一种混合冲突型可持续化工评价方法与流程

本发明属于综合智能决策评价领域，尤其涉及一种混合冲突型可持续化工项目的评价方法。

背景技术：

可持续发展为传统化工业提供了一个新的出路，其强调同时综合考虑经济、社会、环境三大因素。然而，传统的化工评价方法大多是以经济为导向的，忽略了环境与社会因素；或者即使考虑了环境与社会因素，但是却没有考虑三者之间的矛盾特性。注意到双极模糊集与其他模糊集相比，很好的刻画了这种矛盾冲突，文献[1](y.han,q.luo,ands.chen,hesitantbipolarfuzzysetanditsapplicationindecisionmaking[c].frontiersinartificialintelligenceandapplications,293,(2016),115–121.)给出了基于双极模糊集的冲突型化工项目的评价方法。然而，可持续化工项目评价因为综合考虑虑经济、社会、环境三大因素，与传统化工项目评价相比，显然增大了评价的复杂性。文献[1]虽然考虑到了可持续化工项目评价的冲突因素，但是忽略了其复杂性，因此在复杂的可持续化工项目评价中还存在一定缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供了一种基于双极语言模糊认知图和模糊vikor技术，给出一种适用于环境和能源保护目标的绿色可持续化工评价方法，具体由以下方案实现：

所述混合冲突型可持续化工评价方法,具体包括如下步骤:

步骤1)进行数学建模,利用双极语言模糊集结算子对所有专家对待选方案ui关于准则cj的双极语言模糊评价值进行集结，得到待选方案ui关于准则cj的双极语言模糊综合评价值集合下标w表示专家的权重向量，上标表示由第o个专家给出的评价值，其中，(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；o＝1,2,…,q)，m,n,q均为自然数；

步骤2)根据双极语言模糊认知图更新准则权重；

步骤3)根据双极语言模糊vikor方法对方案进行排序，选出最适合投资的项目。

所述混合冲突型可持续化工评价方法的进一步设计在于，所述步骤1)中，双极语言模糊集定义为：

首先，定义语言集为s＝{si|i＝0,1,…2t},且满足以下性质：(1)若i≤j，si≤sj；(2)若满足条件i+j＝2t，定义逆算子：其中t为具有奇数模的有限语言变量集，i,j均表示的都是取值在0,1,…2t；

其次，定义负语言集为且满足以下性质：(1)若i≤j，(2)逆算子定义如下：若满足条件i+j＝-2t，其中，t为具有奇数模的有限语言变量集，n表示负取值；

最后，将语言变量引入到双极模糊集定义中：

记其中，α^p∈[0,1],αⁿ∈[-1,0],为改进语言双极模糊数，ω为全体语言双极模糊数的标记，定义α为已有的双极模糊数；

设u＝{u1,…,un}为有限论域，u上的双极语言模糊集为如下定义的映射：

其中,表示元素u∈u关于属于语言集对特定性质的满足程度；表示元素u∈u关于属于负语言集对某性质相反性质的满足程度；

设wi∈[0,1],且满足定义双极语言算术集结算子blfwaw如下：

其中，f,f^-1为语言模糊值转化公式，fⁿ,f^-n为f,f^-1得到的相应的负语言模糊值转化公式，具体公式定义如下：

根据权利要求2所述的混合冲突型可持续化工评价方法,其特征在于所述步骤1)中，设u＝{u1，u2，…，um}为待评估的化工项目集合；c＝{c1，c2，…，cn}的可持续化工项目评价准则集合；p＝{p1,p2,…,pq}为评价专家集合；第o个专家对待选方案ui关于准则cj给出的双极语言模糊评价值为进而得到第o个专家关于待选项目的双极语言模糊评价矩阵(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；o＝1,2,…,q)，给定专家的权重向量w＝(w1，w2，…，wq)，满足wo∈[0,1](o＝1,2,…,q),且

设定满足且为专家给出未考虑准则之间相互影响关系的准则初始权重向量。

所述混合冲突型可持续化工评价方法的进一步设计在于，所述步骤2)包括如下步骤：

步骤2-1)给定关于所有准则的一个双极语言模糊初始状态其中，

步骤2-2)专家分别独立给出评价准则交互关系矩阵为

其中，为第o个专家对给出的准则ck对准则cl在正极评价的影响关系值，为第o个专家对给出的准则ck对准则cl在负极评价的影响关系(k,l＝1,2,…,n)，

步骤2-3)利用式(1)得到初始的准则之间综合交互关系矩阵

步骤2-4)给定收敛条件，根据式(2)、式(3)分别迭代准则的综合交互关系和准则状态，直到所有准则达到收敛条件，得到新的准则综合交互关系矩阵

式(2)中函数g由定义，其中η＞0,x∈[0,1]，式(2)中l,k＝1,2,…,n，表示第(t)次迭代时第l.k个准则的双极语言模糊评价值；

步骤2-5)以及式(4)、式(5)更新初始准则权重向量得到新的准则权重向量

所述混合冲突型可持续化工评价方法的进一步设计在于，所述步骤3)中包括如下步骤：

步骤3-1)根据式(6)、式(7)分别计算双极语言模糊正、负理想点：

步骤3-2)根据式(8)、式(9)分别计算每个项目的全体效益ti和个体遗憾值ri；

式(8)、(9)中的为双极语言模糊距离，具体定义如下：

步骤3-3)计算每个项目的vikor评价值，并根据决策规则选取最优投资方案；

决策规则为:qi越小，ui的综合评价越优，式(11)中，v为全体效益的权重，1-v为个体遗憾值的权重。

本发明的有益效果为：

本发明的混合冲突型可持续化工项目的评价方法考虑到可持续发展的复杂性和冲突特性，给出一种全面考虑了多准则、多专家以及准则之间关联关系的冲突型可持续化工的双极语言模糊综合评价方法；在资源日益缺乏，环境破坏日趋严重，化工污染不可忽视的今天，本发明的技术方案提出的算法与原有只注重经济效益，忽视环境、社会因素，特别是忽视了冲突信息的化工评价方法相比，更有助于帮助化工企业做出适合可持续化工发展目标的决策，从而实现环境、能源保护的目标。

附图说明

图1为本发明的混合型可持续化工评价方法的总体算法流程图。

图2为参数ν变化对排序影响的示意图。

图3为权重变化比较示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请的混合冲突型可持续化工评价方法,具体包括三个步骤，分别为:

步骤1)进行数学建模,利用双极语言模糊集结算子对所有专家对待选方案ui关于准则cj的双极语言模糊评价值进行集结，得到待选方案ui关于准则cj的双极语言模糊综合评价值集合w表示专家的权重向量，后面定义有说明，上标表示由第o个专家给出的评价值。

步骤2)根据双极语言模糊认知图更新准则权重。

步骤3)根据双极语言模糊vikor方法对方案进行排序，选出最适合投资的项目。

以下结合一具体事例对上述评价方法进行详细说明

本实施例的化工企业拟从一批项目中选择最适合可持续发展目标的项目进行投资，利用本发明方法对其进行评价，具体实施步骤如下：

步骤1：对冲突型可持续化工项目评价问题进行数学建模。

本实施例有四个项目参与评价，邀请三位专家y1,y2,y3进行评价,给定专家的权重为w＝(0.2,0.5,0.3)。专家选取相关评价准则集合如下：

c1:经济；c2:环境；c3:社会；c4产品责任；c5:人权；c6:劳力实践。

三位专家分别给出的对项目的双极语言模糊决策矩阵分别由表1-表3给出。

表1第一位专家给出的双极语言模糊评价矩阵

表2第二位专家给出的双极语言模糊评价矩阵

表3第三位专家给出的双极语言模糊评价矩阵

本实施例专家给出未考虑准则之间相互影响关系的准则初始权重向量：

再利用双极语言模糊集结算子得到双极语言模糊综合评价值集合双极语言模糊综合评价值矩阵由表4给出。

表4双极语言模糊综合评价矩阵

步骤2：利用双极语言模糊认知图更新准则权重，具体步骤如下：

步骤2-1给定关于所有准则的一个双极语言模糊初始状态；

步骤2-2专家分别独立给出评价准则交互关系矩阵，由表5给出，为了简洁，只给出关系值不为(0,0)的关系值。

步骤2-3利用公式(1)得到初始的准则之间综合交互关系矩阵见表5。

步骤2-4给定η＝3以及收敛条件为

利用式(2)和式(3)分别迭代准则的综合交互关系和准则状态，经过15次迭代，最终满足收敛条件。迭代后得到的新的准则综合交互关系矩阵见表5。

表5准则关系矩阵

步骤2-5更新得到新的准则权重向量如下

步骤3：利用双极语言模糊vikor方法对方案进行排序，选出最适合投资的项目。步骤3-1利用公式(6)、(7)分别计算双极语言模糊正、负理想点如下：

步骤3-2利用公式(8)、(9)分别计算每个项目的全体效益和个体遗憾值。

t1＝0.2586,t2＝0.6719,t3＝0.1593,t4＝0.8758；

r1＝0.0804,r2＝0.1877,r3＝0.0642,r4＝0.2726

步骤3-3计算每个项目的vikor评价值，并根据决策规则选取最优投资方案。设ν＝0.5，计算得到q1＝0.1082,q2＝0.6540,q3＝0,q4＝1，根据规则，在可持续目标下项目u3为最优。

算法比较分析

(1)在公式(11)中，ν分别取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,相应的qi取值由图2给出。可以看到，项目的排序的结果并不随ν值的变化而改变，可见算法保有较好的鲁棒性。

(2)图3给出了考虑准则之间关系前后的准则权重。从图中可以看出，当考虑准则之间关系时，准则的重要性排序会发生变化，从而影响最终的决策结果。说明了考虑准则之间关系的必要性。

(3)算法步骤不变，但是只保留所有评价的正极取值，得到根据规则，u1为最优选择，决策结果显然和同时考察正、负两极评价时不同。分析u1和u3的评价值，以准则c1为例，其正面评价为所有待选方案中最高的，表明其短期内可以为企业带来大量经济利润。但是，另一方面，其负面是所有待选方案中最差的，原因是该项目的短期利润是以高能耗、高污染为代价的。最终，企业和国家要付出更加高额的经济利益。因此，只考虑正面评价时u1为最优选择，但是当综合考虑正、负评价时，虽然节能、环保需要的投入影响了其短期经济效益，相比没有u1高，但是因为节能、环保的投入，其长期的效益却凸显出来。在可持续发展的目标下，显然本申请的技术方案出的新算法更符合节能减排的需要。

本发明的混合冲突型可持续化工项目的评价方法考虑到可持续发展的复杂性和冲突特性，给出一种全面考虑了多准则、多专家以及准则之间关联关系的冲突型可持续化工的双极语言模糊综合评价方法；在资源日益缺乏，环境破坏日趋严重，化工污染不可忽视的今天，本发明的技术方案提出的算法与原有只注重经济效益，忽视环境、社会因素，特别是忽视了冲突信息的化工评价方法相比，更有助于帮助化工企业做出适合可持续化工发展目标的决策，从而实现环境、能源保护的目标。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。