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物元可拓评价法在小麦质量评价中的应用研究

更新时间:2009-03-28

粮食安全是国家安全的重要组成部分,是事关国计民生和社会政治稳定的首要问题。农作物收入目前仍然是我国农民的主要收入来源,尤其是粮食收入是我国大多数种粮农民的重要收入来源之一[1~2]。粮食安全不仅仅要在数量上安全,还要在质量上安全。小麦是我国北方农民种植的主要粮食作物,其产量和价格直接关系到种麦农户的增收致富。随着我国市场经济体制的逐步建立和完善,粮农要提高生产技术,生产高品质的粮食来更好满足市场需求。否则,收购的粮食由于质量和品质出现问题,就难以被市场接受,不仅造成粮食卖不掉形成积压,给粮食购销部门造成负担,甚至造成浪费,也会影响种粮补贴政策的良性和可持续推进[3~4]。在当前的市场经济条件下,粮食生产应当遵循一定的市场规律,即优质优价,按质论价。在小麦收购问题上,我国制定并实施了强制性国家标准GB 1351-2008《小麦》。依据该标准评判不同等级的小麦,收购价格不同,这不仅体现了公平公正的原则,又能促进麦农提高种麦技术水平,生产高质量的产品更好满足市场需求,缓解购销矛盾。现行的GB 1351-2008只有容重这一指标作为定等级指标,其他指标只要满足标准规定的最低要求即可,这样做难以细致、准确、客观地反应小麦的质量状况。物元可拓模型通过界定评价指标经典域的区间,利用单指标的关联函数获取单指标状态,再通过模型集成得到多指标综合水平状况,能有效提高评价的科学性。本文运用物元可拓评价法对小麦质量作出评价,希望能为维护小麦交易市场的公平公正秩序提供一种评价方法参考。

一、质量评价指标体系

按照强制性国家标准GB 1351-2008《小麦》,小麦等级质量要求涉及指标共有6个,即容重、不完善粒、杂质含量、杂质中矿物质含量、水分、色泽气味,小麦品质共分为5个等级。故本研究选取容重 (C1)、 不完善率 (C2)、 杂质含量 (C3)、 杂质中矿物质含量 (C4)、水分 (C5)、色泽气味(C6) 6个指标作为小麦质量评价综合评定指标。国家标准中对小麦的质量要求指标如表1所示[5],小麦质量评价指标体系如图1所示。

 

表1 小麦质量等级指标控制标准

  

小麦等级容重(g/L)不完善粒(%)杂质总量(%)杂质中矿物质含量(%)水分(%)色泽气味1 2 3 4 5≥7 9 0≥7 7 0≥7 5 0≥7 3 0≥7 1 0≤6.0≤6.0≤8.0≤8.0≤1 0.0≤1.0 ≤0.5 ≤1 2.5 正常

  

图1 小麦质量评价指标体系

二、物元可拓评价模型

一)物元的基念 给定事物的名称N,它有n个特征Ci(i=1,2,…,n),其对应的量值为Vi,以有序三元组R= (N,Ci,Vi)作为描述事物的基本元,称为物元,见公式 (1)[5]

 

物元可拓评价模型中的基本概念主要有经典域物元、节域物元、待评对象物元。若评价对象的评语共有j个等级 (j=1,2,…,m),则经典域物元、节域物元,待评对象物元定义为:

1.经典域物元。评价对象为j等级时各特征的取值范围所构成的物元称为经典物元,见公式(2)[6]

我国总共与14个国家接壤,是世界上陆上邻国最多的国家。周边外交对我国的发展大局和外交大局具有无可替代的战略意义。中南半岛不仅是同我国有着深厚历史渊源的近邻,也是关系到我国维护边疆、能源、经济和文化安全的关键地区,还是建设“21世纪海上丝绸之路”的枢纽节点。借助文化外交的平台巩固和拓展我国与中南半岛的交往合作则是增进双方理解互信的重要步骤。而针对这一过程中所出现的对象国行为差异等问题,我国接下来的文化外交措施还有诸多有待改进之处。

 

个人理财的专业人才主要从事理财中介机构(理财公司、理财媒体等)和金融机构(包括银行、证券、保险、信托、基金等),同时也能从事企事业单位财务工作。因此,具备专业性、实操性、复合型的人才,才能胜任日益变化的金融工作。[5]

《钱塘江幻想曲》的曲式为ABCDAB式的六个乐段结构,也可以归纳为带再现的复三部曲式:A、B算一个复乐段,C、D算一个复乐段,再现的A、B是第三个复乐段,加上八小节的引子和五小节的结尾,构成了一个严格对称和平衡的复三部曲式结构。

2.节域物元。评价对象各特征量值的定义域所构成的物元称为节域物元,见公式 (3)。

w3=8/(10+9+8+7+6+8.5)=0.164 9;

 

式 (3) 中,(api, bpi) (i=1, 2, …, n) 为第 i个评价指标量值在整个定义域内的取值范围。

3.待评对象物元。评价对象各特征量实际量值所构成的物元称为待评对象物元,见公式 (4)。

 

式中, xi(i=1,2,…,n)为评价对象第i个特征的度量值。

二)评价方法与步骤

国务院于1994年颁布的《种畜禽管理条例》第15、16条规定,生产经营种畜禽的单位和个人,必须向县级以上人民政府畜牧兽医行政主管部门申领《种畜禽生产经营许可证》、申领《种畜禽生产经营许可证》必须具备符合良种繁育体系规划布局要求,所用种禽合格、优良,来源符合技术要求,并达到一定数量,要相应的畜牧兽医技术人员,有相应的防疫措施,有相应的育种资料和记录。因此各级畜牧业兽医行政管理部门只有严格按照《种畜禽管理条例》的规定加强管理,才能及时掌握和了解本地区种畜禽来源、品系情况。从而保证种畜禽品种质量,促进养殖业的健康发展。

1.确定关联系数。关联系数也称关联函数,是描述评价对象的评价指标与其对应划分等级联系程度的参数。设有界区间X=[a,b],则X的模定义[7]为:

 

关联度反映了待评对象符合标准等级要求的程度,其值越大越符合对应的标准等级。Kj(Nx)<0,表示待评对象不符合对应的标准等级的要求;Kj(Nx)>0,表示待评对象符合对应标准等级的要求。

2.确定评价指标的权重。采用环比评分法确定评价指标的权重。这是一种较为简单的主观赋权法。具体方法为,首先根据属性指标对评价结果的影响程度对每个评价指标的重要性进行评分,评分可为百分制也可十分制,可为小数也可为分数,根据决策者的喜好自行决定。然后对各评价指标的得分值进行归一化,即可得到其相应的权重。设属性指标Ci的重要性评分为Pi,则评价指标Ci的权重wi为:

 

w2=9/(10+9+8+7+6+8.5)=0.185 6;

 

式 (7)中,Kj(xi)为评价对象第i个评价指标与其对应的第j个划分等级的关联系数;ρ(xi,Xj) 为 xi到 Xji= (aji, bji) 的距离, 即评价对象第i个特征到第j个等级经典域取值区间的距离;ρ(xi, Xpi) 为 xi 到 Xpi= (api, bpi) 的 距离, 即评价对象第i个特征到第j个等级节域取值区间的距离。

4.作出评价结果。根据待评对象的关联度Kj(Nx)数值大小决定其所属等级。关联度最大的对应等级为待评对象的最终等级。即若Kjx=maxKj(Nx),则待评对象Nx属于第j个等级。

三、小麦综合质量评价实例分析

以某小麦样品为例,品种为襄麦25。以容重、不完善率、杂质含量、杂质中矿物质含量、水分、色泽气味6个指标为小麦质量评价指标,分别记为C1、 C2、C3、 C4、 C5、C6, 小麦质量 评价级别共为5级, 分别记为N1、N2、N3、 N4、 N5。 由于国家标准中小麦质量等级指标中对杂质含量、杂质中矿物质含量、水分只作了最低要求,对色泽气味也较笼统,为了使评判更为客观精确,经研究并结合实际,对杂质含量、杂质中矿物质含量、水分作了细化,将色泽气味评判以分值的方式具体化。本研究对小麦质量评价级别的划分与国家制定的标准等级不尽相同,有所差别,但能更准确地反应小麦质量状况。取样3次,每次取样500 g,取3次值为最终值,色泽气味由3位相关业内专家评分,评分为百分值,取3人所给平均值为最终值。小麦样品各指标的测试参照国家有关标准[9~10],其结果是容重为733 g/L、不完善率为7.85%、杂质含量为0.732%、杂质中矿物质含量为0.381%、水分为11.4%、色泽气味为78分。于是,可得到小麦质量评价各指标各级别的经典域、各指标节域区间以及待评对象的实测值 (见表2)。

为了验证IOCAP算法对聚类效果的影响,采用UCI中的Iris(鸢尾花)数据集[16]、Diabetes(糖尿病)数据集、Digits(手写数字)数据集、Plant(植物)数据集及Posture(手势识别)数据集进行实验.对五种数据集采用K-Means算法、Spectral Clustering算法、经典AP算法和IOCAP算法进行聚类.将算法的阻尼系数damp均设为0.5,最大迭代次数设为1 200,粒度变量Gv中的λ设为0.6,使得聚心保持稳定的迭代次数设为120次.

 

表2 经典域、节域取值区间及评价对象实测值

  

评价指标经典域取值区间 节域取值区间 评价对象实测值N1 N2 N3 N4 N5 Np Nx C1 C2 C3 C4 C5 C6[810,790)[4,6)[0.3,0.5)[0,0.1)[10.0,10.5)[80,100)[790,770)[6,8)[0.5,0.75)[0.1,0.3)[10.5,11.5)[60,80)[770,750)[6,8)[0.5,0.75)[0.1,0.3)[10.5,11.5)[40,60)[750,730)[8,10)[0.75,1.0)[0.3,0.5)[11.5,12.5)[20,40)[730,710)[8,10)[0.75,1.0)[0.3,0.5)[11.5,12.5)[0,20)[710,810][4,10][0.3,1.0][0,0.5][10,12.5][0,100]733 7.85 0.732 0.381 11.4 78

确定评价指标的权重。根据专家意见和生产实际经验, 得到评价指标 C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6之间的相对标度值分别为 P1=10,P2=9.0,P3=8.0,P4=7.0, P5=6.0, P6=8.5, 故其相应的权重为:

本次共查到泄漏点18处,其中特大漏点1处,大漏点1处,中漏点5处,小漏点11处。对这些漏点的泄漏原因分析及处理情况如下:

w1=10/(10+9+8+7+6+8.5)=0.206 2;

3.计算关联度。若评价对象评价指标Ci的权重为wi(i=1,2,…,n),其属性值xi划分为第j个等级的关联系数为Kj(xi),则评价对象关于j等级的关联度[4]为:

w4=7/(10+9+8+7+6+8.5)=0.144 3;

一是PPT(PowerPoint)课件内容与Dreamweaver等软件的实例演示环境脱节.用Dreamweaver等软件制作网页的有关知识点和操作技巧都体现在教师制作的PPT中,而教师演示的网站例子并没有充分体现出相关的知识要素和要点.

3.采用合理的栽培措施,及时合理适时均匀施肥,同时通过采用一定的措施减轻不利气候因素对水稻的不利影响。对稻田水层的进行合理的水分管理,如花粉母细胞减数分蘖期,既要防止低温冷害,又要防止高温干旱造成得危害,如果遇到低温(低于17度)或孕穗和抽穗前后遇35℃以上的高温天气,都要及时灌深水,串灌换水,以水调温,大水护胎,以减轻极端天气对水稻孕穗、开花受精及结实的危害。水稻灌浆结实期宜采用间歇灌溉,田间做到干干湿湿,以提高水稻根系活力,保持水稻后期活根成熟,后期切忌断水过早。

式 (2)中, (aji,bji)为第i个评价指标对应的第j评价等级的量值范围 (i=1,2,…,n,j=1, 2, …, m)。

w5=6/(10+9+8+7+6+8.5)=0.123 7;

w6=8.5/(10+9+8+7+6+8.5)=0.175 3。

计算评价指标的关联系数。按公式 (7)计算各评价指标对应各等级的关联系数 (见表3)。

计算评价对象的关联度。按公式 (9)计算评价指标对应各等级的关联度 (见表3)。如表3所示,由于指标间有强烈的冲突,故最终关联度均为负值,说明与所属等级的关联度不太强。

作出评价结果。由表3中结果可见,K2(Nx)>K4(Nx)>K3(Nx)>K5(Nx)>K1(Nx),因为 K2(Nx)值最大,所以最终评价结果为N2,即该小麦样品的综合质量评价为2级。评价结果直观效果如图2所示。

由图3可知,两组样品中总酸含量差别不大,且总酸含量符合米酒的国家标准。在发酵条件及其工艺控制的条件下,小米酒中的总酯含量较高,原因可能是由于不同的发酵原料所造成的。小米酒相较于黑米酒含有较高的油脂,在发酵的过程中肯定会一部分残存在于发酵酒液中,原因可能是由于不同的发酵原料所造成的,小米中的植物类油脂含量明显高于黑米。酒体中适当的酸酯比例,有利于保证酒体的口感酸甜醇厚,并使酒体呈现一定的酯类特殊香气,增加酒体的丰满程度。

 

表3 评价指标的关联系数和评价对象的关联度

  

评语等级关联度Kj (x1) Kj (x2) Kj (x3) Kj (x4) Kj (x5) Kj (x6) Kj (Nx)关联系数N1 N2 N3 N4 N5-0.712 50-0.616 67-0.425 00 0.150 00-0.11 539-0.462 50 0.575 00 0.575 00-0.062 52-0.062 52-0.702 50-0.405 00-0.405 00 0.405 00 0.405 00-0.464 00 0.072 00 0.072 00-0.062 94-0.062 94-0.204 08 0.200 00 0.200 00-0.093 03-0.093 03-0.083 33 0.100 00-0.560 00-0.681 16-0.966 67-0.455 41-0.034 56-0.110 74-0.053 89-0.158 66

  

图2 评价结果的直观效果

从样品小麦各指标的实际值看,指标间的冲突还是比较大的,容重按控制标准属于4级;不完善率属于第2、3级;杂质含量属于第2、3级、杂质中矿物质含量属于第4、5级;水分属于第2、3级;色泽气味则属于第2级。因此,以传统的指标控制法无法准确评价小麦质量。采用物元可拓评价模型评判,不仅可以化解指标间的冲突,作出确切的结论,而且结论客观公正,能避免交易双方的分歧,维护各自的利益。由此可见物元可拓评价模型在小麦质量评价中的优势。

四、结语

粮食安全始终是关系国民经济发展、社会稳定和国家治理的全局性重大战略问题。保证粮食安全,对实现全面建设小康社会的目标、构建社会主义和谐社会和推进社会主义新农村建设等具有十分重要的意义[11~14]。随着我国粮食购销体制的改革,对小麦和其他粮食作物一样引入了市场机制,短时间内对粮食企业的生存发展带来一定的压力,但粮食企业决不能以此为借口损害粮农的利益[14~15]。应积极响应国家的号召,把党的惠农政策落实到位,客观公正、心怀大局地收储麦农的产品[16]。物元可拓评价法是一种对复杂事物属性的优化测量和表征技术,它是在多种已知的一般决策的比较和优选的基础上,根据各层次、各阶段产生的不相容的矛盾问题的需要,突破常规、拓展性地采取创造性决策技巧,抓住关键策略,最大限度地满足主系统、将不相容的矛盾转化为相容关系,实现全局性最佳决策目标的多属性问题决策方法。它能在复杂系统中化解次要矛盾,解决主要矛盾和关键性难题,已成为对多信息源数据融合的有力技术和工具。运用物元可拓评价法对小麦质量进行质量评价,有利于克服传统评价方法的不足,提高了小麦质量评判的准确性和可靠性。

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《农产品质量与安全》2018年第02期文献

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