一种空气质量评价方法与流程

本发明涉及空气质量综合评价领域，具体的来说是涉及一种空气质量评价方法。

背景技术：

空气质量问题日益突出，人们对于自身生存的环境质量也愈发重视，其中对于空气质量的关注便是其中最为突出的之一。生活中人们要户外活动，又要注重健康的作息时间，但对自己身边小范围内的空气质量却一无所知，尤其是实时的空气质量。目前小范围区域内空气质量没有实时性预报装置，告知人们是否适宜户外活动，这对人们的健康生活和作息造成了一定程度上的不便。

现有的空气质量评价与预测都是针对城市的大片区域(区级别)，却没有针对城市空间小范围区域的实时评价装置与方法。

现有的传统空气质量评价方法不能很好适应目前国家实施的空气质量新标准评价，鲁棒性较差，对于噪声数据的适应能力很差。

此外，现有的城市空气质量评价装置大多归于气象和环保部门管理，不能及时有效地将局部小区域空气质量状况信息发布到客户端，而且必须要有客户终端硬件和软件支持，对于公众来说很不方便。

技术实现要素：

本发明提供一种空气质量评价方法，解决现有空气质量评估方法准确度不高，不能实时更新检测综合评价的问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种空气质量评价方法，包括如下步骤：

步骤1：选取出影响空气质量评价因子，将评价因子归类划分处理；

步骤2：建立空气质量评价因子的评价值矩阵r＝(rij)m×n，其中n为评价因子个数，m为空气中需要评价的项目数，其中rij为第j个因子下第i个项目的评价值；

步骤3：对评价值矩阵r＝(rij)m×n进行归一化处理得到矩阵r＝(rij)m×n'，同时求出每个评价值rij的正项评价值rij'和逆向评价值rij'，其中正项评价值和逆向评价值使用相同的字母表示，正项评价值表示正向顺序的评价值，逆向评价值为反向顺序的评价值，其数值上相等；

步骤4：计算每个因子的评价值在评价系统中的所占的比例；

步骤5：计算每个因子评价值大小；

步骤6：求出每个因子的常规评价系数和动态评价系数；

步骤7：根据各个因子的动态评价系数选取相应的隶属度函数；

步骤8：根据每个因子的隶属度函数构建综合评价矩阵；

步骤9：使用空气含量检测装置检测空气组份，得到需要评价的项目数；

步骤10：将需要评价的项目数输入到合评价矩阵与加权计算模型进行计算得到空气综合评价值。

上述方案中，优选的是骤1中筛选影响因子集的依据为：所述步骤2中评价值矩阵r＝(rij)m×n的具体内容为：

上述方案中，优选的是步骤4中计算比例的过程为：

其中pij为每个因子在评价系统所占的比例，rij为第j个因子下第i个项目的评价值，j因子为数，i为项目数。

上述方案中，优选的是步骤5计算评价值的大小为：

其中，k＝1/lnm，pij为每个因子在评价系统所占的比例，j因子为数，i为项目数，m为正整数。

上述方案中，优选的是步骤6中算出常规评价系数和动态评价系数的额绝提过程为：

常规评价系数：

其中ej为评价值；

动态评价系数：

其中，w'i为第i因子的动态评价系数，m为因子所对应的二层因子个数，xi为第i个因子标准化之后的值。

上述方案中，优选的是隶属度函数包括梯型隶属度函数、γ型隶属度函数和k次抛物线型隶属度函数，

梯型隶属度函数为：

其中，p，q的取值为注意值的上下限；

γ型隶属度函数:

其中，k用来调节起始点的切线斜率；

k次抛物线型隶属度函数:

p，q的取值为注意值的上下限，k的取值为2。

上述方案中，优选的是步骤8中合评价矩阵为：

其中，bij＝[bj1,bj2,bj3,bj4,bj5]，bj1、bj2、bj3、bj4、bj5表示为第i个状态层中的第j个因子的隶属度集。

上述方案中，优选的是加权计算模型为：

其中，其中cj为最终隶属度集，wj,bj对应为其各因子的权重值和隶属度值，j为每个状态量区分的标识，k为计数量，n为因子总数，wk为每个因子所对应的因素权重集，bkj为每个因子所对应得评价矩阵集。

本发明的优点与效果是：

本发明通过筛选空气质量影响因子，对影响因子进行一系列的前期处理，包括评价值、所占比例、常规评价系数、动态评价系数以及所属隶属度函数，从而得到综合评价矩阵，使得评价的精度更加准确，使得对评价的过程的运算更加少，实时更新检测综合评价。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2是本发明梯型隶属度函数图；

图3是本发明k次抛物线型隶属度函数图；

图4是本发明γ型隶属度函数图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

一种空气质量评价方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤1：选取出影响空气质量评价因子，将评价因子归类划分处理。选取评价因子主要通过国家空气质量评价中心先关的评价标准进行选取。归类划分处理主要是对具有相似的因子进行归类，从而方便后面的处理。

2.步骤2：建立空气质量评价因子的评价值矩阵r＝(rij)m×n，其中n为评价因子个数，m为空气中需要评价的项目数，其中rij为第j个因子下第i个项目的评价值。r＝(rij)m×n的具体内容为：

步骤3：对评价值矩阵r＝(rij)m×n进行归一化处理得到矩阵r＝(rij)m×n'，同时求出每个评价值rij的正项评价值rij'和逆向评价值rij'，其中正项评价值和逆向评价值使用相同的字母表示，正项评价值表示正向顺序的评价值，逆向评价值为反向顺序的评价值，其数值上相等。

正项因子：

逆向因子：

其中，i为因素个数，j为状态个数，m和n均为正整数。

步骤4：计算每个因子的评价值在评价系统中的所占的比例。

3.计算比例的过程为：

其中pij为每个因子在评价系统所占的比例，rij为第j个因子下第i个项目的评价值，j因子为数，i为项目数。

4.步骤5：计算每个因子评价值大小。计算评价值的大小为：

其中，k＝1/lnm，pij为每个因子在评价系统所占的比例，j因子为数，i为项目数，m为正整数。

步骤6：求出每个因子的常规评价系数和动态评价系数。

常规评价系数：

其中ej为评价值；

动态评价系数：

其中，w'i为第i因子的动态评价系数，m为因子所对应的二层因子个数，xi为第i个因子标准化之后的值。

步骤7：根据各个因子的动态评价系数选取相应的隶属度函数。隶属度函数包括梯型隶属度函数、г型隶属度函数和k次抛物线型隶属度函数，

梯型隶属度函数为：

其中，p，q的取值为注意值的上下限；

г型隶属度函数:

其中，k用来调节起始点的切线斜率；

k次抛物线型隶属度函数:

p，q的取值为注意值的上下限，k的取值为2。

二氧化碳的隶属度函数如下：

其中，qi为依次为属隶属度良好、正常、一般、差、非常差的隶属度函数。每个因子都有其对应的隶属度函数，在此只以二氧化碳为例来说明。

步骤8：根据每个因子的隶属度函数构建综合评价矩阵。合评价矩阵为：

其中，bij＝[bj1,bj2,bj3,bj4,bj5]，bj1、bj2、bj3、bj4、bj5表示为第i个状态层中的第j个因子的隶属度集。

步骤9：使用空气含量检测装置检测空气组份，得到需要评价的项目数。主要是根据检测装置检测控制中其他气体的含量以及所包含的其他气体的个数。

步骤10：将需要评价的项目数输入到合评价矩阵与加权计算模型进行计算得到空气综合评价值。加权计算模型为：

其中，其中cj为最终隶属度集，wj,bj对应为其各因子的权重值和隶属度值，j为每个状态量区分的标识，k为计数量，n为因子总数，wk为每个因子所对应的因素权重集，bkj为每个因子所对应得评价矩阵集。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。