一种整合模糊AHP与MDS的基于自然的水净化方案优选方法与流程

技术特征：
1.一种基于自然的水净化方案优选方法，其整合了模糊层次分析法与多维标度法，其特征在于，包括以下步骤：根据基于自然的水净化方案的特点，构建包括环境、经济、生态与管理、技术在内的准则层以及确定指标层的多个评估指标，获取所述评估指标的实际数据；根据层次分析法构建包括目标、所述准则层、所述指标层和水净化方案的层次框架，采用模糊物元理论对所述准则层中的定性和定量指标进行归一化；根据层次分析法构建判断矩阵，利用判断矩阵对所述准则层和所述指标层进行层次排序，然后进行一致性检验，从而输出各指标的合成权重；通过多维标度法对基于自然的水净化方案排序，并选择最优的方案。2.根据权利要求1所述的基于自然的水净化方案优选方法，其特征在于，所述基于自然的水净化方案是指：利用土壤或植物能维持微生物的活动并且所述微生物足以去除污水中的污染物的水净化方案。3.根据权利要求1所述的基于自然的水净化方案优选方法，其特征在于，根据层次分析法构建层次框架，以及采用模糊物元理论对所述准则层中的定性和定量指标进行归一化的具体步骤如下：在环境、经济、生态与管理、技术准则层下，选取各准则的特征指标，构建包括目标、准则层、指标层和水净化方案的层次框架；同时采用fme构建模糊物元如下：r＝(n,c,v)；式中，r是模糊物元，n是物名，c是物的特征，v是物的特征值，v包括模糊的、定性的描述；对n维m个模糊物元，构建复合模糊物元如下：c1…
c
n
式中，r
mn
是复合模糊物元，n
i
表示第i个物(i＝1，2，...，m)，c
k
表示第k个物的特征(k＝1，2，...，n),v
ik
表示第i个物的第k个特征值；然后对指标进行归一化，对成本指标，归一化公式为：对环境指标，归一化公式为：式中，u
ik
是归一化后的指标值，v
ik
是指标的实际值，minv
ik
是指标的最小值，maxv
ik
是指标的最大值；对定性指标，根据定性描述，在[0，1]范围内给指标赋值；归一化后的复合模糊物元为：c1…
c
n
4.根据权利要求1所述的基于自然的水净化方案优选方法，其特征在于，对所述准则层、所述指标层赋权重值的具体步骤如下：根据层次分析法构建判断矩阵，同一准则下任一指标与其它指标进行对比，按同等重要、不太重要、适度重要、适度重要 ，高度重要、高度重要 、非常重要、非常重要 、极为重要，在[1，9]的自然数范围内赋予重要性值a
ij
，做过比较的指标，反向比较时的赋值a
ji
＝1/a
ij
，构建n
×
n维的矩阵为：矩阵a乘以向量的权重w＝(w1，w2，...，w
n
)得到aw＝nw，即：根据判断矩阵计算其最大特征值λ
max
，再计算一致性指标ci和平均随机一致性指标ri。一致性指标计算公式为：层次总排序的一次性比率cr计算公式为：当cr≤0.1时表示判断矩阵可以接受，cr超过限值时须对判断矩阵进行修正；完成一致性检验后，得到每个准则相对于目标的权重向量为：式中，是第k个准则c
k
相对于目标的权重；同样，每个指标相对于准则的权重向量为：式中，l
s
，l
s 1
，...，l
t
(s≤t≤n)表示第k个准则c
k
下的指标，s和t是第k个准则c
k
下第一个和最后一个指标的序号；然后，得到每个指标相对于目标的合成权重w为：5.根据权利要求1所述的基于自然的水净化方案优选方法，其特征在于，首先用每个指标的合成权重和归一化的指标值计算每个方案中指标的相关度k
j
，计算公式为：
k
j
＝w
i
×
u
ji
；式中，w
i
表示第i个指标的合成权重；然后用相关度计算euclidean距离为：用euclidean距离值构建矩阵，作mds分析，取前两个主成分作为特征向量：x(1)＝(e
11
,，e
12
，...，e
1k
，...，e
1n
)
′
；x(2)＝(e
21
,，e
22
，...，e
2n
，...，e
2n
)
′
；式中，x(1)和x(2)表示euclidean距离值矩阵的两个特征向量，e
1k
表示euclidean距离值矩阵中第k个方案的第1个特征向量值，e
2k
表示euclidean距离值矩阵中第k个方案的第2个特征向量值；相关度i与j之间的非相似性用δ
ij
表示，递增排序如下：以δ
ij
为自变量和d
ij
为因变量，用shepard图检验mds的配合度，如果图中的点分布在1:1线上或临近，说明mds的配合度较好，否则mds的配合度不好，需检查相关度。基于d
ij
与δ
ij
的关系求出d
ij
的拟合值结合d
ij
和计算压力值公式如下：公式如下：式中，表示压力值的最小值，时表示mds的主成分最优；对每个方案的特征向量值计算平方根e
k
：对e
k
按大到小排序，即为基于自然的水净化方案的优劣顺序，e
k
值最大的方案为最优方案，同时mds分析能识别哪些方案在优劣评价中相似。

技术总结
本发明公开了一种整合模糊AHP与MDS的基于自然的水净化方案优选方法，涉及水、废水、污水处理技术领域，其包括以下步骤：根据基于自然的水净化方案的特点，构建包括环境、经济、生态与管理、技术在内的准则层以及确定指标层的多个评估指标，获取所述评估指标的实际数据；根据层次分析法构建包括目标、所述准则层、所述指标层和水净化方案的层次框架，采用模糊物元理论对所述准则层中的定性和定量指标进行归一化；根据层次分析法构建判断矩阵，利用判断矩阵对所述准则层和所述指标层进行层次排序，然后进行一致性检验，从而输出各指标的合成权重；通过多维标度法对基于自然的水净化方案排序，并选择最优的方案。并选择最优的方案。并选择最优的方案。


技术研发人员：欧阳晓光
受保护的技术使用者：南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/29