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1、第37卷增刊锅炉技术Vol.37,Supplement2006年4月BOILERTECHNOLOGYApr.,2006文章编号:CN311508(2006)增002004基于层次分析和模糊原理的燃油锅炉状态评估系统的研究1112付冬梅,张雪松,刘同锋,马宏伟(1.北京科技大学信息工程学院自动化系,北京100083;2.兰州石油化工公司研究院,甘肃兰州730060)关键词:模糊;综合评价;层次分析法摘要:基于层次分析法和模糊综合评价理论,结合炼油厂用于发电的锅炉在运行时的工艺与特点,首先依据递阶层次结构给出了评价燃油锅炉
2、状态的主要指标体系,然后将层次分析法中的1~9的比例标度法和判断矩阵与模糊原理相结合,给出了一套基于层次分析法和模糊理论的综合指标评价方法,并用VisualBasic语言编制了使用软件系统。最后的仿真评价实例说明此方法和编制的软件避免了传统评价方法的主观随意性,评价结果合理。中图分类号:TP18文献标识码:A分,把这些元素按属性不同分成若干组,以形成1前言不同层次。同一层次的元素作为准则,对下一层锅炉是一个巨大的燃烧反应和热交换装置,次的某些元素起支配作用,同时它又受上一层次它在工业生产中占据着十分重要的地位。炼油厂元素的支
3、配。这种从上至下的支配关系形成了发电用的锅炉是以燃重油、渣油为主,提高安全性一个递阶层次。处于最上面的层次通常只有1和经济性,延长使用寿命,减少对环境的污染等也个元素,一般是分析问题的预定目标,或理想结[1]是其发展和研究的重大课题。为了能够安全、高果。中间的层次一般是准则、子准则。最低一层效、环保地运行该锅炉,对其实行定期乃至实时检往往是决策的对象或方案。每一层次中的元素测评估成为生产实际中的必要。但由于该锅炉体一般不超过9个,因一层中包含数目过多的元素系的复杂性、运行状态的多变性以及其测试体系的会给两两比较判断带来困难。一个好的层次结局限性,
4、使这种评估变得困难起来,传统作法是人构对于解决问题是极为重要的。有时一个复杂们根据现场数据和实际观察来判断,其判断结果的问题仅用递阶层次形式表示是不够的,需要采用主观随意性较大。本文试图运用层次分析法更复杂的结构形式,如循环层次结构、反馈层次(AHP)和模糊理论,考虑影响该锅炉运行状态的结构等,这些结构是在递阶结构基础上的扩展形[2~3]主要因素,给出一种层次分析法与模糊评价相结合式。图1表示了一个典型的递阶层次结构:的锅炉运行状况的综合评价方法。2层次分析法与模糊评价简介运用AHP解决实际问题,大体可以分为4个[2]步骤:(1)建立问题的
5、递阶层次结构;(2)构造两两比较判断矩阵;(3)判断矩阵计算被比较元素的相对权重;(4)计算各层元素的组合权重。模糊综合评价过程则主要包括:确定评价因素;评价因素权重系数的确定;确定量的模糊化;模糊评价等。把复杂问题分解为称之为元素的各组成部图1递阶层次结构示意图收稿日期:20050224;修回日期:20050628作者简介:付冬梅(1963),女,北京科技大学教授,主要从事智能控制系统、设备的故障诊断和综合评估等方面的研究。增刊付冬梅,等:基于层次分析和模糊原理的燃油锅炉状态评估系统的研究21在建立递阶层次结构以后,上下层次之间元aij
6、ajk=aik(2)素的隶属关系就被确定了。上一层次的准则元则称A为一致性矩阵。在说明由判断矩阵素Ck对下一层次的元素A1,A2,,An有支配关导出元素排序权值时,一致性矩阵有重要意义。系,为进行综合评价需要确定各A1,A2,,An对1~9的标度方法是将思维判断数量化的一[3]准则Ck影响的权重。对于大多数问题,得到这种好方法。首先,在区分事物质的差别时,人些权重并不容易,AHP经常采用的是两两比较们总是用相同、较强、强、很强、极端强的语言,再方法,即:对于准则Ck比较Ai和Aj哪一个更重进一步细分,可以在相邻的2级中插入折衷的提要,重要多少
7、,需要对重要多少赋予一定数值。法,因此对于大多数决策判断来说1~9级的标[3]常用的是1~9的比例标度法,见表1。度是适用的。其次,心理学的实验表明,采用1~9的标度能够反映大多数人的判断能力。表1判断矩阵标度及其含义设给定的2个有限论域为:标度含义U={u1,u2,,un}1表示2个因素相比,具有同样重要性。V={v1,v2,,vm}表示2个因素相比,一个因素经另一个因素稍微3重要。其中,U表示综合评判的因素所组成的集5表示2个因素相比,一个因素经另一个因素明显合,V表示评语所组成的集合。设A={a1,a2,重要。,an}为U上
8、评判因素的权重。记R为模糊评表示2个因素相比,一个因素经另一个因素强烈7重要。判矩阵,由对各评判因素进行单因素评判后的结表示2个因素相比
