CN114050980A - 一种基于层次分析与模糊评价法的hplc通信性能评价方法 - Google Patents

一种基于层次分析与模糊评价法的hplc通信性能评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，属于电力系统通信技术领域，解决了现有技术中的HPLC通信性能评价方法指标单一的问题，本发明包括如下步骤：(1)确定层次结构模型；(2)构造判断矩阵；(3)归一化处理及最大特征根的求解；(4)一致性检验；(5)确定准则层和各指标层的权重；(6)建立指标层模糊关系矩阵Ri；(7)计算准则层的评价结果；(8)计算最终评价结果。本发明通过综合通信性能评价的指标框架，对HPLC通信性能的全面、定量综合性评价。

Description

一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法
技术领域
本发明属于电力系统通信技术领域，具体涉及一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法。
背景技术
高速电力线载波(HPLC)通信是指利用配电线路为传输媒介，实现数据传递与信息交换的一种特殊通信方式。随着智能电网建设工程在全国范围内大面积展开，HPLC通信技术凭借其覆盖范围广、无需另外铺设通信线路、结构牢固、成本低廉等优势已经成为智能用电重要的本地通信手段，是推动智能电网建设的重要技术力量。然而配电网信道环境相对恶劣，且存在阻抗匹配性差、噪声干扰不可预测、信号衰减强烈、信道特性时变性高等特点，HPLC通信可靠性难以得到保证，严重影响系统的稳定运行。因此对HPLC通信性能的评价及改进就显得尤为重要。
目前对于HPLC通信性能评价存在以下不足：
(1)HPLC通信性能评价指标比较单一，缺少对其综合通信性能评价的指标框架。
(2)缺少综合评价方法进行科学定量地评价。
因此有必要建立完善的HPLC通信性能评价指标框架及评价方法，为衡量HPLC通信性能提供依据，进一步为完善改进HPLC通信性能提供支持。
发明内容
本发明的目的在于：
为解决现有技术中的HPLC通信性能评价方法指标单一的问题，提供一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，包括如下步骤：
(1)确定层次结构模型；
(2)构造判断矩阵；
(3)归一化处理及最大特征根的求解；
(4)一致性检验；
(5)确定准则层和各指标层的权重；
(6)建立指标层模糊关系矩阵Ri；
(7)计算准则层的评价结果；
(8)计算最终评价结果。
进一步地，所述步骤(1)的方法为：将评价指标分成递阶层次结构，第一层为目标层；第二层为准则层，准则层评价指标为一级评价指标；第三层为指标层，指标层的评价指标为二级评价指标。
进一步地，所述步骤(2)的方法为：将构造出的准则层和指标层各要素两者之间进行比较，采用1-9标度法定量化各要素的重要性，从而构造判断矩阵，1-9标度法中，若元素i与元素j的重要性之比为aij，则j与元i的重要性之比为aji＝1/aij。1-9标度法见表1：
Figure BDA0003345519620000021
表1 1-9标度法
进一步地，所述步骤(3)的方法为：根据
Figure BDA0003345519620000022
计算矩阵每一行比列标度的乘积，再对Mi做n次方根计算
Figure BDA0003345519620000023
并对其进行归一化处理：
Figure BDA0003345519620000024
由AM得到所需的特征向量，根据
Figure BDA0003345519620000025
得到判断矩阵的最大特征根λmax。
进一步地，所述步骤(4)的方法为：根据
Figure BDA0003345519620000026
计算一致性检验指标CI的值，再查找量表得到相应的一致性指标RI，由
Figure BDA0003345519620000027
计算随机一致性CR的值，当CR＜0.1时，判断矩阵满足一致性检验，否则，返回步骤(2)重新构造判断矩阵，直至检验合格为止。
Figure BDA0003345519620000028
Figure BDA0003345519620000031
表2 RI取值量表
进一步地，所述步骤(5)的方法为：重复步骤(2)至步骤(4)，得出指标体系各层的权重系数。
进一步地，所述步骤(6)的方法为：确定评语等级，所述评语等级用于评价目标优劣程度，采用模糊关系评价矩阵Ri评价模糊关系：
Figure BDA0003345519620000032
式中n表示评价指标的个数，m表示评语等级的个数，矩阵元rij表示评价对象的第i个评价指标对第j个评价等级的隶属度；
隶属度的求法为：根据提供的评价对象的客观数据，若第i个评价指标有Qi1个数据属于第1个评价等级，Qi2个数据属于第2个评价等级，以此类推，Qin个数据属于第n个评价等级，则rij＝Qij/∑Qij(j＝1，2，……m)。
进一步地，所述步骤(7)中准则层评价结果为
Figure BDA0003345519620000033
Mi为第i个指标层的权重向量，Ri为第i个指标层的模糊评价矩阵；准则层的模糊关系矩阵为：
Figure BDA0003345519620000034
进一步地，所述步骤(8)中最终评价结果为：P＝MTR，M为准则层的权重向量。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的HPLC通信性能评价方法中，层次分析法主要确定准则层和指标层的权重，模糊评价方法确定模糊矩阵并逐步乘以指标层权重、准则层权重进行数学运算，最终得到评价结果，该评价方法既能对不同类型的HPLC通信性能进行相互对比评价，又能对同一类型的HPLC通信建立评价反馈机制，从而为完善优化通信性能提供了依据。
2、本发明提出了包括发送性能、抗干扰性能、接收性能等HPLC通信性能一级评价指标，每个一级指标又下设多个二级评价指标，形成了全面的通信性能评价指标框架，相比于现有技术中的评价指标，本发明通过该指标框架能更加科学定量地评价通信性能。
附图说明
图1为本发明评价方法的算法流程图；
图2为本发明HPLC通信性能评价指标框架结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的评价方法流程如图1所示，具体实施包括以下步骤：
(1)确定层次结构模型。对HPLC通信性能评价指标进行分类，构建一个性能评价指标间相互连接的递阶层次结构。HPLC通信性能评价指标体系分为三层，第一层为目标层即HPLC通信性能评价A。第二层为准则层B，包括发送性能B1，抗干扰性能B2，接收性能B3。第三层为指标层，即每项准则层下面包含的若干个指标，发送性能B1包括发射功率C1，调制频偏C2，杂散辐射C3，空中码元速率C4；抗干扰性能B2包括抗噪性能C5和抗衰减性能C6，接收性能B3包括接收灵敏度C7和可接受中心频率偏移C8。整个HPLC通信性能评价指标如图1所示。
(2)构造判断矩阵。根据指标体系框架图，计算得到准则层和指标层的判断矩阵，见表3、表4、表5、表6：
Figure BDA0003345519620000041
表3 A判断矩阵
Figure BDA0003345519620000042
表4 B1判断矩阵
Figure BDA0003345519620000051
表5 B2判断矩阵
Figure BDA0003345519620000052
表6 B3指标层判断矩阵
由上表可得到准则层和指标层的判断矩阵为：
Figure BDA0003345519620000053
Figure BDA0003345519620000054
Figure BDA0003345519620000055
Figure BDA0003345519620000056
(3)归一化处理以及最大特征根的求解：
乘积运算：
Figure BDA0003345519620000057
根式运算：
Figure BDA0003345519620000058
归一化：
Figure BDA0003345519620000059
特征向量：
Figure BDA00033455196200000510
最大特征根：
Figure BDA00033455196200000511
(4)一致性检验：
Figure BDA0003345519620000061
又由RI＝0.58；
则
Figure BDA0003345519620000062
满足。
(5)确定准则层和各指标层的权重：
准则层权重：M＝[0.559 0.089 0.352]T；
同理可得各指标层的权重：
M1＝[0.547 0.285 0.110 0.058]T；
M2＝[0.250 0.750]T；
M3＝[0.833 0.167]T。
(6)建立指标层模糊关系矩阵：根据已构建的评价指标体系，采用五级量表，按照“好”“较好”“一般”“差”“较差”五个等级对各指标进行评价。30位专家对各个指标打分结果见
表7：
Figure BDA0003345519620000063
表7专家调查表
发送性能B1的模糊关系矩阵:
Figure BDA0003345519620000071
抗干扰性能B2的模糊关系矩阵:
Figure BDA0003345519620000072
接收性能B3的模糊关系矩阵:
Figure BDA0003345519620000073
(7)计算准则层的评价结果：
发送性能B1的模糊综合评价：
Figure BDA0003345519620000074
抗干扰性能B2的模糊综合评价：
Figure BDA0003345519620000075
接收性能B3的模糊综合评价：
Figure BDA0003345519620000076
准则层的模糊关系矩阵
Figure BDA0003345519620000077
(8)计算最终结果：
Figure BDA0003345519620000078
评价等级 好 较好 一般 较差 差
分值范围 [100，90) [90，80) [80,70) [70,60) ≤60
表8 HPLC通信性能评价等级划分
对评价等级好、较好、一般、较差、差相应赋予分值100、90、80、70、60，计算HPLC通信性能评价得分：
Score＝0.174×100+0.258×90+0.254×80+0.184×70+0.131×60＝81.68；
从而得出HPLC通信性能处于较好的状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)确定层次结构模型；
(2)构造判断矩阵；
(3)归一化处理及最大特征根的求解；
(4)一致性检验；
(5)确定准则层和各指标层的权重；
(6)建立指标层模糊关系矩阵Ri；
(7)计算准则层的评价结果；
(8)计算最终评价结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(1)的方法为：将评价指标分成递阶层次结构，第一层为目标层；第二层为准则层，准则层评价指标为一级评价指标；第三层为指标层，指标层的评价指标为二级评价指标。
3.根据权利要求2所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(2)的方法为：将构造出的准则层和指标层各要素两者之间进行比较，采用1-9标度法定量化各要素的重要性，从而构造判断矩阵，1-9标度法中，若元素i与元素j的重要性之比为aij，则j与元i的重要性之比为aji＝1/aij。
4.根据权利要求1所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(3)的方法为：根据
Figure FDA0003345519610000011
计算矩阵每一行比列标度的乘积，再对Mi做n次方根计算
Figure FDA0003345519610000012
并对其进行归一化处理：
Figure FDA0003345519610000013
由AM得到所需的特征向量，根据
Figure FDA0003345519610000014
得到判断矩阵的最大特征根λmax。
5.根据权利要求1所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(4)的方法为：根据
Figure FDA0003345519610000015
计算一致性检验指标CI的值，再查找量表得到相应的一致性指标RI，由
Figure FDA0003345519610000021
计算随机一致性CR的值，当CR＜0.1时，判断矩阵满足一致性检验，否则，返回步骤(2)重新构造判断矩阵，直至检验合格为止。
6.根据权利要求1所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(5)的方法为：重复步骤(2)至步骤(4)，得出指标体系各层的权重系数。
7.根据权利要求1所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(6)的方法为：确定评语等级，所述评语等级用于评价目标优劣程度，采用模糊关系评价矩阵Ri评价模糊关系：
Figure FDA0003345519610000022
式中n表示评价指标的个数，m表示评语等级的个数，矩阵元rij表示评价对象的第i个评价指标对第j个评价等级的隶属度；
隶属度的求法为：根据提供的评价对象的客观数据，若第i个评价指标有Qi1个数据属于第1个评价等级，Qi2个数据属于第2个评价等级，以此类推，Qin个数据属于第n个评价等级，则rij＝Qij/∑Qij(j＝1，2，……m)。
8.根据权利要求1所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(7)中准则层评价结果为
Figure FDA0003345519610000023
Mi为第i个指标层的权重向量，Ri为第i个指标层的模糊评价矩阵；准则层的模糊关系矩阵为：
Figure FDA0003345519610000024
9.根据权利要求1所述的一种基于层次分析与模糊评价法的HPLC通信性能评价方法，其特征在于，所述步骤(8)中最终评价结果为：P＝MTR，M为准则层的权重向量。
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