若X= (-∞, b>, 则称
为x关于点x0和负无穷区间X之侧距。
定义7 (点与全体实数区间之侧距) 设x和x0为全体实数区间R的点, 称ρ (x, x0, R) =-1/|x-x0|为x关于点x0和全体实数区间R之侧距。
性质5设x为实数域上的任意点和X为任意区间 (包括X=R) , 点x0∈X为区间X的非端点, 则侧距ρ (x, x0, X) 满足:
(1) 点x∈X且x不等于X端点的充要条件是ρ (x, x0, X) <0;
(2) 点且x不等于X端点的充要条件是ρ (x, x0, X) >0;
(3) 点x等于X端点的充要条件是ρ (x, x0, X) =0;
(4) ρ (x, x0, X) 当且仅当x=x0时取最小值。
在经典数学中, 当点在某个区间内时, 该点与区间的距离为零。从以上关于点与区间之距和侧距的定义中, 发现点在区间内不同位置时点与区间之距和侧距的值不同。文献[1]等指出经典数学中点与区间的距离在本质上规定了“类内即为同”的定性描述而无法表达事物的“量变”和“质变”, 但是可拓学中的距和侧距等可以描述点在区间的不同位置, 从而从“类内即为同”的定性描述发展到“类内也有程度区别”的定量描述。
3 正域为有限区间的一般关联函数的定义及性质
当正域为有限区间时, 即X0=<a, b>, 节域X包括有限区间<c, d>、负无穷区间 (-∞, d>、正无穷区间<c, +∞) 和全体实数区间R等四种类型。
定义8设正域X0=<a, b>为有限区间, 节域X为任意区间 (包括有限区间、无限区间和全体实数区间) 且X0X, 则对实数域上任意一点x, 称
为点x关于区间套X0和X的一般位置值, 简称一般位值。
事实上, 根据性质2, 当X0=<a, b>和X≠R时, 有
性质6正域为有限区间的区间套的一般位值D (x, X0, X) <0。
证明当节域X分别为有限区间、负无穷区间和正无穷区间时, 文献[4]、文献[6]、文献[7]已有证明。当X=R时, 根据定义8和a-b<0, 性质6显然成立。
定义9 (正域为有限区间的关联函数) 若正域X0=<a, b>为有限区间, 节域X (X≠R) 为实数域上任意区间且X0X, 非端点x0∈X0.记X0和X的公共端点为xv (若无公共端点, 则xv为空) , 则对任意实数x≠xv, 令
若x=xv (xv存在) , 则当或xv∈X但时, 令k (xv) =-1;当xv∈X且xv∈X0时, 令k (xv) =-10, 表示k (xv) 既等于-1又等于0, 称k (x) 为点x关于X0和X且在X0的非中点x0取得最大值的一般关联函数。
根据定义9和性质4, 当x0为X0的中点即x0= (a+b) /2时, 有
称k (x) 为点x关于X0和X且在X0的中点取最大值的一般关联函数。
当X≠R时, 根据性质2, 显然有
和当x0= (a+b) /2时, 有
以上两个关联函数公式即为文献[4]、文献[5]、文献[6]、文献[7]的成果。
性质7设正域X0=<a, b>为有限区间和节域X (X≠R) 为包含X0的任意区间且最多只有一个公共端点, 非端点x0∈ (a, b) , 则k (x) 满足:
(1) x∈X0且x不等于X0的端点k (x) >0;
(2) x等于X0的端点即x=a或bk (x) =0;
(3) x∈X-X0且x不等于X0和X的端点-1<k (x) <0;
(4) x等于X的端点k (x) =-1;
(5) 且x不等于X的端点k (x) <-1;
(6) k (x) 在x∈ (-∞, x0]单调递增, 在x∈[x0, +∞) 单调递减, 且当x=x0取最大值。
证明当X≠R时, 由文献[1]、文献[2]、文献[4]、文献[5]、文献[6]、文献[7], 显然有性质7成立。
性质8设正域X0=<a, b>和节域X=R, 非端点x0∈ (a, b) , 则k (x) 满足:
(1) x∈X0且x不等于X0的端点k (x) >0;
(2) x等于X0的端点即x=a或bk (x) =0;
(3) xX0且x不等于X0的端点-1<k (x) <0;
(4) k (x) 在x∈ (-∞, x0]单调递增, 在x∈[x0, +∞) 单调递减, 且当x=x0取最大值。
证明只证明 (1) 成立。首先由性质5和性质6, 充分性显然成立。
由根据性质5, 显然有x∈X0且x不等于X0的端点。
4 正域为无限区间的一般关联函数的定义及性质
当正域X0为无限区间时, 节域X包括无限区间和全体实数区间, 即区间套类型为X0= (-∞, b>和X= (-∞, d>;X0= (-∞, b>和X=R= (-∞, +∞) ;X0=<a, +∞) 和X=<c, +∞) ;X0=<a, +∞) 和X=R= (-∞, +∞) 等。本节只讨论区间套X0和X无公共端点的情形。
定义10设X0= (-∞, b>为正域和X= (-∞, d>为节域, 则点x关于区间套X0和X的一般位置值为D (x, X0, X) =ρ (x, X) -ρ (x, X0) =b-d.
定义11设X0=<a, +∞) 为正域和X=<c, +∞) 为节域, 则点x关于区间套X0和X的一般位置值为D (x, X0, X) =ρ (x, X) -ρ (x, X0) =c-a.
定义12设X0= (-∞, b>为正域和R= (-∞, +∞) 为节域, 称
为点x关于区间套X0和R的一般位置值。
定义13设X0=<a, +∞) 为正域和R= (-∞, +) 为节域, 称
为点x关于区间套X0和R的一般位置值。
性质9正域为无限区间的区间套的一般位置值D (x, X0, X) <0。
定义14设无限区间X0为正域, 节域X为实数轴上的任意区间且X0X, 非端点x0∈X0, 则对实数域上的任意点x, 称
为点x关于无限区间套X0和X且在点x0取最大值的关联函数。
显然, 当X≠R时, 根据性质2和定义10、定义11、定义12、定义13、定义14, 有k (x) =ρ (x, x0, X0) /D (x, X0, X) 。
性质10设正域X1为无限区间, 节域X (X≠R) 为包含X0的任意区间且无公共端点, 非端点x0∈X0, 则k (x) 满足:
(1) x∈X0且x不等于X0的端点k (x) >0;
(2) x等于X0的端点即x=a或bk (x) =0;
(3) x∈X-X0且x不等于X0和X的端点-1<k (x) <0;
(4) x等于X的端点即x=c或dk (x) =-1;
(5) xX且x不等于X的端点k (x) <-1;
(6) k (x) 在x∈ (-∞, x0]单调递增, 在x∈[x0, +∞) 单调递减, 且当x=x0取最大值。
证明见文献[2]、文献[6]、文献[7]等。
性质11设正域X0为无限区间, 节域X=R, 非端点x0∈X0, 则k (x) 满足:
(1) x∈X0且x不等于X0的端点k (x) >0;
(2) x等于X0的端点即x=a或bk (x) =0;
(3) 且x不等于X0的端点-1<k (x) <0;
(4) k (x) 在x∈ (-∞, x0]单调递增, 在x∈[x0, +∞) 单调递减, 且当x=x0取最大值。
证明只证明 (3) 。
充分性:根据性质1、性质4和性质5, 由xX0且x不等于X0的端点, 有ρ (x, R) <0和ρ (x, x0, X0) =ρ (x, X0) >0。根据定义12、定义13、定义14, 有k (x) =ρ (x, x0, X0) /D (x, X0, R) 和D (x, X0, R) =ρ (x, R) -ρ (x, X0) , 因此-1<k (x) <0成立。
必要性:若-1<k (x) <0, 则。由性质4和性质5, 即有x∈R-X0且不等于X0和R的端点。
5 单一区间套类型的一般关联函数的定义及性质
单一区间套类型指正域X0和节域X的两个端点相同, 包括X0=X和X0X两种情况。如单区间套X0=X=<a, b>包括X0= (a, b) 和X= (a, b) 或 (a, b]或[a, b) 或[a, b]、X0= (a, b]和X= (a, b]或[a, b]、X0=[a, b) 和X=[a, b) 或[a, b]以及X0=[a, b]和X=[a, b]等。
单一区间套类型有X0=X=<a, b>;X0=X=<a, +∞) ;X0=X= (-∞, b>和X0=X= (-∞, +∞) 等。
定义15称D (x, X0, X) =a-b为点x关于单一区间套X0=X=<a, b>的位置值。
定义16称D (x, X0, X) =-|a|为点x关于单一区间套X0=X=<a, +∞) 的位置值。
定义17称D (x, X0, X) =-|b|为点x关于单一区间套X0=X= (-∞, b>的位置值。
定义18设单一区间套类型为X0=X≠R, 非端点x0∈X0并记公共端点xv, 则对任意点x≠xv, 令
当时, 令k (xv) =-1, 当xv∈X且时, 令k (xv) =-10, 则称k (x) 为点x关于单一区间套类型X0和X且在x0取最大值的关联函数。
性质12设正域X0和节域X为单一区间套类型, 非端点x0∈X0, 则k (x) 满足:
(1) x∈X0且x不等于X0 (或X) 的端点k (x) >0;
(2) x等于X0 (或X) 的端点k (x) =-1或k (x) =-10;
(3) 且x不等于X0 (或X) 的端点k (x) <-1;
(4) k (x) 在x∈ (-∞, x0]单调递增, 在x∈[x0, +∞) 单调递减, 且当x=x0取最大值。
当x0为X0的中点时 (对于X0为无限区间时, x0趋于无穷大) , 有
当X0=X=<a, b>时, 文献[3]给出了函数的具体形式。
当X0=X=<a, +∞) 且x0为X0的中点即x0趋于无穷大时, 文献[2]给出关联函数的具体形式为:
当X0=X= (-∞, b>且x0为X0的中点即x0趋于无穷大时, 文献[2]给出关联函数的具体形式为:
以上三种关于点x0为X0中点的关联函数即为简单关联函数, 因此简单关联函数和初等关联函数可以统一到关联函数的形式上来。
定义19若区间X0=R=X= (-∞, +∞) , 则对任意实数x, 令
其中, 称k (x) 为x关于全体实数单区间套R在x0取最大值的关联函数。
定义19即为文献[7]的成果。有时为了描述的方便, 可以令σ′=nσ (n>0) 并在公式中用σ′代替σ, 则可以使关联函数值增大或缩小。
性质13函数k (x) 在R= (-∞, +∞) 内满足k (x) >0, 且在x∈ (-∞, x0]严格单调递增, 在x∈[x0, +∞) 严格单调递减;当x=x0时取最大值
实际构造全体实数单区间套关联函数公式时, 可根据“3σ原理”, 即正态分布函数落入区间 (x0-3σ, x0+3σ) 内的概率为0.9974, 先确定最大值点x0并估计函数的主要部分所落入的区间范围来确定σ的值, 再确定最大值M.
摘要：随着可拓学在各领域特别是管理领域应用的日益广泛, 关联函数理论成为管理科学和管理工程重要的定量研究方法之一。在定义点与各类型区间的距和侧距、点与各类型区间套的位置值等概念基础上, 提出无量纲化的一般关联函数基本公式和性质, 统一了初等关联函数和简单关联函数的形式, 便于各领域的研究人员正确掌握关联函数的应用, 为进一步研究多维关联函数和三区间套关联函数内容提供理论基础。
关键词：可拓集合,关联函数,位值
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可拓关联分析 篇3
1 企业绿色技术创新能力内涵
对绿色技术创新的研究可以追溯到1962年美国学者雷切尔·卡逊的《寂静的春天》一书[16]。当前,推动绿色化产业的发展正成为多数发达国家政府政策的一部分。绿色技术创新,其核心就是保护环境,实现可持续发展。绿色技术创新自19世纪60年代提出以来,经历了“无废工艺”、“清洁生产”等概念的发展和演化过程[17]。E.Brawn等[18]提出了绿色技术的概念,从价值取向的角度相比传统技术,认为绿色技术是一种利用现代科学技术全部潜力,有利于改善环境质量的无污染技术。Samir[19]等认为绿色技术就是把保护环境作为设计制造产品的基本内容,能够实现产品质量和成本与环境相一致的系统技术。国内的董炳艳等[20]认为绿色技术创新在企业的可持续发展中至关重要,要充分考虑到经济效益与环境以及经济社会协调发展的问题。基于以上对绿色技术创新的研究,企业绿色技术创新能力是指是企业在促进经济与环境协调发展的大背景下,将绿色引入企业技术创新全过程,并在未来一定时期内绿色技术创新有可能达到某一标准的能力。
2 企业绿色技术创新能力影响因素
吕燕等[21]从绿色技术创新动因的角度,将我国企业绿色技术创新的过程模式概括为政府政策推动型、瓶颈诱导型、市场与环境双重作用型。这种分类方式,企业的技术创新活动被简单看作是线性过程,其推动力主要来自市场与环境需要。从绿色创新约束机制的角度,Sandra等[22]和杨发庭[23]认为绿色技术创新能力受制于技术机会、技术创新的组织结构、自主研发能力等多重因素的影响,强调了在高动态环境的企业和采用其他生产创新的企业更有可能采取绿色技术创新;许士春等[24]和李婉红[25]指出了环境制度对企业绿色技术创新能力具有重要影响;岳书敬[26]提出通过研发节能减排技术,用高新技术改造企业、提升设计水平,从而提高企业能源、环境和资本的利用效率,改变其高能耗、高排放、高投资的状况;田耕[27]从因子分析法和SEM模型得出企业投入、技术创新、环境管理、资源利用和社会贡献对企业绿色创新能力存在正向影响。
3 企业绿色技术创新能力评价指标体系
本文中企业绿色技术创新能力评价指标体系的设计借鉴了相关学者的技术创新能力评价指标,并结合绿色创新能力的特征设计而成。李菽林[28]引入支持向量机分析评价模型,从绿色创新的投入、管理、服务、营销能力、企业家绿色创新意识以及绿色创新的环境保护能力等6个方面构建了物流企业的绿色创新能力评价体系。苏越良等[29]从企业绿色持续创新能力的特性出发,定性与定量相结合,构建了包括绿色持续创新投入、实施、管理、销售、财务、产出、环境适应能力、企业家创新意识、环境保护能力等9个方面的评价体系。朱永跃等[30]从企业绿色创新环境的视角出发,构建了包括绿色文化、创新投入、创新管理、制度环境、资源环境、文化环境的评价指标体系。本文在借鉴上述文献中构建的企业绿色创新能力评价指标体系,从绿色技术创新投入能力、设计水平、管理能力、开发能力、市场营销、社会服务能力6个方面出发,构建了包括30个指标在内的企业绿色技术创新能力评价指标体系。评价指标的选取遵循了科学性、客观性、全面性、代表性、可操作性原则。具体如表1所示。
4 企业绿色技术创新能力多方案评价模型
企业绿色技术创新能力评价指标具有定性和定量两种指标类型,并且又有正向型指标和负向型指标之分,不同的指标可能具有不同的量纲,为此,需要对不同的评价指标进行统一标度的规范化处理,以便于评价模型的有效建立。
4.1 定性评价指标的处理
定性指标多采用定性语言进行描述,表述的结果一般具有模糊不确定性,为此需要采用统一的标准进行定性指标的衡量。本文采用0—1的比率标度对定性指标进行分析,具体形式见表2所示。
4.2 定量评价指标的处理
为了和定性指标的处理具有一致性,需要将定量指标进行类似的处理。假设存在M个企业绿色技术创新方案C,企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj的量值为精确量值cij,若评价指标uj为正向型评价指标,则企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uJ的规范化量值vij为:
若评价指标uj为负向型评价指标,则企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj的规范化量值vij为:
假设企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj的量值为区间量值,若评价指标uj为正向型评价指标,则企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj的规范化量值vij为:
若评价指标uj为负向型评价指标,则企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj的规范化量值vij为:
通过上述的规范化处理可以看出,,使得定量评价指标和定性评价指标具有统一的标度。
4.3 企业绿色技术创新能力的可拓距
针对规范化后的评价指标量值,可以构建不同评价指标的理想域。企业绿色技术创新能力评价指标的理想域包括正向型理想域和负向型理想域。为了使得讨论的结果具有一般性,假设若规范化后的企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj的量值为
评价指标uj的负向型理想域为:
则企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与正向型理想域之间的可拓距为:
其中:
企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与负向型理想域之间的可拓距为:
其中:
4.4 企业绿色技术创新能力的可拓关联度模型
通过上述企业绿色技术创新能力评价的可拓距计算模型,可以获得不同企业绿色技术创新方案C关于评价指标uj与正向型理想域和负向型理想域之间的可拓距,由此则可以构建相应的企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与正向型理想域和负向型理想域之间的可拓关联函数Kij。
对于正向型理想域,企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与其之间的可拓关联函数为:
对于负向型理想域,企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与其之间的可拓关联函数为:
考虑到不同评价指标uj具有不同的权重,则可以获得企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与正向型理想域和负向型理想域之间的加权可拓关联度εi。对于正向型理想域,企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与其之间的加权可拓关联度为:
其中:wj为评价指标uj的权重;n为同一准则下评价指标的个数,满足。
对于负向型理想域,企业绿色技术创新方案Ci关于评价指标uj与其之间的加权可拓关联度为:
若企业绿色技术创新方案Ci与正向型理想域之间的加权可拓关联度越大,与负向型理想域之间的加权可拓关联度越小,则说明该企业绿色技术创新方案越优;反之亦然。由此,则可以构建企业绿色技术创新方案Ci关于不同评价指标的综合可拓关联度计算模型εi:
根据系统决策分析的择优原则可知,若满足:
则称第s个企业绿色技术创新方案Cs最优。
4.5 企业绿色技术创新能力多方案评价的算法实现
根据上述论述,企业绿色技术创新能力多方案评价算法的具体实现步骤如下:
步骤1:基于企业绿色技术创新的实际情况,构建企业绿色技术创新能力评价指标体系;
步骤2:基于评价指标的类型和形式,利用相应的规范化处理模型对企业绿色技术创新能力评价指标进行规范化处理;
步骤3:利用正向型指标和负向型指标的理想域构建模型,建立不同企业绿色技术创新能力评价指标的正向型理想域和负向型理想域;
步骤4:分别利用企业绿色技术创新能力评价指标的可拓距计算模型和可拓关联函数计算模型,获得不同企业绿色技术创新方案与正向型理想域和负向型理想域之间的可拓距及可拓关联函数;
步骤5:利用可拓关联度计算模型,获得不同企业绿色技术创新方案的综合可拓关联度;
步骤6:基于综合可拓关联度的大小获得最优的企业绿色技术创新方案,并为后续的企业绿色技术创新和发展提供支持和指导。
5 实例验证与分析
本文以国家低碳工业园区———黑龙江省大庆高新技术产业开发区企业绿色技术创新能力分析为例,对本文研究提出的模型和算法进行说明和验证。通过实地调研以及征求相关专家和企业领导,获得相关企业的绿色技术创新能力评价的数据,具体结果见表3所示。
基于本文中给出的评价数据规范化处理模型对相关评价指标进行规范化处理,并基于规范化后的数据构建相应评价指标的正向型理想域和负向型理想域,之后利用本文提出的可拓距计算模型,获得不同企业绿色技术创新能力评价的可拓距,最后利用本文提出的可拓关联函数计算模型,获得不同企业绿色技术创新能力评价的可拓关联函数,具体结果见表4所示。
利用本文提出的可拓关联度计算模型,可以获得不同企业绿色技术创新能力评价的正向型可拓关联度、负向型可拓关联度以及综合可拓关联度,具体数值见表5所示。
基于表5中的数据可以看出,绿色技术创新能力最优的方案为企业A,由此,可基于该企业的绿色技术创新实施方案对后续的企业绿色持续性发展提供支持和指导。
6 结论
可拓城市生态规划分析 篇4
一、城市生态规划的涵义与目标
现代城市是一个多层次、多介质、多元化的复合人工生态系统，各系统、各层次与各生态要素间存在着错综复杂的关系。以生态敏感性体现的生态限制和社会经济因子显示的生态潜力整合于公式II中，是本生态适宜性评价的基本思路。根据主导性原则，当我们只是评价城市建设用地适宜性这一种土地利用方式时，从一分为二的辩证法观点出发，每个因子都具有潜力和限制性两重作用，但是从主导性出发，城市建成区规模、道路交通优势、增长极核等3个社会经济因子对于城市建设用地扩展的潜力远远大于限制性，因此作为生态潜力因子。反之，高程、坡度、植被、水域、海岸线等5个自然生态因子对于城市建设用地扩展的限制性远远大于潜力，因此作为生态限制因子。这种从量到质的差别，是被国内广泛采用的“单纯权重叠加法”所忽视的，也是本研究提出“潜力——限制性评价法”的初衷。
二、可拓城市生态规划的问题类别与问题模型构建
（一）可拓城市生态规划的问题类别
可拓城市生态规划问题分为三大类，首先，固有问题，如城市自身所处于的生态位、区位、地质地貌、气候气象等;其次，近期规划问题，如城市环境污染的相关治理问题等;最后，远期规划问题，如增加广场、公园、各类绿地的开放空间等。
（二）可拓城市生态规划的问题模型构建
可拓城市生态规划问题模型的构建，可将上述三大类规划问题划分为两类问题，即对立问题与不相容问题。对立问题指的是基于同一条件，存在两个或两个以上目标难以同时实现，具有特殊性，是生态规划过程中的难点问题;不相容问题指的是客观条件同主观目标间存在矛盾，具有一般性，是生态规划过程当中的重点问题。其中，对立问题有多个规划目标和规划条件共同构成，为便于研究，可将其目标划分为两两进行考虑，其模型表达为：P=(G1∧G2)↑L，而不相容问题的模型表达为：P=G↑L (P为生态规划问题，G为规划目标，L为现状条件)。
三、可拓城市生态规划问题的界定、分析、变换及解决分析
（一）可拓城市生态规划问题的界定分析
a.对立问题的界定
在总体的生态规划中，存在着较多的此类问题，且目标较为复杂繁琐，应尽可能地转化为两目标间对立的问题后，再实施求解。其问题模型如图1所示，以求解下位对立目标元素为前提，来实现对立目标的整体共存。
b.不相容问题的界定
在小尺度生态规划中此类问题较多，其目标在于对生态规划中条件与目标间矛盾问题的界定，单一明确是该类问题目标的特点，是一种较为理想的简化状态。其问题模型如图2所示，以解决下位条件与目标，来支持上位条件与目标的实现。
（二）可拓城市生态规划问题的分析
a.问题潜显分析
考虑资源自身的动态性，可将其分为显性资源与潜性资源两种形式。生态规划中的潜在问题与显化问题具有可转化性，一定条件下可实现彼此的相互转化，且显化问题具有突出性，其问题的解决需要近期来完成，且不良的处理形式会对城市生态建设产生影响。潜化问题具有隐藏性，其问题的解决是长期努力的结果，且不良的处理形式就会使其逐渐向显化问题进行转化。城市生态规划中的两类问题当中，显化问题的存在是十分明显的，是可以改造和直接利用的条件与资源。
b.问题分散分析
对于生态规划问题，可着手于一个基元的条件或目标，来使其向多个基元进行拓展，即将基元的发散性概括为一值多物、一征多物、一物多征，从而为此类矛盾问题的解决提供形式多样的可行途径。在生态规划问题的解决过程当中，应用发散分析，来优化问题解决途径，来使条件或目标得到深入拓展，是当前矛盾问题得以化解的有效思路。问题分散模型的基本思路包括以下两个方面，第一，问题模型的建立：P=G↑L，其中P为规划问题，G为土壤、治理重点、环境，L为重度、污染程度、土壤。第二，进行目标的发散。
（三）可拓城市生态规划问题的变换分析
对于生态规划问题的分析在于寻求矛盾问题解决的多种思路，要想实现矛盾问题的解决，进行问题的可拓变换是必要的途径，是城市生态规划问题得以解决的重要工具。
a.问题的分解变换分析
这一问题变换的方式是依据基元本身的可聚分性和可组分性，来实现基元的聚分变换和组分变换。就拿城市绿地规划问题来看，可在细化绿地的基础上，进行分项的规划。首先，进行变换物元M的选择，M分为绿地项(1、2、3…n)功能。其次，保护环境的为防护绿地，净化空气的为交通绿地，改善景观的为公共绿地，进行此类绿地问题的划分，从而形成功能完善的系统绿地网络。
b.问题的置换变换分析
这一问题变换的方式是用某量、某特征、某事物来代替另一量值、另一特征和另一事物。立足于城市生态规划实际，来完成基本元对某一基元的替换，这亦是这一问题变换方式的基本原则。如在进行城市居住区生态规划时，应用立体绿化的形式，来促进居民区生态水平的提升，就可应用这一变换形式来对其规划思维进行表达。首先，明确植被组成项M=(植被、绿地、位置)，通过发散分析得出M1=(植被1、位置、墙面)，M2=(植被2、位置、屋面)。其次，通过置换变换得出，具备防水功能的为屋面，具备承重功能的为墙面。通过对城市居民区的绿化处理，可改善其灰色调，增加绿化的面积。实施立体绿化，可降低墙面的夏季温度。由此可以看出，置换变换方式的应用，在有限用地的前提下，利于城市居民区生态环境质量的有效提升。
（四）可拓城市生态规划问题的求解分析
可拓城市生态规划问题的求解方法包括两大类：策略生成求解与转换桥求解，其中，前者是对重点问题的求解，后者是对难点问题的求解。
a.策略生成求解分析
这类问题求解方法是通过对人类思维模式的模仿，运用定量化、形式化的方法来实现对单目标不相容问题解决。以不相容问题可拓模型的建立为基础，来进行问题的分析与运算，并通过变换矛盾问题，来对规划方案作出最终的评价和筛选。在城市生态规划中，不相容问题大量存在，为构建城市良好生态环境，促进其可持续发展，可通过变换条件来实现矛盾问题的最终解决。对于此类求解方法应用的基本思路包括以下三种，即条件不变，目标变换;目标不变，条件变换;条件与目标均变换。
b.转换桥求解分析
这类问题求解方法是通过利用“各取所得”的基本思路，在矛盾双方间进行隔离部或矛盾部的设置，来实现对立问题多目标的共存。转换桥求解主要包括分隔式转折部方法和连接式转折部方法，前者的应用，如大量道路面积被停车占据，较差的景观效果等，可通过用地空间分层(设置地下停车场、绿化地面景观)等转换方式来进行解决。后者的应用，如利用城市生态廓道来对两种差异性生态系统的通道进行连接。
四、结语
可拓关联分析 篇5
建设工程招投标是以招投标的方式选择工程建设的实施单位,因此如何确定令人最满意的中标人是个关键问题。确定中标人的方法有很多,最常用的是层次分析法(AHP)。它的基本思想是按照评价指标体系之间的关系构建递阶层,然后构造判断矩阵,计算各指标的权重,利用一致性检验和组合权重进行综合评估分析。但是传统的层次分析法中,存在两个不足之处:
(1)构造判断矩阵是层次分析法中关键的步骤。通过确定指标因素的权重主要是通过两两比较评价指标构造的判断矩阵。这种方法虽然简明直观,但在对判断矩阵赋值时,没有考虑人判断的模糊性,从而使判断矩阵没有弹性。
(2)另一个棘手问题就是构造判断矩阵时,要进行一致性检验。当判断矩阵不具有一致性时,要重新构造判断矩阵并计算相应权重矢量,直至一致性检验满足为止。在实际中,一般都凭大致估计来调整判断矩阵,带有一定盲目性,并且需要经过多次调整才能通过一致性检验。
为了解决以上问题,本文采用可拓层次分析法。可拓层次分析法是将可拓数学和物元理论与层次分析应用相结合,形象描述了人判断的模糊性,通过评比确定各投标单位的综合竞争力排序,从中筛选出综合竞争力最强的投标单位作为中标单位,确保工程的优质、高效。
1 可拓层次分析法
1.1 构造可拓判断矩阵
在建立了层次结构之后,针对第k-1层的某一个(例如第h个)因素或准则,将第k层与之有关的全部kn个因素,通过两两比较,利用可拓区间数定量表示它们的相对优劣程度(或重要程度),从而构造一个可拓区间数判断矩阵A。
A=(aij)n×n中的元素aij=
1.2 计算综合可拓判断矩阵和权重向量
设atij=(aij-t,aij+t)(i,j=1,2,…,nk,t=1,2,…,T)为第t个专家给出的可拓区间数,根据公式(1)
求得第k层的综合可拓区间数,由此得到第k层全体因素对第k-1层次的第h个因素的综合可拓判断矩阵。
对上述第k层综合可拓区间数判断矩阵A=
(1)求A-,A+的最大特征值所对应的具有正分量的归一化特征向量x-,x+。
(2)由A-=(aij)nk×nk,A+=(a+ij)nk×nk计算可知:
(3)求出权重向量
1.3 层次单排序
利用公式计算V(SikSjk),如果对于,则:
其中,Pkjh表示第k层上第i个因素对第k-1层次上的第h个因素的单排序,经归一化后得到Phk=(Pk1h,Pk2h,…,Pknkh)T,表示第k层上各因素对第k-1层次上的第h个因素的单排序权重向量。
1.4 层次总排序
在求出所有的Phk=(Pk1h,Pk2h,…,Pknkh)T后,当h=1,2,…nk-1时,我们得到nk×nk-1阶矩阵:Pk=(P1k,P2k,…,Pknk-1)T。
如果k-1层对总目标的排序权重向量为Wk-1=(W1k-1,W2k-1,…Wk-1nk-1)T,那么第k层上全体元素对总目标的合成排序由下式给出:
并且一般地有:
这里W2实际上就是单排序向量。
2 利用可拓层次分析法进行评标定标例证
某建设项目进行施工招标,现有3家施工企业进行了有效投标。根据招标的内容对投标文件评价的主要因素可归纳为5个。如图一所示,P表示评标定标的目标,选择最佳投标人,即结构的顶层;F1到F5表示评价因素,即结构的中间层;A1到A3表示投标的施工企业,即结构的底层。
具体解决问题的步骤如下:
步骤一:由参加测评的专家(假设甲乙)对准则层各项指标两两比较进行打分得到可拓区间数判断矩阵A(见表一、表二),利用公式(1)、(2),计算对于总目标而言各评价间相比较的可拓综合权重向量。
步骤二:计算综合可拓判断矩阵和权重向量
由(1)式得到:
由(2)式得到:
从而得到 S1=<0.377,0.445>,S2=<0.230,0.283>,S3=<0.142,0.164>,S4=<0.099,0.116>,S5=<0.067,0.072>。
步骤三:层次总排序
V(S1S5)=10.294,V(S2S5)=7.467,V(S3S5)=6.987,V(S4S5)=4.377,V(S5S5)=1,根据公式(3)得到:P1=10294,P2=7.467,P3=6.987,P4=4.377,P5=1,经过归一化后得到五个评价指标相对总目标的单排序:P=(0.342,0.248,0.232,0.145,0.033)。
将三个投标企业通过两两对比打分,得到各企业相对于各个测评指标的可拓区间数判断矩阵(见表一至表八)。
步骤四:层次总排序
重复步骤(2)、(3),并按照公式(4)和公式(5),得到总排序表(见表八)。
从表八可以看出,甲、乙、丙3个投标企业相对于5个评价因素的综合优先数各为:0.227,0.514,0.260,即投标企业乙为最佳。
3 结束语
本文将可拓学和层次分析法有机结合的可拓层次分析法(EAHP)应用到了评标定标中,有效地解决了评价指标体系中定性问题在定量过程中的主观判断的模糊问题,并且将一致性检验的方法融入到了EAHP中,具有很强的现实意义和可操作性,提高评标定标的科学性和准确性,同时可拓层次分析法将定性和定量因素采用一种统一的方式进行处理,为计算机在评标定标中的应用提供了有利的条件。
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