基于粗糙集理論的中央空調節能評測的研究
李秀娟,紀賴恩,許曉東
(河南工業大學電氣工程學院,河南鄭州450007)
摘 要:為提高中央空調節能評測方法的準確性和效率,提出了應用粗糙集理論的中央空調系統節能評測方法,解決了空調節能因素的屬性約簡問題和決策規則的不確定性問題。對中央空調系統原始參數進行聚類量化處理,構建出中央空調節能決策表;應用差別矩陣的方法計算決策表的核,求出決策表的****或次優約簡,找出影響中央空調節能的確定性因素和不確定性因素;利用確定性因子和覆蓋因子確定決策規則集。示例結果表明應用粗糙集理論的空調節能評測方法科學有效、可行。
關鍵詞:中央空調節能;粗糙集理論;屬性約簡;確定性因子;覆蓋因子
中圖分類號:tp 27 文獻標識碼:a
1引 言
隨著全球能源供給越來越緊張,世界各國都在積極采取措施來減小能源危機帶來的影響。中央空調作為能耗大戶,其節能與能耗評價已經受到世界各國的高度重視。文獻]的研究顯示,目前中夾空調節能評測方法主要從3個方面進行,第一從主機的性能指標來分析,即壓縮機cop越高節能效果越好,但是忽略了綜合部分負荷性能系數(iplv)的影響;第二從空調系統節能技術的應用情況來分析,即系統應用的節能新技術越多越節能,實踐證明不同的節能新技術相互影響,而且這些新技術本身也要消耗能量,從經濟技術角度來看此方法帶有片面性;第三從空調系統的控制功能分析,而控制系統能否根據環境變化合理調節空調運行狀態,不僅取決于控制系統本身,還受到空調自身結構參數的影響,僅從控制系統分析帶有不確定性。上述任何一種方法對空調系統的評測都存在片面性和不確定性。粗糙集理論與方法能有效地處理系統中復雜的數據信息,將粗糙集引入系統分析研究中已經取得明顯效果。本文通過對空調運行原理和空調技術進行研究,對影響空調節能的因素進行分類,應用差別矩陣和屬性重要度約簡算法對影響節能的因素進行約簡,找出主要因素,根據確定性因子和覆蓋因子得出中央空調節能評測決策規則,最后對中央空調系統的節能性能進行評測。
2粗糙集理論基礎
粗糙集。7把客觀世界或對象世界抽象為一個知識表達系統,它是一個四元組krs= (u,a,v,f)。其中,u={x1,x2,…,xn}為對象(或事例)的有限集合;a={a1,a2,…,am}為屬性的有限集合;v={v1,v2,…,vm}為屬性的值域集;f為信息函數。屬性集a常常又劃分為條件屬性集c和決策屬性集d,且滿足,a=cud,cud不等于φ。
定義1[8] (差別矩陣)設dt=(u,a,v,f)為一個決策表,論域u是對象的一個非空集合,u= {x1,x2,…,xn},iul =n,則定義:
為決策表的差別矩陣,其中i,j=1,2…n
從定義可以看出,差別矩陣的元素cij就是能夠區分對象鼉和對象xj的所有簡單屬性組成的集合。如果論域中兩個對象的決策值相同,就不考慮存在差異,用符號“一”表示;如果論域中兩個對象的決策值不相同,且屬性值全部相同,即表示兩個對象所對應的決策是不相容的,用空集φ表示;如果論域中兩個對象的決策值不同,且存在區分這兩個對象的條件屬性,則所有這樣的條件屬性組成的集合就構成了決策表差別矩陣的對應元素。
定理1在一個相容決策表中,決策表的相對d核等于該決策表的差別矩陣中的所有單個屬性元素組成的集合,即:
定理2 對任意的b屬于c,若b滿足以下兩個條件:
定義2 [9]設c和d分別表示條件屬性集c和決策屬性集d的等價類集合。當c-={x1,x2, |