一种评价烟用辅材参数影响程度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于烟草生产领域，具体涉及一种评价烟用辅材参数影响程度的方法。
【背景技术】
[0002] 多因素系统广泛见于科学研究和生产实践，其中考察对象受到多个因素的影响。 在多因素系统的研究中，评价各因素对考察对象的影响程度是一类常见问题。根据影响程 度的大小，可以发现主要影响因素，进而控制这些因素，以实现相应的科研和生产目的。例 如，烟草工业中研究各种卷烟辅材(卷烟纸、接装纸、成型纸、滤棒)对烟气焦油含量的影响； 根据这些影响程度的大小，确定主要影响因素，然后改进生产工艺，高效地降低烟气焦油。
[0003] 目前尚无统一方法用于评价多因素系统中各因素的影响程度。某些研究采用相关 分析，然后以P-值(P-value)评价因素的影响程度:P-值越小，影响程度越大。从P-值的定义 即可发现这种方式并不恰当。在统计分析中，P-值是当原假设为真时，出现比观测值更加极 端的结果的概率，如果P-值小于显著性水平，那么拒绝原假设;如果P-值大于显著性水平， 那么不能拒绝原假设。P-值也被称为"观测到的显著性水平"。可以看出，P-值本质上是概 率，与影响程度没有直接关系，因此不适合评价因素的影响程度。
[0004] 某种因素变化时，考察对象受其影响而发生相应改变，这一改变的大小就反映了 该因素的影响程度。因此，因素对考察对象的影响程度与函数导数具有相同的涵义。本发明 基于该数学原理，在影响因素和考察对象之间建立多元线性函数，在偏导数的基础上，进行 无量纲处理，最终定义了影响程度因子。影响程度因子与偏导数具有同样涵义，可以描述影 响程度;影响程度因子是一个无量纲参数，用于比较不同因素的影响程度。
【发明内容】
[0005] 为解决现有方法难以有效评价烟用辅材参数的问题，本发明的提供一种评价烟用 辅材参数影响程度的方法。
[0006] 本发明通过以下实施方式实现的。一种评价烟用辅材参数影响程度的方法，包括 以下步骤：
[0007] 步骤1，根据观测值建立多元线性模型：
[0008] 设有m个样本，η个自变量Xi(i = l，2, . . .，n)和因变量Y在这些样本上的观测值表 示为列向量[xu，X2l，. . ....，ym]T，将上述观测值整理为如下形式的数据矩 阵X和Y，
[0009]
式1
[0010] 通过多元线性拟合获得线性模型的系数矩阵K，计算公式为K=(xTx)4xTY，上标-1 表示矩阵求逆，T表示对矩阵转置，系数矩阵K中的元素如下
[0011] K=[ki,k2, . . . ,kn,b]T 式2
[0012] 通过上述多元线性模型对变量Y进行预测，获得预测值矩阵t，计算公式为
预测值矩阵?中的元素如下
[0013]
式3
[0014]步骤2,通过散点图、CC、RRMSE以及显著性检验对模型进行评价：
[0015] 通过散点图、预测值与测量值71的相关系数CC、相对均方根误差RRMSE对上述多 元线性模型进行评价。CC和RRMSE的计算公式分别如下
[0016]
[0017]
[0018] 其中，yi表示第i个样品的观测值，兔表示第i个样品的预测值；罗表示观测值的平 均值，f表示预测值的平均值，对相关系数CC进行显著性检验，如果大于临界值，则认为线 性模型有效。
[0019]步骤3，评价模型符合线性，利用见计算X^Y的影响程度：
[0020] 设乂,与￥之间具有线性或者近似线性关系，那么存在以下线性模型
[0021] Y = kiXi+k2X2+. . .+knXn+b 式6
[0022] 其中，ki(i = l，2, . . .，n)为系数，b为常数项。
[0023] 令尤=私"·，乃=歹~，心和对勺观测值的平均值；λ ^和Δ y是新变量，其含义分 别是变量X4PY相对于其观测值的平均值的变化率，与原始变量相比，这些新变量没有量 纲。通过变量代换，6式可变为
[0024] νΔν = ^Α^ + ^χ,Α^+,,, + ^χ,,Α^ +b 式 7
[0025] 整理式7,得到
[0026] = ^Δλ1 +^Αχ2+ ... + ^ 式 8 v v v y
[0027] 通过式8求Δ y关于Δ X1的偏导数，得到
[0028] = 式 9
[0029] 式9中偏导数的意义是Δ xi的变化引起的Δ y的变化，反映了 Δ ^对Δ y的影响程度。 Axi与Xi之间以及Δ AY之间存在简单线性关系，所以该偏导数可以评价变量Xi对变量Y的 影响程度D
[0030] 通过式9式定义变量Xi对Y的影响程度因子(impact factor，IF) jr γ
[0031 ] 1式10
[0032] IFi的物理意义是"变量Xi相对于其平均值发生了 100 %的改变时，导致变量Y相对 于其平均值的改变"。ΙΚ不具有量纲，因此可以用于比较不同变量X对于Υ的影响程度。正值 IFi表明变量Xi和Y正相关，即Xi增大(或者减小）导致Y增大(或者减小）；负值IFi表明变量Xi 和Y负相关，即Xi增大(或者减小）导致Y减小(或者增大）。IFi绝对值越大，Xi对Y的影响程度 越大。
[0033]该方法可用于卷烟纸透气度对焦油、烟碱、C0烟气成分的影响考察中，用于计算卷 烟纸透气度对焦油、烟碱、C0烟气成分的影响程度因子，进而可以确定卷烟纸透气度对烟气 成分的作用方向及作用大小。
[0034] 该方法可以用于辅材参数对烟气焦油的影响研究中，辅材参数包括"卷烟纸克 重"、"卷烟纸透气度"、"成型纸透气度"、"接装纸透气度"和"滤棒吸阻"，通过计算可以得到 各卷烟辅材对烟气焦油的影响程度因子。进而可以确定焦油对辅材参数的作用方向及作用 大小。
[0035] 相较于现有技术，本发明的优点在于：
[0036] 本发明考察多个因素对考察对象的影响，通过发现主要影响因素，进而控制这些 因素，以实现相应的科研和生产目的。该方法能够直观比较影响程度大小和作用方向，以此 快速、准确得出烟草辅助材料参数与烟气成份关系，相较于现有方法更加科学有效。
【附图说明】
[0037]图1为实施例二的测量值以及多元线性模型的预测值图；
[0038]图2为评价烟用辅材参数影响程度的流程图。
【具体实施方式】
[0039