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基于熵权TOPSIS法的往复增压泵综合性能评价

更新时间:2016-07-05

随着城市化进程快速推进和城市规模的不断扩张,城市建筑在一天天长高,城市面积也在一天天扩大,很多城市原有城市供水管网难以支撑城市的发展的需要,供水压力日趋严重,特点是供水压力达不到用户正常使用要求,尤其是不能满足高层和偏远用水户的需要,不得不采取供水管网二次增压的方法解决这部分群体正常用水需要。自来水厂及居民小区供水管网二次增压设备目前主要采用往复式活塞泵增压水泵,它具有效率高、压力增幅大且对流量影响较小等优点。性能优良的增压设备是保证供水压力和工作效率的关键。掌握往复式活塞增压泵性能和质量鉴别方法,是选择质量过硬产品,维持生产正常运行的基础。TOPSIS 法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)是通过测算评价单元与“正理想解”和“负理想解”的接近程度来对各评价单元进行相对优劣排序的一种多目标决策分析方法。该方法可靠性高、分辨率强[7][8]。文中利用TOPSIS 法评价往复式活塞泵增压水泵机综合质量,克服传统评价方法的不足,提高决策的科学性。

1.往复式活塞增压泵质量评价指标体系

往复式活塞增压泵主要由三部分组成:一是动力部分主要包括电机、电机保护器、电缆引出接头、放水阀等部件。二是增压泵主体,它是由承压壳体、吸入阀、排出阀、柱塞、泵缸、安全阀、油封等组成。三是电器控制柜部分主要包括电源控制柜、电流电压、压力欠载和超载保护等。根据行业相关标准和生产实际经验,往复式活塞增压泵性能主要包括以下几个方面:泄漏量(以额定流量比例计)(c1)、机组效率(c2)、容积系数(c3)、排出压力流量误差(c4)、额定量误差(c5)、额定功率误差(c6)、额定转速误差(c7)、噪声(c8)、清洁度(c9)、比重量(c10)等,故本文选取上述10指标作为往复式活塞增压泵质量评价指标。往复式活塞增压泵质量评价指标体系如图1所示。

图1 往复式活塞增压泵质量评价指标体系

2.基于TOPSIS往复式活塞增压泵性能评价

TOPSIS法是以参照系为基础,通过分析评价对象与参照系的关系衡量评价对象的优劣。其中“正理想解”和“负理想解”是TOPSIS法的两个基本概念。所谓正理想解是一设想的最优的解(方案),它的各个属性值都达到各评价对象中的最好的值;而负理想解是一设想的最劣的解(方案),它的各个属性值都达到各评价对象中的最坏的值。评价对象的排序的规则是把各评价对象与理想解和负理想解做比较,若其中有一个评价对象最接近正理想解,而同时又远离负理想解,则该评价对象是评价对象中最好的方案[8][9]。具体步骤的如下:

教学中笔者发现,学生对1平方分米的表象往往停留在边长为1分米的小正方形上,观察后感悟:原来1平方分米不一定是边长1分米的正方形,可以是相应的其他图形。这一做法帮助学生突破思维定势,发展面积守恒观念。

2.1 建立评价体系

评价体系包括:对象集、属性集、属性值。

U=(1.3363,1.3435,1.2610,1.2344,1.2022,1.4028,1.3757,1.0828,1.3757,1.2264)

2.2 确定权重

评价对象的综合性能评价为各评价指标的性能的线性组合。往复式活塞增压泵10个性能指标对其综合质量的重要程度是不尽相同的,需要以权重的形式体现。熵在热力学中表征物质状态的参量之一,其物理意义是体系混乱程度的度量。在信息论中,熵可以用于度量信息不确定性的程度。信息量越大,不确定性就越小,熵也就越小;反之,不确定性就越大,熵也就越大。我们可以通过计算熵值来判断某个指标的离散程度,指标的离散程度越大,该指标对综合评价的影响越大,所赋予的权重就越大。熵值法确定权重的具体步骤如下[9][10]

贴近度是综合考虑评价对象与正负理想解关系的量,它表示评价对象靠近正理想解和远离负理想解的程度,贴近度越大,评价对象越优。

w=(0.08429,0.10445,0.10446,0.09891,0.09346,0.10101,0.10191,0.10404,0.10320,0.10427)。

表1 往复式活塞增压泵性能参数

样本比重量kg//kW s1 0.006 85.3 93.5 3.2 1.1 2.3 3.1 75 4.2 16.8 s2 0.009 84.7 91.1 2.8 1.3 2.9 3.4 78 4.9 17.7 s3 0.007 87.2 94.2 2.4 1.8 3.2 3.6 76 4.0 16.4 s4 0.008 85.8 92.6 2.9 1.6 2.5 2.9 80 4.5 17.5 s5 0.004 84.2 92.3 3.4 1.5 2.7 3.2 83 4.4 16.6 s6 0.005 86.7 93.3 2.3 1.2 3.0 2.7 74 4.7 17.2泄漏量/%机组效率/%容积系数/%出口压力误差/%额定流量误差/%额定功率误差/%额定转速误差/%噪声/dB清洁度/g

其中,k=1/lnm。

在立体车库的现有的调度优化策略中包括了连续存车优先策略、连续取车优先策略、原地待命策略、交叉存取策略,这些策略应用在一天的不同时间段可以明显提高立体车库的运行效率[1]。该项目提出一种根据用户停车时间来提高立体车库运行效率的调度策略,并将模糊控制应用到立体车库的优化调度问题中。

(3)计算指标的差异系数

在光程倍增光纤陀螺的零偏实验中,奇偶时隙的输出零偏存在±0.1°/h的误差,但通常情况下,零偏可以被抵消掉.根据前面推导的偏振串扰使得陀螺奇偶时隙输出具有相关性,那么,陀螺在任意状态下均存在这种相关性,可以根据该相关性对零偏进行抵消.

(4)计算指标的权重

式中,Pij第i台泵第j指标的比重;ej第j个指标的熵值;gj第j个指标的差异系数;wj第j个指标的熵值(i=1,2,…,6; j=1,2,…,10)。

按式(1)~(4)计算得到的评价系统的指标比重、熵值、差异系数、权重如表2所示。

对毛竹林施肥以提高竹林产量的研究已有众多报道[3-5]。我国自20世纪50年代以来对毛竹进行了各种施肥研究,并取得了较多研究成果[6]。到20世纪80年代,人们开始对毛竹林进行施肥技术方面的系统性试验研究。但是钢渣肥应用于毛竹林的研究很少,本文以浙江省龙游县社阳乡源头村的毛竹林为研究对象,通过随机区组试验,采用沟施法探讨3种肥料在2种林分密度条件下对毛竹胸径、新竹生长情况的影响,从而确定钢渣肥是否可以取代复合肥和生物有机肥。由于钢渣肥成本低,因此用于生产实践,可以提高竹林的经济效益,为竹业的发展提供依据。

所以,往复式活塞增压泵10个属性指标的权重集为:

(2)计算指标的熵值

2.3 数据规范化

由于往复式活塞增压泵性能指标的量纲和数量级不同,为了便于比较,需对原始数据进行规范化处理,文中采用偏差法对原始数据标准化,经过处理的数据符合标准正态分布,即均值为0[7][8],并可以放大数据之间的差异,提高分别率。

总之,“古苗疆走廊”沿线的民族文化遗产在旅游开发中具有巨大的优势,但是其自身所存在的劣势也十分凸出。在民族文化遗产的旅游开发中虽然有很大的发展机遇,但是这样的发展机遇同样也给自己的旅游开发带来了挑战。所以要在大力挖掘自己的优势同时弥补自身的不足,紧紧抓住机遇以应对挑战。

为效益型数据时(指标值越大越好),偏差法数据标准化公式为

式中,xij第i台泵第j指标的规范化数据,μj第j个指标的平均值,σj第j个指标的标准差(i=1,2,…,6; j=1,2,…,10)。

按式(11)~(12)计算得到的6台往复式活塞增压泵与正负理想解的距离如表5。

为成本型数据时(指标值越小越好,偏差法数据标准化公式为[8]

即当指标值为负向型时,规范化数据前加负号。

表2 评价系统指标比重、熵值、差异系数、权重

样品 Pi1 Pi2 Pi3 Pi4 Pi5 Pi6 Pi7 Pi8 Pi9 Pi10 s1 0.15385 0.16599 0.16786 0.18824 0.12360 0.13855 0.16402 0.16094 0.15730 0.16438 s2 0.23077 0.16482 0.16355 0.16471 0.21348 0.17470 0.17989 0.16738 0.18352 0.17319 s3 0.17949 0.16968 0.16912 0.14118 0.20225 0.19277 0.19048 0.16309 0.14981 0.16047 s4 0.20513 0.16696 0.16625 0.17059 0.15730 0.15060 0.15344 0.15880 0.16854 0.17123 s5 0.10256 0.16385 0.16571 0.20000 0.16854 0.16265 0.16931 0.17811 0.16479 0.16243 s6 0.12821 0.16871 0.16750 0.13529 0.13483 0.18072 0.14286 0.17167 0.17603 0.16830 ei 1.09130 1.11320 1.11320 1.10720 1.10130 1.10940 1.11040 1.11270 1.11180 1.11300 gi -0.09132 -0.11317 -0.11318 -0.10717 -0.10127 -0.10944 -0.11042 -0.11273 -0.11182 -0.11298 wj 0.08429 0.10445 0.10446 0.09891 0.09346 0.10101 0.10191 0.10404 0.10320 0.10427

往复式活塞增压泵10个性能指标中,机组效率、容积系数为效益型指标,其余8个为成本型指标,按式(5)~(8)计算得到的评价系统的规范化数据如表4。

2.4 确定正负理想解

正理想解为各指标属性都处于最优者,即规范化数据值最大者,记为U={u1,u2,…,un},负理想解为各指标属性都处于最劣者,即规范化数据值最小者,记为V={v1,v2,…,vn},即

式中,uj第j个指标的正理想解;v j第j个指标的负理想解(j=1,2,…,10)。

由表4可知,6台往复式活塞增压泵性能的正理想解和负理想解分别为:

这样的场景太熟悉。在培英校园,当孩子遇到困难的时候,第一个伸出援手的是老师;当孩子身体不适的时候,第一个赶到身边陪伴的也是老师。这是培英的传统:有学生在,就有老师在,就有校长在。把学生当作自己的孩子爱,细心呵护、辛勤养育,严慈相济、以爱育人,是每一个培英人的共识。

例如有一次在教学“前滚翻”时,正好别的班级在玩滚球游戏,部分学生的注意力被分散,直勾勾的看着别的班级学生玩游戏,还时不时的拍手叫好。这时,我顺势组织学生一起看向旁边的滚球游戏运动,并让学生观察为什么球能滚得那么快?我们怎样才能滚得更快?有的学生说“老师,篮球是圆的,所以它在地上滚得快”;有的学生说“老师我们要像球一样团在一起才能滚的过去”。我再指出部分学生在刚才的练习中是因为没有低头、团身,所以才会整个身体翻到地上,甚至有的同学翻不过去,启迪学生在练习过程中应做到“三靠一低头,滚动像个球。”在接下来的练习过程中,学生好似豁然开朗,练习效果突飞猛进。

对象集为待评价的往复式活塞泵增压水泵,本文以6台不同厂商生产的L06型往复式活塞增压泵为研究对象,该型号泵的额定功率13kW,额定转速为330rpm,最大排出压力7.0MPa,最大流量11m3/h。记为S={s1,s2,…,s6}。属性集为上节所述往复式活塞泵性能评价指标体系中的10个指标,记为C={c1,c2,…,c10}。评价值为泵的属性指标的度量值,记A=(rij)n×m。表1为这6台往复式活塞增压泵性能的测试值,即决策矩阵为A=(rij)6×10

V=(-1.3363,-1.2568,-1.593,-1.3316,-1.3068,-1.3026,-1.3757,-1.5750,-1.3757, -1.2910)

2.5 计算各方案与正负理想解的距离

评价对象与正、负理想解的距离为其指标距离的加权平均值。

评价对象与正、负理想解的距离分别为[4][5]

往复式增压泵利用大面积活塞的低压液体驱动而在小面积活塞上产生高压液体达到增压的目标,是城市供水二次加压工艺中的主要设备,它具有零件及密封少,维护简单,成本低、性价比高,增压效果好、可调性强等优点。往复式活塞增压泵的性能对供水效果和设备使用影响较大,选择优良的设备是保证供水压力和提高设备利用率的关键。TOPSIS法是常用的决策方法,并且具有简单、实用和可操作性强等优点,文中运用熵权TOPSIS法评价往复式活塞增压泵综合性能,具有较好的效果,对往复式活塞增压泵设计、制造、选择、使用和维护等都具有一定的现实意义。

北漂一族,大家说,离开北京,回重庆、成都,回自己的家乡,探讨这个问题有意义吗?你有机会就留在这儿,甚至可以去纽约、伦敦,没有机会死守在这儿没有意义。

2.6 计算各方案的贴近度

(1)计算指标的比重

综上所述,对直径在5cm以上的细菌性肝脓肿,用超声引导下经皮穿刺置管引流术进行治疗较细针抽吸术更适合,疗效更优。

评价对象与正理想解的贴近度为

式中,Fj第i台泵与正理想解的贴近度(i=1,2,…,6)。

按式(13)计算得到的6台往复式活塞增压泵与正理想解的贴近度如表5。

F1=0.64825,F2=0.25091,F3=0.58114,F4=0.48886,F5=0.43603,F6=0.63674 由于 F1>F6>F3>F4>F5>F2,故这6台往复式活塞增压泵综合质量排序为:

表4 评价系统的规范化数据

样品 xi1 xi2 xi3 xi4 xi5 xi6 xi7 xi8 xi9 xi10 s1 0.26726 -0.30337 0.61511 -0.84867 1.20220 1.40280 0.15285 0.7875 0.76427 0.45185 s2 -1.33630 -0.82344 -1.59930 0.077152 -1.30680 -0.40080 -0.76427 -0.09844 -1.37570 -1.29100 s3 -0.26726 1.34350 1.26100 1.00300 -0.99315 -1.30260 -1.37570 0.49219 1.37570 1.22640 s4 -0.80178 0.13002 -0.21529 -0.15430 0.261350 0.80160 0.76427 -0.68906 -0.15285 -0.90370 s5 1.33630 -1.25680 -0.49209 -1.31160 -0.05227 0.20040 -0.15285 -1.57500 0.15285 0.83915 s6 0.80178 0.91012 0.43058 1.23440 0.88860 -0.70140 1.37570 1.08280 -0.76427 -0.32275 μj 0.0065 85.6500 92.8330 2.8333 1.4833 2.7667 3.1500 77.6670 4.4500 17.0330 σj 0.001871 1.15370 1.08380 0.43205 0.31885 0.33267 0.32711 3.38620 0.32711 0.51640 uj 1.33630 1.34350 1.26100 1.23440 1.20220 1.40280 1.37570 1.08280 1.37570 1.22640 vj -1.33630 -1.25680 -1.59930 -1.31160 -1.30680 -1.30260 -1.37570 -1.57500 -1.37570 -1.29100

s1>s6>s3>s4>s5>s2

说明1#泵的综合性能最优,2#泵的综合性能最差。往复式增压泵综合性能评价结果直观图如图1。

表5 评价对象与正负理想解的距离、贴近度

样品 s1 s2 s3 s4 s5 s6 D+i 0.33446 0.71090 0.46722 0.46441 0.56478 0.36402 D- i 0.61639 0.23811 0.64824 0.44417 0.43666 0.63807 F i 0.64825 0.25091 0.58114 0.48886 0.43603 0.63674

图1 评价结果直观图

某校区二次供水系统改造时选择1#泵厂商生产的L06型往复式活塞增压泵,经过6个月的使用结果发现,与之前采购的另外厂商生产的同型号的泵相比,节电率为12.45%,故障率少17.34%,噪音下降14.27%,居民反映,水压比之间有很大提高,基本能满足小区各类生活用水的需要。

某校区二次供水系统改造时选择1#泵厂商生产的L06型往复式活塞增压泵,经过6个月的使用结果发现,与之前采购的另外厂商生产的同型号的泵相比,节电率为12.45%,故障率少17.34%,噪音下降14.27%,居民反映,水压比之间有很大提高,基本能满足小区各类生活用水的需要。

3.结语

式中, Dj+第i台泵与正理想解的距离;Dj-第i台泵与负理想解的距离(i=1,2,…,6)。

最好玩的就是iPad了。令人走火入魔的游戏,大快人心的漫画,搞笑的视频段子,都是我的最爱。还等什么?上手就玩“吃鸡”。不过我很有自觉性,只有老妈看不到,才能想玩多久就玩多久。再好吃的鸡,也有吃撑的时候,这会儿我已头晕目眩,站不起身。

参考文献:

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Stars are dense and don’t twinkle, strong wind will blow next day.

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在写作中语言表达不恰当是学生作文的一大问题,在语言表达上的匮乏主要是源于词汇积累不足。为了解决这种“巧妇难为无米之炊”的尴尬局面,可以让学生对好词、好句、好段进行积累,还可以让学生专门备准一个“我的作文素材库”,引导学生在日常生活中多观察、多聆听、多阅读,将一些有价值的素材积收集在其中,写作时就可以厚积薄发。

PPP模式下,社会资本作为专业的投资人进行项目的开发建设,政府则作为公共服务的提供者和监督者为社会资本提供政策和法律支持,虽然政府也可以出资或以资产作价入股,但理论上不超过50%,实际中通常不超过30%,避免了政府直接举债,转移了政府的融资风险[1]。

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[8] 郭新艳,郭耀煌.基于TOPSIS法的地区科技竞争力的综合评价[J].软科学,2004,18(4):30-32

舒服华
《城镇供水》 2018年第1期
《城镇供水》2018年第1期文献

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