FUZZY

FUZZY（通用10篇）

FUZZY 篇1

引言

我国的采暖锅炉以中小型为主, 其中大部分处于手工操作阶段, 劳动强度大, 热效率低。通过设备与传统操作的技术改造, 降低劳动强度, 实现节能降耗及其自动化, 已是势在必行。采暖锅炉的自动化, 可在变负荷运行过程中, 克服来自各方面的干扰, 较精确的保持负荷热水量、鼓引风量、给煤量和排烟量之间的合理经济值, 在一定程度上提高热效率, 从而达到节能降耗、降低劳动强度的目的, 并提高锅炉安全运行能力。

采暖锅炉是一个多输入、多输出、多变量相互耦合和非线性严重的被控对象, 运行包括燃烧、传热、流体运动等, 全过程既有物理变化又有化学反应, 很难建立精确的数学模型, 对于燃烧过程尤其如此。因此采用传统的控制理论对其控制不易奏效。在这种情况下, 应用Fuzzy控制理论, 基于人的智能, 总结优秀操作者的手动控制策略实现采暖锅炉的优化燃烧, 达到节能降耗, 降低劳动强度的目的, 是采暖锅炉自动化的有效途径。

一采暖燃煤链条锅炉的燃烧过程

在燃煤链条锅炉中, 煤从煤斗经煤挡板落到链条炉排上, 随炉排的移动进入炉内。落在链条炉排上的煤在炉内的燃烧过程分为三个区, 即预热区、燃烧区和燃尽区。煤在预热区主要吸收来自烟气和炉墙的辐射热, 首先使煤层由上到下进行干燥, 继而分解出可燃挥发物体生成焦炭;在燃烧区, 主要是预热区生成的焦炭在燃烧, 它构成燃煤锅炉燃烧过程的重要部分, 其中又分为氧化和还原两个子区, 分别生成C O2和C O气体升入炉膛, 直至炉排尽头;最后便是在炉排末端形成炉渣的燃尽区。

由于煤在炉排上的燃烧是分段、分区进行的。煤在干燥区, 只需要少量的空气以满足挥发物的燃烧;在燃烧区, 需要大量的空气满足焦炭的充分燃烧;对于主要是灰渣的燃尽区, 只需要少量的空气冷却炉排。故沿炉排长度方向所需空气量并非均匀, 可采用按不同风室分段鼓风的控制方案。

为满足热量的要求, 必须控制锅炉炉膛内燃煤的发热量。影响燃煤发热量的因素有:煤种、煤量、煤的颗粒大小、煤的水分、炉膛温度、鼓风温度和风量等。由于上述各参数大部分不能瞬时测量, 通常是在一定的负载变动范围内, 通过保持最佳的煤层厚度以改变链条的运动速度为手段, 间接控制炉膛中燃煤的发热量, 满足负荷要求。鼓风量的控制方式是预先调整好炉排下各风室的风门开度, 以满足分段不均匀鼓风的要求, 然后通过鼓风变频器实时控制鼓风系统的送风量。在风和煤的配合上, 要求总的风量和链条运动速度构成适当的比例。

总之, 根据燃煤链条锅炉的运行特点, 其燃烧过程的优劣主要取决于煤层的厚度、链条运动速度和鼓风量的合理控制, 其任务是: (1) 在保证安全运行条件下, 维持热量的稳定, 满足负荷要求; (2) 实现经济燃烧, 保持风与煤的合理配比, 提高热效率; (3) 控制与鼓风相适应的引风量, 保持适宜的炉膛负压, 避免喷火或漏风, 降低热效率。

二经济燃烧系统的Fuzzy控制

1经济燃烧系统的结构与控制

采暖燃煤链条锅炉的经济燃烧系统原理示意图, 如图1所示。该系统包括风煤比的开环控制和调节烟气含氧量的闭环控制两部分。其中鼓风系统的风门设定为最大开度, 通过变频系统控制鼓风机转动的速度改变进入锅炉的鼓风量, 从而保持炉膛烟气含氧量于设定值上。

采暖燃煤链条锅炉实现经济燃烧需要完成如下任务: (1) 满足煤中的碳燃烧需要的空气, 保证燃烧的充分; (2) 在既保证提高锅炉的燃烧率, 又不能使炉膛内未燃烧的过剩空气吸收过多的热量而造成热量损失的前提下, 采取低过剩空气燃烧控制。通常用过剩空气系数a来衡量炉内燃烧过程是否经济, 其定义是:

其中O2%为炉膛尾部的烟气含氧量。对于燃煤锅炉, 其过剩空气系数a一般在1.2~1.5 (理论值) , 考虑到漏风及煤种等实际因素, a的标准推荐值为1.5~1.8 (相应的烟气含氧量为7.1~10.1) 。

2风煤比的Fuzzy开环控制

在运行过程中, 为了实现系统稳定和经济燃烧, 在负荷和煤质发生变化的情况下, 适应工况改变, 在线修改风与煤之间的合理配比是优化燃烧的基础。因而风煤比控制是非常必要的。

风煤比的开环Fuzzy控制方案下图所示。其中L为热负荷, M为燃烧的低位发热值, N为风煤比基本Fuzzy控制器的输出语言变量;NO为风煤比的基值;Q与P分别是锅炉的鼓风量和输出热量。在开环状态下, 风煤比基本fuzzy控制器的输出N与风煤比基值NO鼓风量Q的乘积N.NO.Q构成炉排移动系统的设定值S, 即S=N.NO.Q。在鼓风Q不变的情况下, 通过在线修改风煤比基本Fuzzy控制器输出N, 改变炉排移动速度, 即改变进入炉膛的燃煤量, 相当于在线修改了风煤比的比值。

根据锅炉燃烧理论取得的最佳过剩空气系数a随热负荷L变化的非线性关系曲线和燃煤低位发热值M计算燃烧所需的空气量G的经验公式:

其中β1、β2和β3为常数, 在总结经验丰富司炉工手动控制策略的基础上, 构造出风煤比的基本Fuzzy控制器控制规则, 如下表:

3烟气含氧量的Fuzzy闭环控制

风煤比的开环控制, 实质上是风煤比的“粗调”, 而烟气含氧量的Fuzzy闭环控制则是在通过风煤比Fuzzy开环控制取得风煤比在动态运行中基本实现合理比值基础上的小范围的“精调”。烟气含氧量的Fuzzy闭环控制方案下图。其中, 基本Fuzzy控制器输出的便是含氧量闭环控制系统的设定值;氧化锆测量的是锅炉燃烧后空气中的含氧量。

以热负荷L和燃煤的低位发热值M为输入语言变量, 以烟气含氧量O2%为输出语言变量。根据优秀司炉工的操作经验, 可以得到基本Fuzzy控制器的控制规则表, 如下表:

三效果

通过冬季二十吨采暖燃煤链条锅炉的运行, 表明在负载变动20%的情况下, 取得供热稳定和烟气含氧量保持住7.5%~11, 有效提高了锅炉热效率, 并具有响应快超调小等优良动态特性, 调节品质较手动控制与PID控制有了大幅提高。

四结束语

F u z z y控制器的控制效果很大程度上取决于优秀司炉工的操作经验, 基础数据的测控非常重要, 它直接影响到系统的运行效果。同时, 随着锅炉设备的老化要适时采集更新经验数据, 以确保控制效果。虽然在应用中已见成效, 但随着控制理论和电子技术的发展仍有进一步完善和探索的空间。

FUZZY 篇2

泛逻辑学中UB代数的(U-Fuzzy)同态定理

引入了UB代数滤子、Fuzzy滤子和商代数的.概念,并按照常规方法(经典集合之间的映射)引入了两个UB代数间的U-fuzzy同态的概念,给出了UB代数的同态与同态基本定理和u-fuzzy同态基本定理,在最后引入了fuzzy同态的概念,初步讨论了一些结果.

作 者：肖云萍 邹庭荣 XIAO Yun-ping ZOU Ting-rong  作者单位：华中农业大学,理学院,湖北,武,汉,430070 刊 名：模糊系统与数学  ISTIC PKU英文刊名：FUZZY SYSTEMS AND MATHEMATICS 年，卷(期)： 22(3) 分类号：O141 O153 关键词：泛逻辑学   UB代数   模糊逻辑   u-fuzzy同态   同态基本定理  

FUZZY 篇3

关键词：模糊结构元复模糊数数列柯西收敛准则

中图分类号：O159文献标识码：A

2002 年郭嗣琮教授提出了模糊结构元的概念，它能够有效的解决遍历性所带来的困难，关于模糊结构元的相关知识请查阅文献[1-3]，本文研究了结构元线性生成的复模糊数列收敛性，该项研究进一步完善了模糊数列理论。

参考文献：

[1]郭嗣琮.基于结构元理论的模糊数学分析原理[M].沈阳：东北大学出版社，2004.

[2]郭嗣琮.基于模糊结构元的模糊级数[J].模糊系统与数学，2004，18（9）：85-89.

[3]陈孝国.关于结构元线性生成的Fuzzy值函数项级数[J].高师理科学刊，2009，29（4）：7-11.

[4]陳孝国.基于结构元理论的复Fuzzy数项级数收敛性[J].哈尔滨师范大学学报，2011，27（2）：34-37.

[5]陈孝国.基于结构元线性生成的复Fuzzy值函数项级数[J].模糊系统与数学，2012，26（4）：94-98.

FUZZY 篇4

枸杞具有滋肾、润肺、补肝与明目等功能。对防老抗衰、增强免疫和抗癌保肝等具有很好的效果[1]。枸杞产业是宁夏的支柱产业之一,每到枸杞收获季节,大量的枸杞鲜果需要尽快干化储存。目前,大部分企业采用烘干法干化枸杞鲜果,实践证明,烘干的果实色泽黑红,烘制过度的果实干瘪,亲水还原性差,食用不方便;烘制不足的果实柔韧、储存中易吐糖团结而霉变。本设计给出的枸杞冻干系统冻干的枸杞干果,具有果粒饱满、色泽红润、亲水还原性极好、食用方便、酥脆、易打粉和冻干脱水彻底等特点,储存中不会因吐糖团结而霉变。

1 冻干工艺流程

枸杞冻干工艺的流程主要包括清洗、速冻、真空冻干和包装存储几个环节,如图1所示。其中,真空冻干环节是整个流程的主要环节。

真空冻干工艺是利用冰晶升华的原理,在真空环境下,将已冻结了的枸杞中的水分不经过冰的融化而直接从冰态升华为水蒸气,从而使枸杞干燥。冰冻枸杞中的冰升华为水蒸气并且脱走,必然从枸杞中带走热量从而使枸杞温度降低,枸杞温度越低,其中冰升华的速度就越慢,整个升华时间就要拖长,为缩短周期和降低生产成本,需要在升华过程中不断供给热量。根据经验,使枸杞处在60℃的环境中时干燥效果较为理想。由此可见,冻干仓温度的控制对冻干产品的质量起着尤为重要的作用。

2 Fuzzy算法

干燥仓属于一个开放的热力学系统,因其模型比较复杂,故很难为其建立一个精确的数学模型。模糊控制不需要精确的数学模型,它使用了语言型规则和模糊概念,因而其控制本身相对于常规控制具有独特之处。它设计简单,维护方便,对数学模型的精确性要求不高,但它本身却是一个严格的控制系统,对于参数波动和负载干扰的影响具有较强的鲁棒性[2]。

2.1 二维模糊控制器的结构

原则上讲,模糊控制器的维数越高,控制越精细。但是从实践中来看,设计维数过高,模糊控制规则变得过于复杂,使得控制算法的实现相当困难。所以,目前广泛采用的是二维模糊控制器,如图2所示。

2.2 隶属函数

在应用中,隶属函数主要有正态函数、梯形和三角形等几种形式。由于人们对事物的判别往往沿用正态分布的思维方式,因此本设计采用正态分布函数来表示模糊变量的隶属函数[3],如图3和图4所示。

2.3 模糊控制规则表

根据隶属关系,推算出了干燥仓温控器模糊控制规则表,见表1所示。

2.4 建立模糊控制规则

根据系统的控制规则所决定的模糊关系R,应用推理合成规则,计算出在Ei和ECj情况时反映控制量变化的模糊集合Uij,即

Uij=(Ei×ECj)。R (1)

其中,undefined;“×”表示集合的笛卡儿积;“。”表示集合的合成。

对论域E,EC中全部元素的所有组合,计算出相应的控制量的精确值,写成矩阵形式就构成了模糊查询表(决策库),见表2所示。

3 硬件设计

如图5所示,干燥仓温度传感器使用经济耐用的Pt100热电阻,在仓内分上中下3层,每层左中右3个,共计9个,分布式安装。湿度传感器使用HS1101,安装在抽真空排气口。温度传感器采集到的模拟信号,用模拟多路开关CD4067来轮流切换,使之与A/D转换器的通道在一个特定的时间内只允许一路模拟量输入到A/D转换器,实现分时转换。程控放大器的作用是将来自传感器的微弱信号进行放大,以便充分利用A/D转换器的满量程分辨率。由于各路模拟信号电压可能有较大的差异,因此要求对各路信号采用不同的放大率进行放大,程控放大器可以在多路开关改变通道时相应地改变放大器的放大率。

设计中,在输出通道采用光耦MOC3021进行隔离,将单片机系统输出的信号隔离后送入后控电路,避免了晶闸管对单片机的干扰。

由于设计采用的单片机MC68HC705C8的输入和输出电平为TTL电平,而单片机与上位机通信使用的RS-232C标准串行接口采用负逻辑,二者的电气规范不一致,因此必须进行电平转换。如图6所示,MC1488将TTL电平转换为RS-232C电平,MC1489则是把RS-232C标准电平转换为TTL电平。

4 软件流程

图7所示为该系统实现模糊逻辑控制部分的程序流程图。系统完成初始化后,调用数据采集子程序,依次对δT和δT/δt进行求值、模糊化处理和求隶属度等过程之后,通过查询模糊决策表进行模糊推理,获得模糊输出。

5 结语

设计打破了以往传统的枸杞干果制造工艺,变烘干为冻干,充分保留了枸杞果的营养成分。同时,由于冻干果色泽红润、颗粒饱满,所以作为商品其市场效益很好。为了提高冻干工艺的生产效率,设计采用模糊控制技术,使干燥仓温度和湿度的控制更精确,具有节能、高效且成品率高。

参考文献

[1]张东峰,陈晓峰.枸杞烘干窑内温湿度控制策略[J].农机化研究,2008(10):31-33.

[2]刘丽萍,曾建成.干燥仓温度模糊控制算法的实现与仿真[J].宁夏工程技术,2006(3):258-260.

[3]曾建成.大漠温室模糊控制系统设计[J].农机化研究,2011,33(12):168-171.

FUZZY 篇5

Markowitz[1]used the mean-variance and quadratic programming method to solve the optimal portfolio problem, which is considered as the cornerstoneof modernfinancial theory. The model supposes the return of investment has normal distribution, and the investor’s utility function is determined by mean and variance, where the variance reflects the investment risk. Undeniably, Markowitz’s portfolio theory pioneered the quantitative measurement offinancial risk and management, which is followed up by many other theories. With thedeepeningoffinancialtheoryandpracticeoffinancialmeasurementandmodelingtechnology development, the inadequacy of the theory gradually emerged. Firstly, it is the suppose of normal distribution return, with further research and practical testing, some researchers found that assets were heavy-tailed and skewed distribution ,so literatures have improved the suppose. Bollerslev (1987)[2]described the foreign exchange return with t-distributionfirstly. But they did not considered skewed distribution, so income distribution also caused changes in portfolio risk change with the characterization. Hansen (1994)[3]proposed skewed-t-distributionfirstly, and considered both capital gains and fat-tail of the skewed nature of consideration. In recently research, some studies extended the single-variable distribution to multi-variate distribution, such as introducing Copula function. Multi-t distribution also can describe the heavy tail of return.Bao etc supposed hedge portfolio returns subject to multi-t-distribution, whose objective function is to minimize the VAR. They only consider the case of a sub-bit value, not take into account the limits of part

ACKNOWLEDGMENT

This research was partially supported by Hunan University research study and innovative pilot projects.

REFERENCES

[1]Markowitz, H. M. (1952). Portfolio Selection. Journal of Finance, 7, 77-91.

[2]Bollerslev, T. (1987). A Conditional Heteroskedastic Time Series Model for Speculative Prices and Rates of Return. Review of Economics and Statistics, 69, 542-547.

[3]Hansen, B. E. (1994). Autoregressive Conditional Density Estimation. International Economic Review, 35, 705-730.

[4]BAO, Junjie & JIAO, Jianling (2010).VaR-based Oil Futures More Variety than the Model of Optimal Hedging. Hefei University of Technology (Natural Science), 33(5), 759-762.

[5]Rockafellar, R. T. & Uryasev, S. (2000). Optimization of Conditional Value-at-Risk. Journal of Risk,(2), 21-41.

[6]Johnson, N. J & Kotz S. (1972). Distributions in Statistics: Continuous Multivariate Distributions(pp. 57-61). New York: Wiley

FUZZY 篇6

进入二十一世纪, 人们对居住环境提出了更高要求, 发展生态社区成为大势所趋。生态社区是以可持续发展的思想为指导, 意在寻求自然、建筑、环境和人四者之间的和谐统一, 即消耗最少的资源和能源, 产生最少废弃物的社区。社区是社会的细胞, 社区和谐是社会和谐的基础;建设生态社区是构筑实现和谐社会的物质基石[1]。

我们国家城镇化战略进程的大力推进, 必将带来环境资源的快速消耗和一系列的环境污染问题。在如此严峻的环境压力情况下, 生态社区的建设越来越受到各级政府、社会各界和广大人民群众的广泛关注。现在, 各国都已经普遍认识到, 生态规划是当今缓解环境危机的主要方法, 城镇的生态社区规划建设同样显得尤为迫切。

美国针对存在的各种自然环境及社会问题, 开展了对生态社区功能建设的自检分析, 从生态入手对适于居住的社区、健康的社区、生态村落等概念进行了分析, 西雅图为建设可持续社区还专门制定了一套发展指标, 测度其可持续发展水平, 并预测和监控城市的未来发展的主要环节等。加拿大生态社区的建设则着重强调公民的认同感, 即需要社区居民的共同参与来实现社区的成立、运作及成长[2]。英国和欧盟对生态社区的建设分别制定了社区指标体系, 即“走向社区可持续发展—欧盟公共指标”[3]和“社区生活质量指标”[4]。

近年来我国也有不少学者开始注重生态社区的研究, 重点集中在对生态社区的内涵、功能、建设内容的研究[5,6,7,8], 并提出了相对应的评价指标体系;但构建的指标体系不是很全面, 定性的研究较多, 定量的研究较少, 对生态社区的综合评价还没有形成完整的体系。对于生态社区的评价实践, 迫切需要一个完整的评价指标体系进行规范。本文从社区建筑质量、生活基础设施、社区环境质量、绿化与景观、交通与文化教育、物业管理等六方面对生态社区评价指标体系进行探索, 构建了一套建立可行性较高的生态社区综合评价模型[9]。社区规划时, 要沿着生态社区建设模式进行规划, 着重以生态社区标准进行综合考虑、综合规划布置, 以提高社区的总体质量和社区居民的舒适感、认同观, 提升我国新型城镇化质量和水平。

1 生态社区的涵义

生态社区 (ecological community) , 也被称为绿色社区 (green community) 或可持续社区 (sustainable community) , 强调人群聚落 (“社”) 和自然环境 (“区”) 的生态关系整合, 是建筑、基础设施、自然生态环境、居民家庭、社区社会服务的有机融合。生态社区的建设必需发挥政府部门、规划设计者、房地产开发商、社区居民、物业管理部门 (社区居委会) 等各利益相关主体的作用。目前, 国际上对生态社区尚无明确、统一的定义, 甚至不同国家和地区对其称谓也不尽相同, 在我国以称“生态社区”、“绿色社区”居多, 而在欧美国家以称“可持续社区”、“健康社区”、“可居性社区”、“生态村”等较为普遍。虽然名称不同, 但大多数社区的建设目标仍比较一致, 即寻求社区的可持续发展之路。因而, 在许多情况下, 这些名称之间的界限比较模糊, 并常常互为替代。但是, 不论它们以何种称谓出现, 都可以说是“可持续发展”思想在社区层面上的具体体现, 通过对这些共同特性的分析, 可以理解生态社区的基本涵义[7]。

2 模糊数学分析评价法的基本原理

模糊数学分析评价法 (Fuzzy) , 是研究和处理模糊性现象的一种数学理论和方法。1965年由美国控制论学者L.A.Zadeh和美国南加州大学教授R.E.Bellman共同提出来的。该方法在确定评价因素、因子的评价等级和权值的基础上, 运用模糊集合变换原理, 以隶属度描述个因素、因子的模糊界线, 构造模糊矩阵, 通过多层的复合运算, 最终确定评价对象所属等级[10]。

2.1 确定评价对象的因素论域

2.2确定评语等级论域

D={D1, D2, …, DP}即等级集合, 每一个等级可对应一个模糊子集。一般地, 评价等级p取[3, 7]中的整数。若p过大, 则语言难以描述且不容易判断等级归属。若p过小, 则不符合模糊综合评价的质量要求。p取奇数的情况较多, 因为这样可以有一个中间等级, 便于判断被评价事物的等级归属。具体等级可以依据评价内容用适当的语言描述, 比如评价产品的竞争力可以取D={强, 中, 弱};评价地区的社会经济发展水平可以取D={高, 较高, 一般, 较低, 低};评价经济效应可以取D={好, 较好, 一般, 较差, 差}, 等等。

2.3 进行单因素评价

2.4 确定评价因素的模糊权向量Q

确定评价因素的模糊权向量Q= (q1, q1, …, qn) , 一般地, n个评价因素对被评价事物并非同等重要, 各单方面因素的表现对总体表现的影响也是不同的。因此, 在合成之前要确定模糊权向量。在模糊综合评价中, 权向量Q中的元素qi本质上是因素Yi对模糊子集{被评价事物重要的因素}的隶属度, 因而一般用模糊方法来确定, 并且在合成之前要归一化。

其中, rj表示被评价事物从整体上看对Dj等级模糊子集的隶属程度。

2.6 对模糊综合评价结果向量进行分析

每一个被评价事物的模糊综合评价结果都是表示为一个模糊向量, 这与其他方法中每一个被评事物得到一个综合评价值是不同的, 它包括了更丰富的信息。对不同的一维综合评价值可以方便地进行比较并排序, 而对不同的多维模糊向量进行比较排序就不那么方便了。

3 实证分析

生态社区综合评价是基于满意度调查进行的, 本文选取三个典型代表作为评价对象, 分别为:Y1为某省城代表社区、Y2为城市下辖某县城代表社区、Y3为该县下辖某镇代表社区, 即有3个研究对象Y={Yi} (i=1, 2, 3) 。评价等级分为四级, 即D={D1, D2, D3, D4}={很满意, 满意, 一般, 不满意}。

经过走访调查分析研究, 建立一套能全面反映生态社区的综合评价指标体系, 见表1。

采用模糊统计方法确定三个社区的对应三级指标属于不同评价等级的程度, 即隶属度Zip, 详见表2。

根据表1中的三级指标权重系数, 计算Y1社区三级指标相对二级指标的模糊隶属度矩阵为:

由此可见, 该代表社区居民对社区综合评价认为很满意的程度为0.2042, 认为满意的程度为0.5001, 认为一般的程度为0.2582, 认为不满意的程度为0.0575。综合以上情况, 可以看出该社区居民对该社区的评价是满意的。

依照同样方法, 我们可以同样得到Y2、Y3两个社区的满意度评价结果:

比较Y1、Y2、Y3可以看出, 省城代表社区比县城代表社区因地域位置优势, 生态规划上更合理、更规范, 因此满意度会更高;同样县城代表社区比城镇代表社区因地域位置优势, 生态规划上也会更合理、更规范, 因此满意度也更高。

4 结论及建议

4.1 结论

模糊层次分析法引入隶属度这一概念对事物趋势、程度进行量化分析成为可能, 但其确定各隶属度权重的方法较为主观受臆测影响较大。本文通过问卷调查研究进行改进, 恰恰解决了其主观臆测的不足, 使评价结果与实际更加吻合, 达到了评价的最初目的。

通过本文分析, 我们可以得到以下结论:省城代表社区比县城代表社区因地域位置优势, 生态规划上更合理、更规范, 因此满意度会更高;同样县城代表社区比城镇代表社区因地域位置优势, 生态规划上也会更合理、更规范, 因此满意度也更高。这也反映了很多城镇人口往县城转移并买房的原因, 同样也有很多县城人口往市区转移并买房的原因, 这也跟我国城镇化进程中农村人口向乡镇集聚、乡镇人口向县城或市区集聚的发展趋势吻合。

4.2 建议

社区规划时, 要沿着生态社区建设模式进行规划, 着重从社区建筑质量、生活基础设施、社区环境质量、绿化与景观、交通与文化教育、物业管理等方面进行综合考虑、综合规划布置, 以提高社区的总体质量和社区居民的舒适感、认同观, 城镇应着力打造成花园型城镇, 提升我国新型城镇化质量和水平。

摘要：近年来, 随着我国城镇化战略的大力推进, 城镇基础建设得到了快速发展。在城镇发展规划中, 生态社区的概念逐渐得到广泛的认同并逐步被应用于实践, 已成为城镇化建设的一项重要内容;建立生态社区的综合评价对于生态社区的实践和发展具有重要的意义。通过对生态社区的基本内涵的分析, 采用改进Fuzzy建立一套符合我国国情的、定性与定量结合的生态社区评价指标体系, 借鉴国内外有关研究成果给出了具体指标的参考标准值, 对各项指标及其权重进行量化计算, 最后得到出生态社区的综合评价实证分析结果。

关键词：改进Fuzzy,城镇化,生态社区,综合评价

参考文献

[1]陈伟.城市生态社区的环境规划设计与研究[J].上海城市规划, 2006, 66 (1) :17-21.

[2]吕洁.基于环境友好型社会的生态社区创建研究——以济南市为例[D].济南:山东师范大学, 2007.

[3]Department of the Environment, Transport and Regions.Local quality of life counts[J].DETR, London 2000.

[4]European Communities:Towards a local sustainability profile:European common indicators.Technical Report.Working Group on measuring, monitoring and evaluation in local sustainability.Expert Group on the urban environment.Office for Official Publication of the European Communities 2000[EB/OL].htttp://europa.eu.int/comm/environment/urban/indicators en_p.df.

[5]杨芸, 祝龙彪.建设生态社区的若个思考[J].重庆环境科学, 1999, 21 (5) :18-20.

[6]吴智刚, 缪磊磊, 周素红.城市生态化的演进与生态社区的构建[J].规划师, 2002, 18 (12) :80-83.

[7]程世丹.生态社区理念及其实践[J].武汉大学学报 (工学版) , 2004, 37 (3) :83-86.

[8]黄辞海, 自光润.居住生态社区的内涵及指标体系初探[J].人文地理, 2003, 18 (l) :53-56.

[9]范平, 吴纯德, 胡贵平.城市生态社区综合评价指标体系的探讨[J].环境科学与技术, 2009, 32 (4) :190-194.

FUZZY 篇7

审计报告作为连接上市公司与投资者的纽带,是投资者做出经济决策的依据。高质量的独立审计被视为资本市场稳健运行的保障,已成为证券市场规制和公司治理系统的核心制度设计。继“银广夏”、“琼民源”、“红光实业”、“郑百文”财务舞弊案件发生后,“北生药业”、“宝硕股份”、“莲花味精”、“天丰节能”等企业又不断爆出会计信息披露违规和财务造假丑闻。这些现象反映了我国独立审计质量存在问题,也使得注册会计师受到监管机构和社会公众的质疑。

根据证监会的披露,2011 ~ 2014年深圳鹏程、河北华安、亚太(集团)、大华、大信、利安达、中磊等7家会计师事务所遭受证监会的公开严重处罚,涉案的注册会计师达28人。其中对利安达会计师事务所的诉讼中明确说明其审计失败是因为“没有在计划中对评估出的重大错报风险做出恰当应对,没有设计进一步审计程序,没有对舞弊风险进行评估和计划应对”。

风险导向审计模式的提出,使得预防上市公司财务舞弊及披露违规的审计方案和风险评估方法成为提高审计质量的关键,而这依赖于审计检查风险的评估结果,所以,审计检查风险评估的标准和结果至关重要。但即使注册会计师履行职业操守,保持独立性,仍然可能因为专业胜任能力和应有的关注不够而出现审计失败。为此,对审计检查风险进行评价可降低审计失败的概率,同时也为审计实务工作风险定量评估提供理论基础。

二、文献回顾

越来越多的会计师事务所被卷入被审计单位管理层舞弊和欺诈造成经营失败的诉讼案件中。目前,国内外理论界对如何规避审计风险、提高审计质量进行了大量实证研究,并对审计风险模型展开探讨,但鲜有文献系统、定量地评价审计检查风险。

郭丹(2010)基于对审计风险模型各影响因素的分析,提出从审计主体角度对检查风险分层,认为审计人员独立性是影响检查风险的首要因素,其次审计师的专业胜任能力与审计方法直接影响发现重大错报的可能性,而工作态度和能力的改善是降低检查风险的有效途径。王会金(2011)采用动态模糊评价模型从预期审计风险、重大错报风险、检查风险三个维度,建立86个具体评价指标综合评估审计风险。

Antonio luis和Mariluz maté(2012)从空间效应的角度研究西班牙的审计市场,采用空间计量经济学技术并结合被审计单位具体特点,验证事务所的专业化和声誉以及经济制度的发展作为一种溢出效应影响审计检查风险,而政府政策的改变也能够使审计环境发生变化,高效运行的审计环境能够降低审计风险。李瑛玫、姜振寰、兰小春和谢巍(2008)运用层次分析法、熵权法与模糊综合评价法,从系统风险和传统风险两个方面整理出12 个具体指标对上市公司信息化环境下的重大错报风险进行评估,建立重大错报风险评价模型。

现有研究成果中对审计检查风险评价的研究较少,因此本文结合风险导向审计风险模型和检查风险影响因素构建审计检查风险评价指标体系,设计基于ANP-Fuzzy的审计检查风险评价模型,并通过案例进行实证分析。

三、审计检查风险评价指标体系设计

注册会计师肩负着过滤会计信息风险、确保会计信息质量、降低会计信息识别成本的重要作用,审计师应合理计划审计工作,降低检查风险。借鉴黄小芬(2011)、李钰琪(2014)、王会金(2011)的研究,本文从重大错报风险和检查风险两个方面建立审计检查风险评价指标体系,如下页表1所示。

四、ANP-Fuzzy评价模型

(一)ANP-Fuzzy评价方法概述

ANP-Fuzzy评价方法是将ANP(网络层次法)和Fuzzy(模糊综合评价法)有机结合形成的一种综合评价法。ANP可以反映复杂决策系统中的控制层和网络层之间的相互影响关系。在ANP基本结构中,控制层由目标层和准则层构成;网络层中各元素以控制层元素为准则,彼此之间相互影响。Fuzzy是运用模糊数学的隶属度理论,对具有模糊性的定性指标进行量化分析,能够避免人们主观随意地赋权值。

(二)审计检查风险评价指标体系的特点

审计检查风险评价是综合的系统化程序,其评价指标大多为模糊的不易量化分析的定性指标。此外,不仅评价指标数量多,且各指标之间存在相互反馈和相互影响关系。

而ANP-Fuzzy评价方法不仅能准确反映各评价指标之间的相互关系,还能够对具有模糊性、难以精确界定的定性指标进行量化处理。因此,ANP-Fuzzy方法适用于审计检查风险评价,它能够很好地根据评价指标体系特点对某一具体风险进行评价,使用该方法可以客观、全面、准确地反映检查风险结果。

(三)基于ANP-Fuzzy评价法的步骤

1. ANP结构。根据审计质量评价指标体系,判断各指标间的相互作用和相互影响,构建评价指标体系的ANP结构。

2. 确定ANP判断矩阵P、超矩阵W、加权超矩阵W和极限矩阵W∞。假设ANP结构中控制层元素为P1,P2,…,Pm,其均为一级指标;网络层元素组为C1,C2,…,Cn,其中Ci有元素Ci1,Ci2,…,Cin,其均为二级指标。在审计检查风险评价指标体系中,以一级指标Pi为准则,请专家采用1 ~ 9 标度法构建判断矩阵P,形成特征向量(W1j,W2j,…,Wij)。

在此基础上,利用特征根法计算P的最大特征值及特征向量。根据C.R=C.I/R.I判断P是否通过一致性检验,如果C.R<0.1,则P通过一致性检验,否则需调整P,直到C.R<0.1。将特征向量表达为矩阵形式生成局部的权重向量矩阵Wij。在一级指标Pi影响下形成m个超矩阵W,但W不是归一化矩阵。超矩阵W中每个元素又分别表示一个小矩阵,且小矩阵的每列和为1,如式(1)所示。将超矩阵W列归一化得到加权超矩阵,其列和为1,其中Wij=βij×Wij,βij为加权因子。为了更好地反映指标间的相互关系,需要对加权超矩阵做一个稳定处理,即计算极限相对排序向量,最终生成极限矩阵W∞,如式(2)所示。

3. 建立评价矩阵。首先,确定评语集E,评语集也就是所谓的评价等级的集合,一般有E=E(t)=(E1,E2,…,Et),其中t表示评价等级的个数。

其次,确定隶属度矩阵R,隶属度矩阵一般由隶属度rij构成,rij表示多个评价主体对二级评价指标Cij做出Ej评定可能性程度。一般隶属度矩阵R=(rij)=(R1,R2,…,Rn)T,其中指标Cij的隶属度向量Ri=(ri1,ri2,…,rit)T,i=1,2,…,n,隶属度rij可由式(3)求出,其中fij表示评价主体对评价指标Cij做出Ej评定的总人数,n表示参与评价的总人数。

再次,根据求出的各层指标集的隶属度矩阵R和相对应的权重向量W进行模糊矩阵的合成运算,当有多级指标时,要对不同级指标进行综合评价,先用最高层指标的权重和相应的隶属度矩阵进行一级模糊综合评价,接着采用一级模糊综合评价的结果和次高层指标的权重进行二级模糊综合评价,以此类推求出总的模糊综合评价矩阵。对于模糊综合评价矩阵的求解方程,本文采用最大隶属度模型进行运算和分析,如式(4)、式(5),其中Bi为一级指标Pi的评价矩阵。

最后,根据一级指标权重及总体评价矩阵求出综合评价结果,如式(6)所示。

五、案例应用

(一)背景介绍

深圳市零七股份有限公司前身系深圳市达声电子有限公司。2012年零七股份因信息披露存在误导性陈述被卷入民事索赔案件。事件起源于2011年零七股份包销海外市场海滨砂矿的业务,2012 年在年报中披露钛矿包销合同,但零七股份在马来西亚并未取得开采和环境许可证,使合同的实际履行状况与披露的合同约定存在巨大差距。从该公司2012年年报可知,营业利润主要是新增的商品贸易(矿产品)所实现的营业利润2288.0 万元,对公司本期的经营业绩作用明显。而且其他几项主营业务的盈利能力有一定下滑,营业利润较上期减少。而这对投资者足以产生重大误导。注册会计师对2010 年和2014 年的年报出具的都是加强调事项段的无保留意见。

由此可以看出,该公司存在一定的经营风险。新一轮的审计即将开始,如何科学有效地评估该公司的审计检查风险,降低发表不恰当审计意见的可能性至关重要。注册会计师可利用ANP-Fuzzy的审计检查风险评价模型确定检查风险,以获取审计证据,综合考虑从而获取合理保证。

(二)利用ANP法确定指标权重

根据检查风险评价指标之间的相互影响关系,运用Su⁃per Decision决策软件构建审计检查风险评价的ANP结构模型,如下图所示。

笔者邀请相关审计教学权威专家和中兴华会计师事务所具有丰富审计实务经验的审计人员共同对检查风险评价指标进行判断打分,即在审计检查风险评价的ANP结构模型中,将控制层中的一级指标P1作为评价准则,进而判断网络层中该一级指标所对应的各二级指标之间的相互关系,并进一步建立判断矩阵表,如下页表2所示。其中,采用Saaty提出的九分法确定两个指标之间的相互关系。1~9表示相对准则层,其中一个指标对另一个指标的影响程度逐渐增大。同理,可以求出所有指标的判断矩阵。

通过计算发现,所有指标的判断矩阵C.R全部小于0.1,故各个判断矩阵都通过了一致性检验,接着运用Super Decision软件计算出审计检查风险的ANP超矩阵W、加权超矩阵和极限矩阵W∞,以及各指标的全局权重,如表3 所示。从表3 中可以看出评价指标的一级指标权重为:W=(0.183,0.071,0.061,0.127,0.171,0.387);二级指标的权重分别为:W1=(0.057,0.068,0.015)、W2=(0.048,0.031,0.034,0.052,0.011,0.007)、W3=(0.026,0.018,0.021)、W4=(0.025,0.018,0.022,0.018,0.016)、W5=(0.082,0.038,0.037)、W6=(0.126,0.035,0.060,0.062,0.071)。

(三)利用Fuzzy确定检查风险

为确保考核结果的客观、准确,邀请20 名权威专家对评价指标体系中的二级指标进行等级考核,并用Excel汇总和统计各二级指标所对应的等级考核总次数,结果如表3所示。

首先根据ANP-Fuzzy评价法的式(4),即Bi=Wij∙Rjt,求出各二级指标所对应的一级指标Pi的评价矩阵。由表3可得出一级指标P1上的隶属度矩阵R1为:

则一级指标P1的评价矩阵为:

同理可求出P2~ P6的评价矩阵。根据P1~ P6的评价矩阵和式(5)构建审计检查风险总体评价矩阵B:

由式(6)和一级指标的权重W可求出审计检查风险的综合评价结果为:

根据以上分析,按照最大隶属度原则可知零七股份检查风险较高,即注册会计师实施检查程序后没有发现相关错报的风险较高。因此,注册会计师应追加审计程序,扩大审计规模并降低重要性水平,将检查风险控制在合理范围之内。

六、结论

我国大部分研究都是基于审计准则提出的审计风险模型来研究审计风险,虽取得理论上的重大突破,但实务操作性较差并鲜有对审计检查风险评价的研究。本文在多数学者对审计风险评估的模糊性基础上,对检查风险进行科学有效的评价,借助ANP与Fuzzy的相关原理与方法,从影响检查风险的大量模糊指标出发,运用ANP-Fuzzy模型对各考核指标进行量化处理,得到审计风险中检查风险评价模型。在审计实务操作过程中,注册会计师应根据审计客户的行业和性质选取风险指标。

参考文献

郭丹.审计风险模型中检查风险影响因素的分层[J].财会月刊,2010(12).

FUZZY 篇8

近年来,中国的旅游产业从小到大,从弱到强,经历了迅猛的发展,2011年预计旅游总收入达到2万亿元人民币,是2001年的四倍,旅游产业对经济社会的影响亦日益加深。2009年11月,国务院通过了《关于加快旅游产业的意见》,旨在通过加强统筹规划,从改革、开放、服务、管理入手,着力提升发展质量,把旅游业培育成国民经济的战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业。随着人们收入水平的提高和闲暇时间的增多,旅游消费需求也不断增长,极大地刺激了旅游投资的积极性,旅游投资项目也在不断增加。旅游投资项目,尤其是投资额超过亿元的重大投资项目,作为新的经济增长点和扩大内需的吸引物,尤其受到青睐,大型的、综合旅游投资项目成为各地方政府招商引资的重点。另一方面,随着旅游市场准入的放宽,项目投资过分追求经济利益和短期效益的苗头亦有显现。因此,对旅游投资项目进行科学合理事前综合评价,对促进地方经济又质量地发展、我国旅游产业结构升级和保有核心竞争优势均有重要的意义。

1 旅游投资项目的研究综述

旅游投资项目就是为了实现旅游目的,为旅游者提供旅游产品而进行的投资项目[1]。作为旅游投资的客体或投资对象,旅游投资项目是投资项目的一种特殊形式,也是一项复杂的、具有相当规模和价值的、有明确目标的一次性任务或工作。最早在1964年,斯坦费尔德发表了The importance of urban tourism evaluation,文中最早提出了旅游项目也应该进行项目评价,并提出了借鉴一般工程项目的评价方法对旅游项目评价。虽然没有提出具体的评价指标和方法,但为后人对旅游投资项目研究提供了建设性建议[2]。20世纪80年代末到90年代初,沃波(K.Wober)提出了旅游项目的评价不仅限于其经济收益,还要密切关注项目的运行给社会环境带来的影响,虽然没有提出对这些因素评价的具体指标和方法,但是却使旅游投资项目的评价从内容上更加全面[3];哈蒂(A.J.Haahti)详细论述了旅游项目评价的指标和体系并提出了利用层次分析法对旅游项目的进行综合评价,这为后来的旅游项目可持续发展研究做了铺垫[4]。20世纪90年代至今,莫恩(T.Mon)等人将模糊数学引入到项目评价中提出模糊层次分析法(Fuzzy AHP)。Charnes和W.Cooper等人以相对效率概念为基础提出了数据包络分析法(DEA),人们还借助计算机技术提出了人工神经网络等评价方法,为项目评价的实践工作奠定了深厚的基础[5]。

国内的学者对特定的旅游项目或者是旅游项目的某些指标的评价进行了相关研究,崔卫华在2003年出版的《旅游投资项目评价》一书中,进一步探讨了怎样建立和完善旅游投资项目评价方法体系,从旅游投资项目的经济评价、生态评价、社会评价、环境评价及风险等方面建立了指标体系,分析了层次分析法在旅游投资项目中的应用[6]。吴江(2001.1)《复合模型法在景观生态环境质量评价中的运用一以江浦县旅游区为例》,文中对江浦县旅游区生态环境质量的评价指标体系与张美华对黄山景区的环境评价指标基本一致,只是采用了复合模型法做了分析,也存在不具有普遍性的缺陷[7]。张美华(2000.6)在《黄山景观生态环境的层次分析法综合评价》一文中系统的建立了环境评价指标体系,利用层次分析法分析了黄山景区的生态环境状况,但其指标体系的建立是针对黄山旅游景区,因此对一般旅游项目的评价而言没有针对性,并且其利用层次分析法做出的评价结果会因不同的评价者而产生差异较大的结果[8]。

2 基于熵权的Fuzzy AHP的旅游投资项目的评价

旅游投资项目是投资项目的一种特殊形式,涉及食、住、行、游、购、娱诸多要素,产业链长,各环节之间依存度高,旅游投资项目往往实现复合功能,需要整合旅游产业链。它不仅具备了一般投资项目的基本属性,另外又区别与一般投资项目的特点[9]:旅游投资项目对经济效益、社会效益和生态效益的要求很高,首先,和谐有更高的要求;其次,投资意向与政府规划紧密结合;再次,自然资源和市场导向相结合是投资项目顺利进行的保障。

旅游投资项目评价要紧密结合项目特点,根据评价的目标,对客观事物的影响因素进行分解,以此来构造不同层次的评价指标体系,之后要对这些指标进行指标赋值并且确定权重系数,最后采用评价模型进行综合评价,得到评价值。鉴于目前各地对旅游投资项目评价的研究所采用的方法基本上是定性的,缺乏系统的、科学的定量研究,受主观因素影响较大,评价结果比较粗糙的事实,尝试根据一般建设项目评价方法结合旅游投资项目的特点,提出基于熵权的Fuzzy AHP的旅游项目评价法,对旅游投资项目进行评价。现在我们考虑一个旅游投资项目评价的过程。

2.1 步骤一:

构建结构模型当前理论界对于旅游投资项目评价指标体系的构建尚未有定论,在探讨建立旅游投资项目评价指标体系的过程中,本文在结合旅游投资项目的特性以及借鉴其他行业投资项目评价指标体系研究结果的基础上,遵守科学性、合理性、系统性和动态性的原则,征询有关专家的意见,对评价指标进行进一步筛选、充实、调整,最终运用层次分析法建立了旅游投资项目评价指标体系。(表1)

2.2 步骤二:熵权的计算

(1)判断矩阵中的元素值可以用模糊数1,3,5,7,9这五个数来标识。这样贡献率最小的是1,其它的贡献率按大小可以设为3,5,7,9。要想确定贡献率的大小,要由参与项目的专家根据自己的专业知识和经验进行确定,从而提高专家的作用。

(2)建立总的模糊判断矩阵B,然后用各准则的模糊权重向量W乘以模糊判断矩阵R的各列。

(3)利用乐观指数K和固定的V来估计B的满意度,乐观指数K表示决策者对决策的乐观程度,乐观程度,乐观指数K越大,则乐观度越高。

(4)根据相对频率fkj和熵权公式可计算熵权P,根据熵权的结果最终可以得出项目的评价结果。

假设B是非模糊矩阵。

由此我们可以得出n种结果的熵分别为:

将得出基于熵权的Fuzzy AHP用于旅游项目评价,可以用于模糊决策,在标准度上比传统的层次分析法要准确,我们可以通过改变V截集来考虑不确定性,同时改变乐观指数K考虑决策者的风险偏好。

3 应用实例

笔者选取辽宁新宾满族自治县和辽宁宽甸,采用熵权的Fuzzy AHP方法对其旅游项目投资进行评价。新宾历史悠久,1587年努尔哈赤在新宾永陵赫图阿拉城建立女真国,奠定了清王朝三百多年基业,因此新宾成为满族的故乡,清王朝的发祥地,成为满汉、朝鲜、回等多民族聚居的县份。新宾旅游资源独特,有世界文化遗产1处、国家4A级景区2处、国家级森林公园1处,是清前文化、满族风情、皇家寺庙、森林生态和红色旅游热地;宽甸满族自治县属丹东市的鸭绿江畔,是全省县级行政区域面积最大的县,是全国最大的边境县。清光绪三年(1877)设宽甸县,取宽奠谐音得名。1989年9月设立宽甸满族自治县。名胜古迹有鸭绿江、白石砬子国家自然保护区、青山沟风景区等。

3.1 构建评价模型

我们聘请了有关的专家来确定各个指标的权重并且各因子进行打分。(表2)

我们可以从上表中得到非模糊判断矩阵:

在因子评分中满分是100分,这样我们可以分为五个层次,0~20分、20~40分、40~60分、60~80分、80~100分,它们分别对应的模糊数和模糊数特征函数参数分别是1、3、5、7、9和(1,1,3)、(1,3,5)、(3,5,7)、(5,7,9)、(7,9,11)。

3.2 计算熵权首先求得各自的模糊数和模糊数的特征函数,继而得到每个因子下新宾和宽甸两个旅游项目的模糊判断矩阵:

根据上面的算法步骤,假设乐观指数K等于0.5,固定的V等于98%,就可以计算两个旅游投资项目的总熵权:P1=0.353,P2=0.330。依据熵权的理论,熵权越大,熵就越小,不确定性就越小,根据算出的结果我们可以看到,在假设乐观指数K等于0.5,固定的V等于98%的情况下,两个旅游投资项目的不确定性就是宽甸大于新宾。所以,在各个指标综合的考虑下,新宾的旅游资源是更适宜投资者进一步开发利用的。

4 结论

旅游投资项目带来的经济效益要合理的分配,关注生态效益和社会效益作相应的回馈,减少旅游投资项目建设给生态带来的破坏;这就要求地方政府统筹规划,对旅游发展进行顶层设计,根据旅游地资源禀赋和市场容量合理布局,对投资规模、数量进行宏观指导。旅游项目是关于需求和供给的经济概念,所以在开发利用自然资源的同时,也要符合市场的需求,寻求两者之间的平衡。另外,文化内涵既是对旅游投资项目的客观要求又是项目成功开发和运作的保障。文化本身就是一种旅游资源,旅游投资项目对文化内涵的挖掘、凝练和诠释即是项目的核心优势。

根据旅游投资项目的特点分析旅游投资项目评价的内容,并根据评价内容设计旅游投资项目评价的方法与指标体系,将基于嫡权的Fuzzy AHP评价方法用于旅游投资项目评价内容和方法体系,体现了旅游投资项目区别于其他工程项目的特性,降低投资的风险,提高决策的正确性。

摘要：我国现在是世界上旅游资源最丰富、旅游活动开展较早的国家,现代旅游业己成为国民经济中的一大产业。结合旅游投资项目的特点,确定旅游投资项目的评价方法和指标,应用熵权Fuzzy AHP的方法来对旅游项目进行评价,最后进行实证分析。

关键词：旅游投资项目,熵权,模糊评价

参考文献

[1]郭荣朝.我国旅游投资中存在的问题及对策[J].齐齐哈尔大学学报:哲学社会科学版,2002(1):45-46.

[2]Vogel,Harold L.(Harold Leslie)Travel industry economics:a guide for financial analysis.Cambridge,UK;New York:Cambredge University Press,2001.

[3]Guildford.Project appraisal.Surrey:Beech Tree Publishing,1986-1997.

[4]Weiss.John.ed.The economics of project appraisal and the environment.Aldershot,Hants:Edward Elgar,1994.

[5]Voogd,H,Multicriteria evaluation for urban and regional planning(London:Pion).

[6]崔卫华.旅游投资项目评价[M].大连:东北财经大学出版社,2003.

[7]保继刚,楚义芳.旅游地理学(修订版)[M].北京:高等教育出版社,2002.

[8]陈安泽,卢云亭.旅游地学概论[M].北京:北京大学出版社,1991.

FUZZY 篇9

1 轨道交通效益指标分析与计算

1.1 节省乘客出行时间效益

轨道交通可以缩短乘客的出行时间,而乘客则可利用节省下来的时间去从事社会生产和其他的社会或个人活动,产生社会效益。由于非工作客流在出行时间上的节省并不产生新的社会财富,所以应尽量考虑工作时间客流,根据经验分析,其中大部分应该是通勤客流。基于以上分析,轨道交通系统年度节省乘客出行时间的效益可按下式计算:

E1——年度工作出行乘客时间节省效益(万元/年)

p——年度工作出行乘客人次(人次/年)

t节——工作出行乘客人均每次出行节约时间(小时/人次)

φ——工作时间利用系数

G——小时国民收入值(元/小时)

1.2 减轻交通疲劳的效益

交通疲劳是指在拥挤、无座等不舒适的乘车条件下长时间乘车引起的人体不适反应。人在疲劳状态下,会产生工作能力下降的现象,从而使劳动生产率降低。轨道交通快速、舒适的优越性,有助于减轻交通疲劳,从而保持或提高乘客工作的劳动生产率。

E2——年度减轻交通疲劳效益(万元/年)

H——工作出行乘客法定年工作小时(小时/人)

γ——交通疲劳折减工作系数

1.3 促进沿线地区经济发展效益

轨道交通系统的建成,能够带动沿线地区特别是地铁车站附近的土地增值,交通的便利,能够促进沿线经济的发展,带动房地产、商业区和广告业的迅速发展,波及其他商业产生经济效益。

E3——年度促进沿线地区经济发展效益(万元/年)

G净——轨道交通系统建成运营后,沿线地区年度国民收入净增加值(万元/年)

I轨道——轨道交通系统投资(亿元)

I地总——包括轨道交通系统投资在内的沿线地区投资总额(亿元)

μ——轨道交通系统投资对沿线地区国民收入净增加值的贡献率增量系数

1.4 减少交通事故的效益

轨道交通作为一种独立的路权专用的交通体系,发生交通事故的概率要比地面道路交通小得多。同时,由于轨道交通的发展,其方便、快捷的显著优势,使得乘客出行选择交通方式的种类增加,城市轨道交通乘客的分流,使得城市交通方式特别是公路的车辆数量和旅客人数的减少,客观上降低了发生交通事故的概率。

E4——年度减少交通事故效益(万元/年)

N,N/——有无轨道交通系统时的交通事故次数(次/年)

Cr——平均每次交通事故经济损失(万元/次)

∑Cg——轨道交通系统年度行车事故经济损失(万元/年)

2 模糊综合评判

对于一个城市是否需要建设轨道交通,其在前期进行科学论证时期,从效益方面必然应考虑上述效益因素。而建立一套科学、合理、灵活、变动的评价指标体系,才更能满足实践要求,能够使评价结果更为科学和合理。由于我们对事物的评价常常带有模糊性,因此,应用模糊数学的方法进行综合评判取得的评判效果较好。

应用模糊综合评判理论评判,一般分为以下几个步骤:

(1)建立评判对象的因素集U={u1,u2,…,un},即质量评价指标体系。

(2)建立评判集V={v1,v2,…,vm},即等级的集合。

(3)建立单因素评判矩阵,即建立一个从U到F V的模糊映射:

由f可诱导出模糊关系R,得到模糊矩阵,即单因素评价矩阵R:

于是(U,V,R)就构成了一个综合评判空间。

(4)综合评判:

由于对U中各因素有不同的侧重,需要对每个因素赋予不同的权重,它可以表示为U上的一个模糊子集A=(a1,a2,…,an),并规定:

在R与A求出之后,则综合评判为:

B=Ao R

记B=(b1,b2,…,bm),它是V上的一个模糊子集。其中:

如果评判结果,应将它归一化。

3 算例

某城市,在是否修建地铁的前期论证中,请咨询公司对修建地铁的4个效益方面进行测评打分,以期得出地铁修建的初期可行性论证。专家经考察计算后对各项效益指标打分,如表1。

因而可以得到单因素评判矩阵:

设权重系数分配为:

得出综合评判如下:

由于计算结果,所以对结果不必进行归一化处理。

根据最大隶属度原则,结论是在该城市修建地铁的效益评价效果最好。

摘要：文章在我国大中城市大力发展城市轨道交通的背景下,分析城市轨道交通社会效益的基础上,运用模糊决策理论中的综合评判理论对城市轨道交通修建的效果评价问题进行了分析,采用一级综合评判模型,进行例证分析,证明了该评判方法的可行性。

关键词：FUZZY,城市轨道交通,评价

参考文献

[1]肖位枢.模糊数学基础及应用[M].北京:航空工业出版社,1992.

FUZZY 篇10

关键词：PLC,变频,供水系统,Fuzzy,PID,监控系统

0 引言

在某发酵厂供水系统中, 由于生产工艺的变化所供水量随时间上下浮动, 会出现用水量的高峰和低谷, 若采用工频水泵供水, 在用水高峰时管路压力不足, 在用水量低谷时会浪费大量的电能并会造成管路压力过高, 使水泵发生故障的机率大大增加。通过采用恒压供水系统控制策略可以在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的[1]。系统采用4台变频器控制4台水泵, PLC采用西门子公司的CPU315-2DP, 通过采集管路压力对变频器进行闭环Fuzzy和PID切换控制, 使系统供水压力保持恒定。

基于某发酵厂供水系统的工艺, 笔者研究设计一套恒压供水系统, 使其在供水过程中供水压力保持恒定, 节省在供水过程中消耗的能源。

1 系统总体构成

该系统采用二层结构, 分为监控层与控制层[2]。监控层主要包括工业计算机 (IPC) , 通过WINCC组态软件对水泵运行状态、流量、管路压力等参数进行监控和记录。控制层主要包括S7300系列PLC, 控制层主要完成对现场变频器的调速控制和对仪表数据采集等功能。监控层PC机与控制层PLC通过以太网进行通信, 以实现整个监控过程。整个系统的结构如图1所示。

PLC的CPU采用S7-315 2DP, 以太网通信模块采用CP343-1, PLC站包括2个AI模块、1个AO模块、1个DI和1个DO模块。现场水泵变频器采用ABB公司的ASC系列变频器, 压力变送器选用罗斯蒙特公司的3501系列压力变送器。

2 控制方法

2.1 控制要求

由于工艺用水量变化, 该系统需要根据工艺用水量变化随时调整水泵转速与投用台数, 以保证供水压力恒定。系统的主要要求有:

(1) 可实现多种变化的启停控制, 并保证出水压力恒定;

(2) 系统包括手动、自动、就地操作功能;

(3) 应用PLC对变频器操作实现软起动软停止, 以减少泵在启停过程中的磨损, 并且要保证变频器输出大于最低安全频率以保护变频器的使用寿命;

(4) 可以对供水过程参数进行任意修改, 需实现手动控制输出、压力目标值的任意修改;

(5) 具有完善的电器安全措施, 对过压、过流、过载等状况进行报警。

2.2 控制策略

由于恒压供水中, 系统只对管路压力进行采样控制, 通过运用Fuzzy和PID切换控制算法可以充分满足工业供水要求, 并且控制过程简单, 效果较好。系统通过对压力变送器的压力值的采集, 把压力转换为4 mA～20 mA的电信号传入PLC中, 利用Fuzzy和PID切换控制进行处理运算, 其结果通过AO模块转化为4 mA～20 mA的电信号输出到变频器, 以控制水泵的转速。变频器是整个系统的核心, 根据给定压力与采集压力之间的偏差来估算所需改变的泵的转速, 以实现精确的压力控制[3]。

系统中包括4台水泵、4台变频器, 每台变频器分别控制相应水泵转速, 水泵3台投用, 1台备用, 通过PLC控制每台水泵的投用与切换, 当所测管路压力低于设定压力值时, 系统自动加快水泵转速, 当水泵转速达到最大值, 管路压力仍小于设定值时, 延时2 min, 自动启动下一台水泵, 当前水泵转入工频运行, 下一台水泵进行变频运行;当所测管路压力大于设定压力时, 系统自动降低水泵转速, 当水泵转速低于最低安全转速时, 延时2 min, 自动停止当前水泵, 下一台工频运行的水泵转入变频运行, 以保证工艺出水压力恒定。整个投切过程采用先启先停的原则, 循环启停水泵, 使每个水泵的运行时间基本相等, 为了减少频繁启停对水泵造成影响, 在切换过程中都有相应延时, 以保证水泵的寿命最长。在整个自动运行过程中, 可以更改任意水泵的运行状态为手动, 并手动输入所需要的转速, 对水泵进行手动控制。整个控制过程中, 由于工艺要求, 不能停泵, 故当只有一台水泵运行时, 即使管路压力高于设定压力, 也不停泵, 只控制变频器输出最低安全转速, 并同时发出报警音提示工作人员进行下一步操作。当水箱液位到达低限时, 自动发出报警音, 当水箱液位到达低低限时, 为保护水泵, 系统将自动停止所有水泵, 并发出紧急报警音。

2.3 Fuzzy和PID切换控制器的设计

由于水泵的非线性这一特点以及供水系统管网的复杂性, 不易建立精确地数学模型, 而简单的PID算法也较难整定参数, 模糊控制是一种根据长期积累的经验而提出的对现实世界不精确或近似知识的控制方法[4], 本研究采用Fuzzy和PID切换控制方法[5]。

该系统将水压力的误差及误差变化率作为输入, 采用7个模糊集合对其进行模糊化并将其论域量化为7个等级, 即{-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3}, 系统将三角形作为隶属函数, 根据现场经验总结的模糊控制规则如表1所示。本研究采用if E and EC then U的形式进行描述, 如:if E=PB and EC=PB then U=PB, 根据这些规则总结出模糊控制关系:

本研究根据上述论述计算出R͂后, 利用推理合成规则计算Uij:

本研究离线计算出的Uij结果如表2所示, 最后对Uij进行加权平均法解模糊, 最终得到精确输出u。

在恒压供水过程中, 水泵把水从清水池送到管网中, 压力基本上可以认为保持为零, 是一个纯滞后过程;在压力上升过程中, 水泵把水充满整个管路, 压力逐渐增加直至达到稳定, 可以认为是一个一阶惯性环节。水泵管道系统的数学模型可以等效为一个带纯滞后的一阶惯性环节, 即:

式中:Kw—系统放大倍数, Tw—供水系统惯性时间常数, τ—系统纯滞后时间。

参数Kw、Tw、τ的确定采用离线开环阶跃响应法:在开环系统下, 由控制器输出一个适当幅度的阶跃信号, 使水泵转速提高到一定幅度, 然后记录水压的变化过程, 在根据输入、输出数据进行辨识, 系统的辨识结果为:Kw=0.98, Tw=10.1, τ=2.53, 由此得到供水系统的近似模型为:

根据以上的Fuzzy和PID切换控制构建仿真模型图, 并与传统的PID控制相比较, 仿真模型图如图2所示。

根据现场经验, 本研究可以得到压力偏差E的物理论域为[-0.3 0.3], 单位为MPa, 由于系统将偏差实际值转化为离散模糊论域中的n时用到了取整公式|n|=int (|kE|+0.5) , 其中k为量化因子, 由这个公式可推出当|E|<0.5k时n的取值全部为0, 因此, 模糊控制就出现了一个盲区[6,7], 根据该系统的实际情况, 当压力偏差绝对值小于0.051 MPa的时候采用PID控制, 其余的时候采用模糊控制器进行控制。另外, 根据现场的实际经验可得:当PID的3个参数分别取KP=30, KI=5, KD=1时, PID的控制效果最佳。

仿真后Fuzzy和PID的切换控制与传统的PID控制器曲线相比较, 如图3所示。经比较分析可知, Fuzzy和PID切换控制效果得到明显的改善, 超调量较低、响应速度明显加快, 稳态精度得到提高。

3 系统电路设计

系统主要由一台PLC控制4台变频器, 来控制泵的转速以达到恒压供水的目的。电路设计采用“起-保-停”控制电路, 两点控制泵的启动和停止。每路泵的电路中包括热继电器来保护电机, 防止过载过流等情况对泵造成损害。每个泵的电路图如图4所示。

整个电路分为现场控制部分与PLC控制部分, 现场与PLC都可以控制水泵的启动和停止。当K1吸合后, 变频器自动对水泵进行变频控制。

4 PLC程序设计

PLC和变频器是系统的核心部分, 系统稳定运行的关键取决于PLC程序的合理性和可行性以及变频器参数的设定[8,9]。程序部分主要分为控制算法部分、水泵的投用与切换部分和报警部分。

4.1 PLC输入/输出 (I/O) 口分配

整个系统包括31个I/O点, 其中AI点包括压力、流量、水箱液位、泵的转速与电流, AO点包括泵转速控制, DI点包括泵的故障与运行信号, DO点包括泵的启动与停止。本研究对泵的启、停控制采用两点控制。系统详细I/O清单如表3所示。

4.2 软件设计

软件设计中依据控制要求与控制策略, 利用梯形图编写程序, 以达到控制泵启停与调速的目的。系统程序流程图如图5所示。

程序分为手动和自动两种控制方式, 手动方式只由PLC输出启停与所设定的转速信号, 泵的投切与转速都由人工进行设定。自动控制是由PLC根据管路压力自动进行泵的投切, 在自动控制过程中, 也可以把某台或某几台运行的水泵切换成手动模式, 人工地输入想要控制的转速。整个程序包括组织块OB1, OB35。OB35中主要实现模糊和PID切换控制运算, 本研究在OB35中主要调用系统库功能块FB41来进行PID运算和模糊表的查询。OB1中实现程序的主流程。在OB1中, 本研究分别调用了模拟量处理功能FC1, 泵控制功能FC2, 报警功能FC3, 手动控制功能FC6, 在泵控制功能中调用了选泵功能FC4。整个程序流程如图5所示。

FC1主要把系统的模拟量的输入输出转化为工程量, FC2是整个自动控制的核心程序, 其中在增泵与减泵的过程中本研究调用了选泵功能FC4和判断泵运行数量功能FC5, FC4主要实现先启先停的控制策略, 以保证各个水泵运行时间大体上一致, 延长系统的使用寿命, FC5主要完成对是否有泵可以启动或是否有泵可以停止的判断。FC3主要实现系统参数的报警功能, 如液位高低报警, 水泵故障报警等功能。FC6主要实现手动控制功能, 包括手动启停泵、手动设定泵的转速等功能。

5 上位机监控系统

系统上位机采用WINCC组态软件, WINCC是西门子公司推出的HMI/SCADA软件, WINCC不仅对西门子公司的PLC有着很好的支持, 而且WINCC有着强大的组态功能, 灵活、易用[10]。

系统上位机监控画面主要显示水泵运行状态、水泵转速输出、水箱的液位、管路压力、水泵电流等信息, 可实现对水泵的手自动切换、单台水泵的停止功能。对于处于手动状态的水泵, 操作员可以输入想要的转速来控制水泵运行。当水泵发生故障和管路压力过高过低时, WINCC都会发出报警音提示操作员进行操作, 并记录存档。系统运行期间周期性记录管路压力与电流等数据。

当上位机监控画面组态完毕后, 本研究需要与下位机PLC建立通信才能对工业过程进行监控。WINCC与西门子PLC兼容性非常好, 并提供了多种驱动用来与PLC进行通信, 最常用的就是通过WINCC与PLC之间建立S7连接[11,12], 连接的过程如下:

(1) 首先在组态好的WINCC项目窗口中找到“变量管理”右击选择“添加新的驱动程序”在弹出的对话框中选择“SIMATIC S7 Protocol Suite.chn”单击“打开”按钮后就完成了SIMATIC S7的驱动程序的添加。

(2) 在SIMATIC S7的下拉菜单中选中MPI项右击选择“新驱动程序的连接”输入连接的名称然后单击属性按钮输入控制器站的地址、机架号、插槽号等。

(3) 右击“连接”新建变量, 在弹出“变量属性”对话框中设置属性, 并单击选择按钮设置地址属性, 应设置为此变量在S7 PLC中所对应的变量的地址, 单击确定按钮一个外部变量就新建完成。

本研究按照该步骤将所需的变量逐个建立完毕, 就可以实现WINCC与PLC的通信了。

6 结束语

为了解决传统供水系统供水不稳定的问题, 本研究提出一种新型的变频恒压供水系统。该系统采用4台变频器控制4台水泵, 利用S7-300系列CPU保证了整个供水系统的稳定, 实现了根据实际的压力与设定值对水泵转速与投切进行调节, 使供水压力恒定在给定值, 与工频水泵供水系统相比, 节省电能达到了50%以上, 水资源也得到了节约。

与传统的PID控制相比较, Fuzzy和PID切换控制在生产实际中控制效果明显优于单一PID控制。本研究设计的恒压供水系统试运行至今, 运行状况良好, 供水压力稳定。

参考文献

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