基于多层次模糊综合评价建筑LED照明性能分析

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1、基于多层次模糊综合评价建筑 LED 照 明 性 能 分 析任育( 山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)摘 要: 简述了 LED 照明技术所具有的高效、节能、绿色环保等优势，从照明的可控属性、绿色属性、效果属性三方面出发，利用多 层次模糊算法构建了综合评价模型，以此达到对整个大型建筑的照明系统的性能分析，并经过实例验证达到了理想的效果。 关键词: LED 照明，属性分层，模糊评价，性能分析中图分类号: TU113 6引言随着 LED 照明技术的飞速发展，特别是奥 运 会、世 博 会 等 大文献标识码: A3) 效果属性评价。照明的效果属性是其最基本的属性，照明效果的具体指标包 括:

2、照明的目的性及符合情况，照明的方式选择，照明效果与被照物的美学统一性，照明标准的选择是否合适，灯具和灯架的安装，光与环境的关系、观赏性、安全性、维护性等多个方面，评价时，为 避免评价因素过多而使得某些指标权重系数过小失去作用，所以把效果属性指标下面分为两层指标体系进行评价。1 2 场馆 LED 照明评价算法模型的建立综合照明评价的对象往往涉及很多因素，而且因素的描述方 式各不相同，有的可以采用定量描述，有的只能采用 半 定 量 和 定性描述，因此对复杂对象的多指标综合评价方法始终是人们研究 的课题。国内外先后有价值函数法、层次分析法、DEA( 数据包络分析法) 以及模糊综合评价法。模糊综合评价

3、法对照明系统的综合性能评价较为合理。0型活动以及“十城万盏”等项目的示范应用，特别是山西省跨越转型的大背景下，LED 照明技术正逐步进入人们的生活，已被 许 多 人视为充满潜力的新时代主要照明光源。目前 LED 照明 技 术 已 日趋成熟，并已步入应用暴发期。1建筑 LED 照明的具体评价方案对建筑照明的评价，主要集中在建筑照明的设计阶段。为了提高效率，又要全面考虑广大市民的意见 ( 见 图 1) ，本 文 采 用 基于专家打分基础上的建筑照明综合评价方法，进一步对专家和市 民意见与打分情况综合考虑进行方案选择及设计改进，以此来建 立整个照明评价体系。意见和建议反馈2建筑照明多层次多算子模糊综

4、合评价数学模型2 1 综合评价的原始模型设评 价 集 为 U = u1 ，u2 ，un评价体系中各种因素 u1 ，u2 ，un 对应于不同的评价结果，我们设这个评价结果集为 V =否调查v ，v ，v ，就是说评价结果从小到大分为 n 个等级。1 2 n我们给每个 因素赋予一个权重 ai ，且 权 重应该满足归一条 件，即:m打分意见和建议反馈图 1LED 照明具体评价方案ai= 1，其中，m 为评价因素的个数。1 1 场馆 LED 照明的综合评价指标体系照明的评价应是针对整个场景照 明 的 集 中 评 价，应 从 绿 色 性、可控性、效果性等方面综合分析。照 明 的 综合评价是一个多 层次、

5、多因素的综合 评 价 问 题，评价指标体系应由照明 的 基 本 属 性来组成，包括绿色性能指标，可控性能指标，效果性能指标。每 个性能指标又由一些指标组成，这些指标逐一细化组成整个综合 评价指标体系。1) 可控属性指标。照明的可控属性是指场馆的照明模式能够控 制 实 现 的 可 变 性，具体包括照明可变换模式的多少，特殊日和普通日 照 明 模 式 能否切换，以及夜晚不同时段照明可切换性、合理性等。2) 绿色属性评价。能源是人类赖以生存和发展的重要物资基础，节约能源的各 项举措都直接关系照明系统的绿色性，此 外，照 明 系 统 本 身 建 造的经济成本包含了 设 计、建造及后期维护的 成 本，同

6、 时 相 关 的生 产、经济活动所造成的环境污染而导致的社会费用等，相关污染对 环境带来的不良影响等都是评价绿色属性不可缺少的重要部分。i = 1为了得到评价结 果 集 B，我 们 先 对 单 因 素 ui ( i = 1，2，3，m) 作出评价，得到单因素评价集 f( ui ) 。u1 f( u1 ) = ( r11 ，r12 ，r1n )u2 f( u2 ) = ( r21 ，r22 ，r2n )um f( um ) = ( rm1 ，rm2 ，rmn )( 1)( 2) ( 3)同理:其中，rmn 为第 m 个因素对评价结果集 V 中的第 n 个等级的隶属度。因素评价矩阵设为 : r11

7、r12r22rm2r1n r2n r21 =( 4) rm1rmn 由此可以建立综合评价的数学模型如下: 记 U =u1 ，u2 ，un为评价因素集，V =v1 ，v2 ，vn为评价等级集( 也 称 为 备 选 集) ，A 为权重分配集， 为因素评价矩阵，为算子，B = A 就是所需要的综合评价结果。收稿日期: 2014-08-20作者简介: 任 育( 1982-) ，男，助理工程师虚拟 设计 的LED 照明 效果， 设计 规范 信息整体 评价 结果 等级专家针对评价算法 转换LED 照明 虚拟 设计 平台各项评价指标打分评价 结果 整理、 综合 评价是通过设定值不通过问卷整体 评价 得分互联

8、网信息发布意见和建议反馈第 40 卷 第 31 期2 0 1 4 年 1 1 月任 育: 基于多层次模糊综合评价建筑 LED 照明性能分析143即:( 5)0 26) ，效果属性各指标权重系数 A2 = ( 0 32，041，0 27) ，按 照 前面所建立的多层次、多算子模糊综合评价模型进行 计 算，其 最 后 一级因素集按三对模糊算子 M ( ，) ，M( ，) ，M ( ，) ， 分别计算得出评价结果如下所示。B = A r11r12r22rm2r1n r21r2n b1b2 bn=a1a2 am ( 6) rm1 rmn 表 2LED 照明指标体系主要因素权重和隶属度表2 2多层次综合

9、评价模型进行分组分层，假设将因素分为 p 组，则评价因素集:U =u1 ，u2 ，up ( i = 0，1，2，p) 。多层次综合评价的步骤如图 2 所示。As=a1,a2，L，am（s）；评价结果集记为 Bs；R（s-1）=A（s-1）R（s-1）。结果构成，即，权重分配记为 A（s-1）；评价图 2 多层次模糊综合评价方法步骤2 3 多层次、多算子模糊综合评价模型针对现有的数学模型 M( ，) ，M( ，) ，M( ，) 比较 切合实际，因此，假设由这对模糊算子得到的评价结果 分 别 记 为D1 ，D2 ，D3 。1) 能源属性。按照 M( ，) 计算:T 0 25 0 2450 5150

10、 5480 8070 6150 7670 240 2910000。0 0 2 0 16100 = 0 15 0 193则最终评价结果为: 0 170 3850 0 23B =1 ( b + b + b) 1 ( b + b + b ) 1 ( b + b + 0 233011 21 3112 22 321n2n3330 245 0 25 0 24按照 M( ，) 计算:b3n ) 。3LED 照明模糊综合评价数学模型的验证以本文所建立的照明指标体系中第二层的可 控 属 性 包 含 的T 0 25 0 2450 5150 5480 8070 6150 7670 240 291000000 = 0

11、 2 0 161各子指标为例说明各因素权重的确定过程，u1 为特殊日子照明模式的切换性; u2 为夜晚不同时段照明模式的切换性; u3 为夜晚不 同时段照明模式切换的合理 性; u4 为照明可变换模式的多少，权 重向量的确定如表 1 所示。表 1 可控属性包含的各子指标权重评价计算表 0 15 0 193 0 170 3850 0 23 0 23300 066 0 176 0 06按 M( ，) 计算:0。T 0 25 0 2450 5150 5480 8070 6150 7670 240 29100000 0 2 0 161 0 15 0 193 0 17 0 3850 =00 0 23 0

12、 233用同样的方法来确定照明评价指标体系各个层次指标的权 重，同样用专家经验法定出针对每个评价等级的隶属 函 数，根 据 照明现场检测以及照明设计人员提供的资料和数据计算出各个 属性对应评价子集 M = 优，良，中，差 的隶属度。LED 照明指标 体系主要因素权重和隶属度表见表 2。整个照明指标体系第一级各指标的权重系数为 A = ( 0 31，0 35，0 34) ，绿色属性的各个指标的权重系数 A1 = ( 0 41，0 33，0 241 0 640 0 1180。为方便表示，将三个结果放在一起如下表示:T 0 25 0 2450 5150 5480 8070 6150 7670 240

13、 291000000 = 0 2 0 161 0 15 0 193 0 170 3850 0 23 0 2330各子指标u1u2u3u4专家一0 350 600 500 36专家二0 400 600 480 35专家三0 410 630 500 36专家四0 390 610 470 33平均0 390 610 490 35归一化0 210 330 270 19v1 v2 L VnD1D2D3b11 b12 L b1n b21 b22 L b2n b31 b32 L b3n1）在较低层（假设为 s 层）上评价：Bs=A（s）R（s）。注：因素评价矩阵记为 Rs；权重分配集其中 m（s）为第 s

14、层评价因素个数2）在较高层（假设为 s-1 层）上评价：注：因素评价矩阵 R（s-1）由低层次 s 上的评价 结果集记为 B（s-1），B（s-1）=A（s-1）R（s-1）3）继续步骤二直到最高层：B=AR。 注：最高层因素评价矩阵为 R,权重分配为 A，综合评价结果为 B上级因素因素权重优良中差能源照明光源类型选择0 250 2450 5150 240单位照明功率选择0 20 1610 5480 2910布置的合理性0 150 1930 80700节能开关的使用0 170 3850 61500控光系统的选择0 230 2330 76700经济设计成本经济0 120 1280 5320 34

15、0施工成本经济0 630 2790 4580 2630使用成本经济性0 250 220 5360 2440环境光污染性0 550 1020 8740 0240辐射性0 450 1150 88500可控假日模式切换0 210 5360 46400夜晚时的切换0 330 5770 42300夜晚模式的合理性0 270 5340 46600照明可变换模式0 190 5890 41100视觉效果被照物美学统一0 280 2640 73600光与环境关系0 260 3380 66200观赏性0 460 2340 5240 2420基本效果灯具位置合适度0 180 7380 26200照明标准的合适度0

16、250 2450 75500照明的目的及情况0 360 3460 65400照明选择合适程度0 210 3850 5340 0810其他效果维护性0 450 1930 6690 1380安全性0 550 2820 71800第 40 卷 第 31 期2 0 1 4 年 1 1 月山西建筑144T0 2450 250 1760 6400 240 060 11800 32 0 1080 2410 2350 3950 111 00 0660。0 41 0 1330 017 0 =0 24100 27 0 1550 062 0以下与上面类同，计算结果如下:2) 经济性。0 055 0 107 0 03

17、6 0。按 M( ，) 计算:TT0 320 270 6190 5830 6960 111 0 0 12 0 128 0 63 0 2790 5320 4580 5360 340 2630 24400 =00 41 0 40 017 0 = 0 25 0 220 27 0 2420 062 00 315 0 625 0 06 0。使用绿色属性中的权重系数 A1 = ( 0 41，0 33，0 26) 继 续 对 二级评价因素 中 的 绿 色 属 性 进 行 评 价，按三对模糊算子 M ( ，) ，M( ，) ，M( ，) ，分别计算得出。按照 M( ，) 计算: 0 279 0 176 0 2

18、463) 环境属性。0 4580 2890 4860 2630 1660 26700。0T 0 55 0 102 0 874 0 024 0 =T0 41 0 2450 250 4580 550 240 2630 02400 45 0 115 0 8850 000。00 33 0 2790 = 0 115 0 056 0 1084) 可控属性。0 550 4810 8790 0240 0130 0130 26 0 11500 279 0 33 0 263 0。按照 M( ，) 计算:T0 41 0 0660 1760 2890 4810 060 1660 01300 33 0 1760 =T

19、0 21 0 536 0 33 0 577 0 27 0 5340 4640 4230 4660 411000000 330 330 140 44100000 = 0 190 26 0 05600。 0 5590000 058 0 125 0 055 0。按 M( ，) 计算: 0 19 0 5895) 视觉效果属性。T0 41 0 2410 640 4860 8790 1180 2670 01300 33 0 2460 =T 0 28 0 264 0 26 0 3380 7360 6620 524000 24200 =00 26 0 1080 0 46 0 2340 208 0 651 0

20、14 0。进一步根据第一级评价权重 A = ( 0 31，0 35，0 34) 对一级评 价因素集进 行 评 价，按三对模糊算子 M ( ，) ，M ( ，) ，M ( ，) 分别计算得出。按照 M( ，) 计算: 0 264 0 108 0 276) 基本达成效果。0 460 2410 6190 2420 1110 11100。0T0 310 330 330 330 3600 2630 2420T0 35 0 2790 = 0 18 0 7380 2620 7550 6540 5340000 08100 =00 0 25 0 245 0 36 0 3460 34 0 3460 0 21 0

21、3850 34 0 34 0 263 0。按照 M( ，) 计算: 0 346 0 133 0 47) 其他效果属性。0 360 2350 5830 0810 0170 0170T0 310 190 140 1250 1070 00 35 0 0580 055 0 =0。00 34 0 0550 036 00 059 0 044 0 019 0。按 M( ，) 计算:T 0 45 0 1930 669 0 138 0 =0 55 0 2820 7180 000。T0 31 0 5590 4410 6510 6250 00 34 0 3150 0 282 0 1550 550 3950 6960

22、 1380 0620 0620 35 0 2080 14 0 =0 06 0 24200 353 0 577 0 069 0。进行数学平均:B =1 /3( 0 34 + 0 059 + 0 353) ，1 /3( 0 34 + 0 044 + 0 577) ，1 /3( 0 263 + 0 019 + 0 069) ，0= ( 0 251，0 32，0 117，0) 。经归一化后，最终评价结果为: ( 0 251，0 32，0 117，0) ，与评 价结果集 对 应，属于优秀的概率为 0 357，属于良好的概率为 0 47，属于中等的概率为 0 173，属于差的概率为 0，按照最大隶属度原则

23、，照明的综合评价结果为良好，与该照明区域 的 实 际 情 况 基本吻合。接着，使用效果属性中的权重系数 A2 = ( 0 32，0 41，0 27) 继续 对二级评价因素中的效果属性进行评价，按 三 对 模 糊 算 子M( ，) ，M( ，) ，M( ，) ，分别计算得出。按照 M( ，) 计算:T 0 32 0 264 0 41 0 3460 460 360 550 242 00 081 0 = 0 27 0 2820 138 00 346按照 M( ，) 计算:0 36 0 242 0。4结语山西建筑第 40 卷 第 31 期2 0 1 4 年 1 1 月Vol 40 No 31Nov20

24、14145SHANXI ACHITECTUE文章编号: 1009-6825( 2014) 31-0145-02一 体 式A /O-MB工艺在煤矿生活污水处理中的应用 赵亮( 中国煤炭地质总局第二水文地质队，河北 邢台 054000)摘 要: 采用一体式厌氧 /好氧膜生物反应器( A /O-MB) 工艺对某 150 m3 /d 煤矿生活污水处理工程进行了改造，介绍了改造的设 计参数与方法，指出投产后整个系统运行稳定，出水 CODCr 、氨氮平均为 22 85 mg /L 和 3 38 mg /L，其去除率分别为 88 39% 和89 59% ，满足回用水质要求。关键词: 一体式膜生物反应器，A

25、/O，煤矿生活污水，CODCr ，NH3 -N中图分类号: X703文献标识码: A煤矿生活污水不同于一般城市生活污水，它主要来自于煤矿工人村居民用水、职 工 浴 室、食 堂、单 身 宿 舍 及办会场所排水等。 其主要特点是水质、水 量 变 化 较 大，且有部分地面冲洗 用 水 和 矿 井水的混入，另外由于职工洗浴废水占相当大的比重，且 多 因 管 理质量不高，造成用水点长流水现象严重，因此污水 COD5 等有机物浓度较低，生化条件较差1。一体式膜生物反应器是生物处理技术与膜分 离 技 术 相 结 合 的一种新型、高效的污水处理技术。它主要由生物反应器和膜组 件两单元设备组成。它是利用微生物对

26、反应机制进行生物转化， 利用膜组件分离反 应 产 物，并 截 留 生 物 体，实 现 水 力 停 留 时 间 与 污泥停留时间的 彻 底 分 离。消除了传统活性工艺的污 泥 膨 胀 问 题，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌的出 现，提高了生化反应速率，同时，通过降低 F /M 之比来减少剩余污 泥的产生量，提高了生化处理的效果2，3。出水水质为: 排放污水执行 GB 20426-2006 煤炭工业污染物排放 标准，回用水满足 GB 18921-2002 污水再生利用 景观环境用水水 质标准，同时满足业 主 提 出 的 表 1 所 列 主 要 污 染 物 限 值，以 达 到 回用

27、井下设备的要求。表 1 主要出水水质表个 /L1 2工艺流程1工艺设计1 1 水量水质根据煤矿生活污水排放量并考虑未来发展的余量，现设计污 水处理量为 150 m3 /d。根据业主方处理后出水的使用要求，设计注：虚线框内为一体化生活污水处理设备图 1 原污水处理站工艺流程框图櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅项目通过对大型建筑 LED 照明工程的调研分析，结合工程实际，提出了 LED 照明系统设计原则和工程评价方法，建立 了 工 程 评价指标体系，这对 LED 照明工程的规范化评价具有重要意义。 参考文献:J 长江科学院院报，20

28、09( 1) : 19-20N Li，J Li，Z H Zhang，et al Fault Diagnosis of otating Sys- tem Based on Multi-sensor Data FusionC The Sixth World Congress on Intelligent Control Automation， WCICA 20062006: 5466-5470赵焕臣，许树 柏，金 生 层 级 分 析 法一种简易的新决 策方法M 北京: 科学出版社，1986韩中庚 数学建模方法及其应 用M 北 京: 高 等 教 育 出 版 社，2005黄漫国，樊尚春，郑德智 多传感

29、器数据融合技术研究进展 J 传感器与微系统，2010，29( 3) : 5-851张晓光 公共建筑火灾隐患分级判定方法研 究D 西 安:西安科技大学，2009程珍珍 多传感器数据融合技术在煤矿水害预防中的应用 D 太原: 太原理工大学，2009徐晓滨 多元信息的描述与建模方法的研 究D 开 封: 河 南大学，2006李斌 隶属度确定对模糊控制系统稳定性的影响研究 627384On analysis of architectural LED lightingperformance based on multi-level fuzzy comprehensive evaluationEN Yu(

30、Shanxi Academy of Building Design，Taiyuan 030013，China)Abstract: The paper indicates the advantages of LED lighting technique with efficiency，energy-saving and green environment protection，establi- shes the comprehensive evaluation models by adopting the multi-level fuzzy calculation method from the

31、 controllable properties，green and effect properties to have the performance analysis of the lighting system of large buildings，so as to prove by examples that it achieves the ideal effect Key words: LED lighting，property hierarchic，fuzzy evaluation，performance analysis收稿日期: 2014-08-18作者简介: 赵 亮( 1982-) ，男，工程师生活污水机械格栅调节曝气池污水提升泵上清罗茨 鼓风机污泥消化池液回流水解酸化池消毒装置污泥 气提出水排放消毒池二次沉淀池接触氧化池污染物CODCrmg /LBOD5mg /L氨氮mg /LSSmg /LpH总大肠菌群浓度302015106 9500