本發(fā)明涉及一種排放危害評價(jià)方法，特別是涉及一種柴油機(jī)顆粒物排放危害的評價(jià)方法。
背景技術(shù)：
：大氣污染是影響健康的首要危險(xiǎn)因素之一，根據(jù)我國2016年1月1日起實(shí)施的GB3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，顆粒物PM10和PM2.5平均24小時(shí)的一級(jí)限值濃度分別為50μg/m3、35μg/m3。研究表明，柴油機(jī)顆粒物排放量約為500mg/km，汽油機(jī)約為10mg/km，柴油機(jī)是汽油機(jī)的50倍，柴油機(jī)顆粒物排放是城市大氣污染的主要污染源之一。細(xì)顆粒物PM2.5對人體的危害顯著高于粗顆粒物PM10，粒徑更小的超細(xì)顆粒物PM0.1對健康威脅更大。在GB17691-2005和HJ-689-2014規(guī)定，國5階段PM排放試驗(yàn)限值在ESC循環(huán)、ETC循環(huán)和WHTC循環(huán)下分別為0.02g/kw·h、0.02g/kw·h和0.03g/kw·h，進(jìn)而(國5)機(jī)動(dòng)車排放法規(guī)對顆粒物排放提出了新的限制要求4.5mg/km。但無論是大氣環(huán)境PM測量還是機(jī)動(dòng)車排放顆粒物的測量方法都是基于稱重法，測量柴油機(jī)排放顆粒物的質(zhì)量來衡量顆粒物排放的危害。但是，這種方法沒有從顆粒物的粒徑分布、粒數(shù)濃度對人體的傷害來考量柴油機(jī)顆粒物排放的危害。因此，有必要從醫(yī)學(xué)的角度，結(jié)合不同粒徑顆粒物的粒數(shù)濃度分布，探究顆粒物對人體造成的慢性毒性效應(yīng)，建立一種柴油機(jī)顆粒物排放危害的評價(jià)體系，科學(xué)評價(jià)柴油機(jī)顆粒物排放的危害，為檢驗(yàn)和修訂我國各種顆粒物污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種柴油機(jī)顆粒物排放危害的評價(jià)方法，以實(shí)現(xiàn)針對人體危害性的排放危害評價(jià)。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：一種柴油機(jī)顆粒物排放危害的評價(jià)方法，包括以下步驟：S1、選取n個(gè)人體系統(tǒng)因素構(gòu)成對人體危害性的n個(gè)準(zhǔn)則評價(jià)指標(biāo)，由x位評價(jià)者判斷后建立準(zhǔn)則判斷矩陣其中Ux為第x位評價(jià)者的判斷矩陣，(uij)x為第x位評價(jià)者認(rèn)為第i個(gè)人體系統(tǒng)因素與第j個(gè)人體系統(tǒng)因素對人體危害性評價(jià)的重要程度表示；S2、計(jì)算準(zhǔn)則判斷矩陣最大特征根λU和相應(yīng)的特征向量A＝(a1a2…an)T，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性比例時(shí)進(jìn)入下一步，否則返回S1；S3、選取m種粒徑顆粒物構(gòu)成對步驟S1中每個(gè)人體系統(tǒng)因素的m個(gè)方案評價(jià)指標(biāo)，分別由y位評價(jià)者判斷后建立n個(gè)方案判斷矩陣其中為第y位評價(jià)者根據(jù)m個(gè)方案評價(jià)指標(biāo)對第n個(gè)人體系統(tǒng)因素做出的判斷矩陣，為第y位評價(jià)者認(rèn)為第a種粒徑顆粒物與第b種粒徑顆粒物對第n個(gè)人體系統(tǒng)因素評價(jià)的重要程度表示；S4、計(jì)算n個(gè)方案判斷矩陣最大特征根λK1,λK2,…,λKn和相應(yīng)的特征向量其中(b11…bim)T表示第i個(gè)方案判斷矩陣的特征向量，i＝1,2,…,n，對每個(gè)方案判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性比例時(shí)進(jìn)入下一步，否則返回S3；S5、計(jì)算m個(gè)方案評價(jià)指標(biāo)對人體危害性的權(quán)重，S6、取p個(gè)柴油機(jī)排放物樣本構(gòu)建原始數(shù)據(jù)矩陣其中為第i個(gè)樣本中第j種粒徑顆粒物濃度；S7、對原始數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣Z＝(zij)p×m，其中S8、求相關(guān)系數(shù)矩陣R，其中，S9、解特征方程|λE-R＝0|，求出特征值λi(i＝1,2,…,m)，將m個(gè)特征值按大小排列，即λ1≥λ2≥…≥λi≥0，得到第q個(gè)主成分貢獻(xiàn)率q個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率S10、主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率≥85％時(shí)，整數(shù)q的值為主成分個(gè)數(shù)，其對應(yīng)的特征值為λq；S11、根據(jù)公式：|λqE-R|·ei＝0，求得特征向量ei,i＝1,2,…,m，根據(jù)求得lij；S12、主成分表達(dá)式其中i＝1,2,…q表示主成分的個(gè)數(shù)，j＝1,2,…m，建立柴油機(jī)顆粒物排放危害的綜合評價(jià)函數(shù)優(yōu)選的，建立準(zhǔn)則判斷矩陣和方案判斷矩陣時(shí)，采用1～9標(biāo)度法。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，步驟S1中，以人體的呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等等作為準(zhǔn)則層的評價(jià)指標(biāo)；步驟S3中以柴油機(jī)排放的不同粒徑顆粒物作為方案層的指標(biāo)，建立層次結(jié)構(gòu)模型。從醫(yī)學(xué)的角度考量不同粒徑的顆粒物對人體的不同系統(tǒng)造成危害。步驟S6中，主成分分析模型中提出分析指標(biāo)。將柴油機(jī)排放的不同粒徑的粒數(shù)濃度結(jié)合對應(yīng)的權(quán)值作為分析指標(biāo)。在計(jì)算特征根和特征向量時(shí)用相關(guān)陣，減少變量量綱的影響。由于變量取值范圍相差很大，故對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。用綜合評價(jià)函數(shù)衡量柴油機(jī)顆粒物排放的危害。通過主成分分析，減少變量間的重復(fù)信息，利用累計(jì)貢獻(xiàn)率得出中綜合得分模型，即綜合評價(jià)函數(shù)。附圖說明圖1為層次結(jié)構(gòu)模型示意圖。圖2為柴油機(jī)顆粒物排放危害的評價(jià)方法流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。結(jié)合圖1及圖2，一種柴油機(jī)顆粒物排放危害的評價(jià)方法，包括以下步驟：首先選取顆粒物危害的評價(jià)指標(biāo)，主要針對顆粒物對人體造成的危害選取評價(jià)指標(biāo)，建立層次結(jié)構(gòu)模型。層次結(jié)構(gòu)模型中的目標(biāo)層是：顆粒物為人體的危害；準(zhǔn)則層的指標(biāo)是：人體的呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等等。方案層的指標(biāo)是：柴油機(jī)排放的不同粒徑的顆粒物，如PM10、PM2.5和PM0.1或是粒徑更小的積聚模態(tài)顆粒物、愛根模態(tài)顆粒物、成核模態(tài)顆粒物。S1、選取n個(gè)人體系統(tǒng)因素構(gòu)成對人體危害性的n個(gè)準(zhǔn)則評價(jià)指標(biāo)，由x位評價(jià)者判斷后建立準(zhǔn)則判斷矩陣其中Ux為第x位評價(jià)者的判斷矩陣，(uij)x為第x位評價(jià)者認(rèn)為第i個(gè)人體系統(tǒng)因素與第j個(gè)人體系統(tǒng)因素對人體危害性評價(jià)的重要程度表示；S2、利用和積法求計(jì)算準(zhǔn)則判斷矩陣最大特征根λU和相應(yīng)的特征向量A＝(a1a2…an)T，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性比例時(shí)進(jìn)入下一步，否則返回S1；S3、選取m種粒徑顆粒物構(gòu)成對步驟S1中每個(gè)人體系統(tǒng)因素的m個(gè)方案評價(jià)指標(biāo)，分別由y位評價(jià)者判斷后建立n個(gè)方案判斷矩陣其中為第y位評價(jià)者根據(jù)m個(gè)方案評價(jià)指標(biāo)對第n個(gè)人體系統(tǒng)因素做出的判斷矩陣，為第y位評價(jià)者認(rèn)為第a種粒徑顆粒物與第b種粒徑顆粒物對第n個(gè)人體系統(tǒng)因素評價(jià)的重要程度表示；S4、利用和積法計(jì)算n個(gè)方案判斷矩陣最大特征根λK1,λK2,…,λKn和相應(yīng)的特征向量其中(b11…bim)T表示第i個(gè)方案判斷矩陣的特征向量，i＝1,2,…,n，對每個(gè)方案判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性比例時(shí)進(jìn)入下一步，否則返回S3；建立準(zhǔn)則判斷矩陣和方案判斷矩陣時(shí)，采用1～9標(biāo)度法。標(biāo)度為1表示兩個(gè)因素相比，具有同樣重要性；標(biāo)度為3表示兩個(gè)因素相比，一個(gè)比另一個(gè)因素稍微重要；標(biāo)度為5表示兩個(gè)因素相比，一個(gè)比另一個(gè)因素明顯重要；標(biāo)度為7表示兩個(gè)因素相比，一個(gè)比另一個(gè)強(qiáng)烈重要；標(biāo)度為9表示兩個(gè)因素相比，一個(gè)比另一個(gè)因素極端重要；標(biāo)度為2，4，6，8表示上述兩相鄰判斷的中值6；如果指標(biāo)i相對于指標(biāo)j重要程度值為k，則指標(biāo)j相對于指標(biāo)i的重要程度為1/k。和積法計(jì)算最大特征根和最大特征根的特征向量方法是將判斷矩陣每一列歸一化處理得到矩陣W，將歸一化后的矩陣W按行求和得到列向量：再將列向量歸一化處理得到判斷矩陣的最大特征根的特征向量：W＝(w1w2…wn)T，最大特征根：一致性檢驗(yàn)時(shí)，判斷矩陣的一致性指標(biāo)RI可以從下表查得：階數(shù)123456789RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.45S5、計(jì)算m個(gè)方案評價(jià)指標(biāo)對人體危害性的權(quán)重，S6、取p個(gè)柴油機(jī)排放物樣本構(gòu)建原始數(shù)據(jù)矩陣其中為第i個(gè)樣本中第j種粒徑顆粒物濃度；S7、為了消除各項(xiàng)指標(biāo)之間的綱量化和數(shù)量級(jí)上的差別，對原始數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣其中S8、求相關(guān)系數(shù)矩陣R，其中，S9、解特征方程|λE-R＝0|，求出特征值λi(i＝1,2,…,m)，將m個(gè)特征值按大小排列，即λ1≥λ2≥…≥λi≥0，得到第q個(gè)主成分貢獻(xiàn)率q個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率S10、主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率≥85％時(shí)，整數(shù)q的值為主成分個(gè)數(shù)，其對應(yīng)的特征值為λq；S11、根據(jù)公式：|λqE-R|·ei＝0，求得特征向量ei,i＝1,2,…,m，根據(jù)求得lij；S12、主成分表達(dá)式其中i＝1,2,…q表示主成分的個(gè)數(shù)，j＝1,2,…m，建立柴油機(jī)顆粒物排放危害的綜合評價(jià)函數(shù)實(shí)施例1：現(xiàn)提出準(zhǔn)則層的指標(biāo)是：呼吸系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)；方案層的指標(biāo)是：PM10、PM2.5和PM0.1，建立準(zhǔn)則判斷矩陣：方案判斷矩陣：每個(gè)判斷矩陣是若干位專家判斷后的合判斷矩陣(通過幾何平均求得)。分別算出三個(gè)判斷矩陣的最大特征根和相應(yīng)的特征向量分別為：2.000，3.087，3.036；(0.2500.750)T,(0.0960.2840.619)T,(0.1060.6340.261)T。檢驗(yàn)其一致性均≤0.10?？汕蟪鯬M10、PM2.5和PM0.1對于人體危害的權(quán)重值分別為：0.103，0.545，0.351。已測得甲、乙、丙3臺(tái)柴油機(jī)排放PM10、PM2.5和PM0.1的粒數(shù)濃度分別為：85個(gè)·cm-3、231個(gè)·cm-3、684個(gè)·cm-3；106個(gè)·cm-3，224個(gè)·cm-3，670個(gè)·cm-3和97個(gè)·cm-3，203個(gè)·cm-3，700個(gè)·cm-3。則主成分分析模型的分析指標(biāo)為PM10、PM2.5和PM0.1對于人體危害的權(quán)重值與對應(yīng)的粒數(shù)濃度的積，記為x1,x2,x3。按照步驟S7至S10提取2個(gè)主成分，對應(yīng)的特征值λ1＝1.751,λ2＝1.249，方差貢獻(xiàn)為58.376％和41.624％，累計(jì)貢獻(xiàn)率≥85％，第一主成分、第二主成分表達(dá)式分別為：F1＝0.117·x1+0.904·x2-0.959·x3F2＝0.993·x1-0.427·x2-0.282·x3。利用兩個(gè)主成分來評價(jià)柴油機(jī)顆粒物排放的危害。得出綜合評價(jià)得分函數(shù)H，H＝0.584·F1+0.416·F2。甲、乙、丙三臺(tái)柴油機(jī)對應(yīng)的綜合評價(jià)得分函數(shù)H1,H2,H3分別為：114.309、111.275、122.864，數(shù)值越大則說明其顆粒物排放的危害程度越高，所以甲、乙、丙三臺(tái)柴油機(jī)中丙的顆粒物排放危害最大，甲次之，乙最小。實(shí)施例2：現(xiàn)提出準(zhǔn)則層的指標(biāo)是：呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)；方案層的指標(biāo)是：PM10、PM2.5和PM0.1，建立準(zhǔn)則判斷矩陣：方案判斷矩陣：分別計(jì)算出四個(gè)判斷矩陣的最大特征根：3.009，3.081，3.054，3.029；以及這四個(gè)最大特征根對應(yīng)的特征向量：(0.1640.2970.539)T，(0.0570.6490.295)T，(0.5250.3340.142)T，(0.0710.1800.748)T。檢驗(yàn)其一致性可求出PM10、PM2.5和PM0.1對于人體危害的權(quán)重值分別為：0.204，0.303，0.493。已測得甲、乙、丙三臺(tái)柴油機(jī)排放PM10、PM2.5和PM0.1的粒數(shù)濃度分別為：69個(gè)·cm-3、315個(gè)·cm-3、758個(gè)·cm-3；109個(gè)·cm-3、258個(gè)·cm-3、684個(gè)·cm-3；87個(gè)·cm-3、294個(gè)·cm-3、712個(gè)·cm-3。則主成分分析模型的分析指標(biāo)為PM10、PM2.5和PM0.1對于人體危害的權(quán)重值與對應(yīng)的粒數(shù)濃度的積，記為x1,x2,x3。按照步驟S7至S10提取1個(gè)主成分對應(yīng)的特征值λ＝2.956，方差貢獻(xiàn)為98.546％，累計(jì)貢獻(xiàn)率≥85％，第一主成分表達(dá)式分別為：F1＝-0.999·x1+0.992·x2+0.987·x3，則柴油機(jī)顆粒物排放危害的綜合評價(jià)得分函數(shù)H＝-0.999·x1+0.992·x2+0.987·x3，可算出H1,H2,H3分別為449.258、388.163、417.092，即甲、乙、丙三臺(tái)柴油機(jī)顆粒物排放危害的大小順序?yàn)椋杭鬃畲?，丙次之，乙最小。?dāng)前第1頁1 2 3