专利名称：：一种灰色聚类分析方法
技术领域：
：本发明属系统科学
技术领域：
，特别是涉及一种灰色聚类分析方法。
背景技术：
：灰色聚类分析理论是由我国著名学者邓聚龙教授所创立的一门独立的系统科学新学科。其研究对象是"部分信息已知，部分信息未知"的"小样本"、"贫信息"不确定性系统。它通过对"部分"已知信息的把握去掌握整个系统未来的运行情况和演化规律。因其能在有限信息量的基础上对系统的综合性能做准确而又客观的评价，因此适用于多种学科。但由于计算量大，涉及到许多复杂的数学问题，对人员有很高的数学知识要求，因此极大的限制了灰色聚类分析理论在实际生产中的应用。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种基于灰色聚类分析的算法，使用的计算机采用MATLAB软件编写通用程序，在使用过程中只需将数据输入，就能直接出现运算结果的灰色聚类分析方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种灰色聚类分析方法，其特征在于包括下列步骤(1)给出聚类白化数选取n个聚类对象，得到m个聚类指标，构造一个nxm表；(2)将聚类白化数输入计算机，进入灰色聚类分析评价的算法，包括将聚类白化数进行均值化无量纲化处理；确定每个聚类对象各个聚类指标值所属的灰类；采用估值法或插值法求出各个灰类的白化权函数值；标定聚类权灰数矩阵；构造聚类矩阵；(3)根据步骤(2)的结果进行灰色评价。所述的聚类对象为竹纤维、棉纤维、粘胶纤维、涤纶、Model、Tencel、雄蚕丝作为聚类对象；所述的聚类指标为断裂强度和弹性回复率表示纤维机械性能的指标以及回潮率与质量比电阻表示纤维舒适性能的指标作为聚类指标。所述的聚类对象为选取经纱为Coolmax纱，纬纱为Coolmax纱的织物、经纱为Coolmax纱，纬纱为竹原/棉55/45纱的织物、以及同规格的纯棉、纯竹原以及涤/棉织物为聚类对象；所述的聚类指标为透气量、透湿量、芯吸高度、导湿综合指标作为聚类指标。所述的聚类对象为选取弓长岭矿、龙烟矿、镜铁山矿、梅山矿、程潮矿、大冶矿、金3山店矿为聚类对象；所述的聚类指标为职能部门管理指数、通风防尘设备管理指数、作业环境管理指数、职工健康管理指数为聚类指标。本发明的原理为(1)给出聚类白化数所述给出聚类白化数为选取几种n个聚类对象，m个聚类指标构造的一个nxm表。(2)根据灰色聚类分析评价的算法编写通用程序所述的灰色聚类分析评价的算法为①将聚类白化数根据式(1)进行均值化无量纲化处理。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>②求白化权函数值矩阵求白化权函数值分为三步:i根据公式(2)求出每个聚类指标性能好&灰类、中^灰类、差&灰类的区间；定义y指标对A灰类(^&、&、^)区间方法如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，产l，2,……,m;《为；c"的极差(/=7，2，……")；m欲(3^为巧的最大值.......w);w/"「^V为巧的最小值(/=/,二.......")。ii确定每个聚类对象各个聚类指标值所属的灰类iii采用估值法或插值法求出各个灰类的白化权函数值以定量估值法决定式中白化权函数值/(.)^，即当聚类灰数^，fe^与实测值同等级时尸取l，^和^与实测值相差一个等级时/'取0.5，fe与实测值相差一个等级时与实测值时/'取0.25，y^及^与实测值相差两个等级时与实测值时尸取0。插值法求白化权函数值算法如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中《，&,^分别为^，&力的区间中点③求标定聚类权灰数矩阵求标定聚类权灰数矩阵首先定义^为/指标A子类边界值，按式(3)进行计算:《④构造聚类矩阵；'按式(4)计算z'对象属于^灰类的灰色聚类系数:(3)(4)根据计算出的灰色聚类系数of，列出聚类系数矩阵(c^L(3)根据结果进行灰色评价o",4值最大的为评价对象所属的灰类。有益效果本发明克服单因素评价中受个别因素影响大的缺陷，比较全面地反映了各评价因素的影响，评价结果客观；计算方便快捷，结果准确，适用面广；评价准确，敏感度高，对实验人员没有特别要求。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1本发明适用于材料领域，用本发明来对各种材料的性能进行综合评价。(1)选取竹纤维、棉纤维、粘胶纤维、漆纶、Model、Tencel、雄蚕丝作为聚类对象，选取断裂强度和弹性回复率表示纤维机械性能的指标以及回潮率与质量比电阻表示纤维舒适性能的指标作为聚类指标，聚类白化数见表l。表1各种纤维的性能值<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>性能好的试样有粘胶纤维、涤纶纤维、Tencel纤维性能中的试样有竹纤维、Model纤维、雄蚕丝性能差的试样有棉纤维②插值法结果ans=0.35900.28340.37770.10290.34240.55990.50980.13370.37170.490200.48710.22400.66640.12790.53230.25150.24600.13940.58010.2908综合性能好的试样有粘胶纤维、涤纶纤维、Tencel纤维综合性能中的试样有Model纤维、雄蚕丝综合性能差的试样有竹纤维、棉纤维实施例2本发明适用于纺织领域，用本发明来对由一种新型聚酯纱设计织物的导湿快干性能做综合评价，导湿快干性能包括透气量、透湿量、芯吸高度、导湿综合指标。(1)选取经纱为Coolmax纱，纬纱为Coolmax纱的织物、经纱为Coolmax纱，纬纱为竹原/棉55/45纱的织物、以及同规格的纯棉、纯竹原以及涤/棉织物为聚类对象；选取透气量、透湿量、芯吸高度、导湿综合指标作为聚类指标。将所织的纯Coolmax织物、Coolmax与竹原/棉交织的织物分别编为1,2号，另三种分别编号为3,4，5，聚类白化数见表2。表2织物性能测试表编号透气量(L/m25)透湿量(g/mlU1)芯吸高度(cm)导湿综合指标118775753.4211.145.883220925627.409.340.898323216575.343.213.794421544342.733.815.42552567柳1.514.116.257(2)将聚类白化数带入编写的通用程序(3)根据结果进行灰色评价①估值法结果7ans=0.64980.43750.40740.76570.62500.27060.46860.25000.45880.11600.43750.86310.46860.25000.4588②插值法结果0.53140.22600.29940.52630.32310.19750.34240.13580.458800.19530.78620.46860扁90.4580估值法和插值法结果都说明纯Coolmax纱开发出的织物以及Coolmax纱与竹原/棉交织的织物的湿舒适性能最好。实施例3本发明适用于管理领域，用本发明来对矿山企业的通风防尘工作做综合评价。(1)选取弓长岭矿、龙烟矿、镜铁山矿、梅山矿、程潮矿、大冶矿、金山店矿为聚类对象，职能部门管理指数、通风防尘设备管理指数、作业环境管理指数、职工健康管理指数为聚类指标，聚类白化数见表3。表3各矿的管理指数矿名职能部门管理指数通风防尘设备管理指数作业环境管理指数职工健康管理指数弓长岭矿0.740.990.660.87龙烟矿0.750.960.570.86镜铁山矿0.530.690.000.87梅山矿0.880.810.350.85程潮矿0.750.880.180.76大冶矿0.860.940.700.81金山店矿0.850.730.550.75(2)将聚类白化数带入编写的通用程序(3)根据结果进行灰色评价①估值法结果ans:0.87850.43750.12940.87850.43750.12940.23120.25000.72670.62500.73710.23390.24090.62500.73870.88440.43750.13670.52990.25000.5371通风防尘工作好的矿为弓长岭矿、龙烟矿、大冶矿通风防尘工作中等的矿为梅山矿通风防尘工作差的矿为镜铁山矿、程潮矿、金山店矿②估值法结果0.75710.20630.09050.67790.39650.05530.231200.72670.42390.45660.34860.05970.65910.70200.74640.23900.16570.41540.24640.5371通风防尘工作好的矿为弓长岭矿通风防尘工作中等的矿为梅山矿通风防尘工作差的矿为镜铁山矿、程潮矿、金山店矿实施例4本发明适用于环境科学领域，用本发明对监测点井水水质质量做综合评价。(1)选取门三井、艾友二井、五井、清多公司、清立井、栋梁井作为聚类对象，总硬度so42\cr、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、矿化度浓度作为聚类指标。聚类白化数见表4。表4监测点井水水质质量监测结果单位mg/L总硬度so42-cr溶解性总固体高锰酸盐指数硝酸盐氮矿化度门三井2632881601390.51.90.401669.5清立井63.182.98812923.09.90.993440.5艾友二井2293541251461.02.00.341927.3栋梁井62517001413586.05.70.564101.0五井1361532051856.05.11.232565.0清多公司2362842391752.03.41.642122.5(2)将聚类白化数带入编写的通用程序(3)根据结果进行灰色评价估值法的结果为ans=0.69290.46430.2499031730.25000.76700.76170.35710.17410.20990.35710.77850.35850.78570.64510.42910.89290.5723-级的井为:门三井、艾友二井水质为二级的井为五井、清多公司水质为三级的井为清立井、栋梁井插值法的结果为ans=0.61470.19410.13190.31730.01940.74740.6613O.刚0.1371O.廳0.13330.69420.10540.59400.31800.10360.53900.3260水质为一级的井为-门三井、艾友二井水质为.二级的井为五井、清多公司水质为.三级的井为清立井、栋梁井上述实施例表明，估值法和插值法的结果有很大的相似性。在实际应用中一般来讲，当聚类对象聚类指标个数较多时，插值法比估值法的结果可性度要高。另外本发明可以应用于各个行业各个领域的灰色系统性能的综合评价。10权利要求1.一种灰色聚类分析方法，其特征在于包括下列步骤(1)给出聚类白化数选取n个聚类对象，得到m个聚类指标，构造一个n×m表；(2)将聚类白化数输入计算机，进行灰色聚类分析评价的算法，包括将聚类白化数进行均值化无量纲化处理；确定每个聚类对象各个聚类指标值所属的灰类；采用估值法或插值法求出各个灰类的白化权函数值；标定聚类权灰数矩阵；构造聚类矩阵；(3)根据步骤(2)的结果进行灰色评价。2.根据权利要求1所述的一种灰色聚类分析方法，其特征在于所述的聚类对象为竹纤维、棉纤维、粘胶纤维、漆纶、Model、Tencel、雄蚕丝作为聚类对象；所述的聚类指标为断裂强度和弹性回复率表示纤维机械性能的指标以及回潮率与质量比电阻表示纤维舒适性能的指标作为聚类指标。3.根据权利要求1所述的一种灰色聚类分析方法，其特征在于所述的聚类对象为选取经纱为Coolmax纱，纬纱为Coolmax纱的织物、经纱为Coolmax纱，纬纱为竹原/棉55/45纱的织物、以及同规格的纯棉、纯竹原以及涤/棉织物为聚类对象；所述的聚类指标为透气量、透湿量、芯吸高度、导湿综合指标作为聚类指标。4.根据权利要求1所述的一种灰色聚类分析方法，其特征在于所述的聚类对象为选取弓长岭矿、龙烟矿、镜铁山矿、梅山矿、程潮矿、大冶矿、金山店矿为聚类对象；所述的聚类指标为职能部门管理指数、通风防尘设备管理指数、作业环境管理指数、职工健康管理指数为聚类指标。全文摘要本发明涉及一种灰色聚类分析方法，包括步骤(1)给出聚类白化数选取n个聚类对象，得到m个聚类指标，构造一个n×m表；(2)将聚类白化数输入计算机，进入灰色聚类分析评价的算法，包括将聚类白化数进行均值化无量纲化处理；确定每个聚类对象各个聚类指标值所属的灰类；采用估值法或插值法求出各个灰类的白化权函数值；标定聚类权灰数矩阵；构造聚类矩阵；(3)根据步骤(2)的结果进行灰色评价。本发明克服单因素评价中受个别因素影响大的缺陷，比较全面地反映了各评价因素的影响，评价结果客观；计算方便快捷，结果准确，适用面广；评价准确，敏感度高。文档编号G06K9/62GK101567050SQ20091005271公开日2009年10月28日申请日期2009年6月9日优先权日2009年6月9日发明者丁志用,姚建洲,斌杨,蔡再生,陈玉梅申请人:东华大学;江苏民星茧丝绸有限公司