1.本发明涉及领域事物稳定程度评价技术领域，具体涉及一种基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法。
背景技术：2.目前针对事物稳定程度的指标评价体系和其计算方法有很多，在不同领域均有相应的表征方式。包括灰色系统法、层次分析法、概率论法、层次分析法、模糊综合评价法、状态空间法、脆弱指数法等，其中层次分析法在多领域分析评价中具有较为广泛的应用程度。
3.针对不同模型构建的评价体系和计算方法，在其应用范围内大多无法兼顾系统局部分析和整体分析结合的角度。从针对待评价事物构建指标评价体系的方法来看，大多数方案都是构建指体系后，通过相应领域的评价计算方法得出其整体性的评价结果，无法从系统局部着手，进一步的做评价分析，也无法对处于不同结构层的事物进行整体和局部建模分析并在复杂的系统中找到整体和局部之间、局部与局部之间的关联性。因此，亟需一种新型表征事物稳定程度的方法，以期能够直观表征和分析事物的稳定程度。
技术实现要素：4.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，选用数学方法和平面图形结合的方式，借鉴层次分析法结构层的理念，用于在构建指标体系的过程中，能够对处于不同结构层的事物进行整体和局部建模分析并可在复杂的系统中找到整体和局部之间、局部与局部之间的关联性，并且能够在事物稳定程度评估时直观表现出其特征，解决了上述背景技术中提到的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，包括如下步骤：
6.s1、构建待评价事物指标评价体系；
7.s2、建立因素集和评价集；
8.s3、确定指标的稳定程度边界条件；
9.s4、利用离差最大化原理计算权重；
10.s5、使用二维节点法计算其稳定程度；
11.s6、表征事物稳定状态。
12.优选的，所述步骤s1中构建待评价事物指标评价体系，包含结构层次和各层次表征部分的维度指标。
13.优选的，所述步骤s2中评价集是稳定程度评价结果的集合，采用五级评价法z＝{z1z2z3z4z5},分别表示低脆弱区、较低脆弱区、中等脆弱区、较高脆弱区、高脆弱区。
14.优选的，所述步骤s3确定指标的稳定程度边界条件具体是界定指标参数处于稳定与非稳定状态下的临界情况。
15.优选的，所述步骤s4中利用离差最大化原理计算权重具体是基于离差最大化原理
确定评价指标系统权重ωi，由于各指标数量级不同，在进行权重计算之前，需要获得各评价指标的相对差值ξ，
[0016][0017]
(i＝1,2,
…
,n；j＝1,2,
…
,m)；
[0018]
式中，δ
ij
＝|t
io-x
ij
|；t
i0
为第i个指标的标准值；x
ij
为第i个指标的第j个现状值；ρ∈[0,1]为分辨系数，取值0.5，根据各评价指标的相对差值得到指标i的权重ωi，
[0019][0020]
优选的，所述步骤s5中使用二维节点法计算其稳定程度，具体包括如下步骤：
[0021]
s51、计算指标相对基点的离散程度
[0022]
式中，ii代表指标实际值，li代表边界条件的边界值；
[0023]
s52、将其每个指标作为状态点嵌入相应状态层中，根据指标离散情况界定该状态层的稳定情况；
[0024]
s53、得到各个状态层权重后综合得出整体的稳定情况ez，
[0025][0026][0027]
式中，ez为综合评价值；wi为各状态轴的权重；e
pi
为状态轴的评价值。
[0028]
优选的，所述步骤s6中表征事物稳定状态具体是：根据计算的状态点在状态轴的离散程度，与状态轴稳定边界条件对比，然后通过评价集来表征事务稳定状态评价结果，
[0029]
(1)针对二维平面单点表征事物稳定状态时，划定二维坐标轴(0,0)点为状态基点，状态点在运动过程中，通过其状态点与状态基点的距离d表征其稳定程度，当状态点距离状态基点越近，其离散程度越低，其稳定程度越高；
[0030]
定义状态点介于稳定与不稳定之间的边界条件为d，判定条件为：当状态点与状态基点的距离d＜d时，判定为处于稳定状态；当d＝d时，判定为处于稳定与非稳定临界状态；当d》d时，判定处于非稳定状态；
[0031]
(2)针对二维平面双点表征事物稳定状态时，通过状态轴上相邻两状态点运动轨迹与状态轴围成的面积s表征整体稳定程度；
[0032]
定义相邻两状态点运动轨迹与状态轴围成的面积的边界条件为sz，判定条件为：当s＝0时，判定为处于最稳定状态；当s《sz时，判定为处于稳定状态；当s＝sz时，判定为处于稳定边界状态；当s》sz时，判定为处于失稳状态；
[0033]
(3)针对二维平面多点表征事物稳定状态时，构建状态轴x,按照相同的间隔排布状态点，根据各状态点在状态轴的运动与状态轴相连围成的面积区域表征整体的稳定程度。
[0034]
本发明的有益效果是：本发明提出的一种新的直观表征事物稳定程度的评价方法，通过图形的直观性，从而直观的表征事物是否处于稳定的状态，不仅能够分析出整体的稳定程度，还能从局部入手，判定局部的情况，对于评估复杂的系统具有更广泛的应用。
附图说明
[0035]
图1为本发明二维节点法评价体系构建流程图；
[0036]
图2为本发明平面单点表征稳定程度概念示意图；
[0037]
图3为本发明双点表征稳定程度s＝0概念示意图；
[0038]
图4为本发明双点表征稳定程度sz＝s1概念示意图；
[0039]
图5为本发明双点表征稳定程度sz》s2概念示意图；
[0040]
图6为本发明双点表征稳定程度sz《s3概念示意图；
[0041]
图7为本发明多点表征稳定程度概念示意图。
具体实施方式
[0042]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
实施例1
[0044]
请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，提出一种新的方式能够在事物稳定程度评估时直观表现出其特征。采用了二维平面单点和双点表征事物稳定性状态，并扩展多点形成一种新的稳定程度计算方法。本发明借鉴层次分析法，结构层的理念，对客观事物整体进行分解，构建被评价事物指标体系。
[0045]
本发明提出的二维平面单点表征事物稳定状态时，划定二维坐标轴(0,0)点为其状态基点，其状态点距离基点的距离长短表征其稳定程度，其离散程度越低，其状态点稳定程度越高。
[0046]
状态点运动过程中，距离状态基点越近，稳定程度越高。当状态点介于稳定与不稳定之间时引入边界条件，判定条件为：状态点与状态基点的距离d小于边界条件d为稳定状态；d＝d时处于稳定与非稳定临界状态；d》d处于非稳定状态。
[0047]
请参阅图2，规定状态基点o为该系统最稳定区域,当单点发生离散运动时，系统的稳定程度会发生改变。可知圆圈内区域可代表系统内运动点可保持稳定的区域，其中状态点a可保持稳定，b点介于稳定与失稳之间，c点处于非稳定状态。
[0048]
本发明提出的二维平面双点表征事物稳定状态时，状态轴上相邻两状态点运动轨迹与状态轴围成的面积表征该系统整体离散程度。
[0049]
判定条件为：s＝0最稳定状态；s《sz稳定状态；s＝sz稳定边界状态；s》sz失稳状态。
[0050]
式中：s为系统实际离散程度；sz系统离散边界条件
[0051]
请参阅图3，对于整体系统内两点的情况，可见o1和o2点在其相应状态基点处，其系统整体相连面积为0，表征其系统处于最稳定的状态。
[0052]
请参阅图4，对于整体系统内两点的情况，可见01、o2和l、m所围成的面积s1表征其处于稳定临界状态。
[0053]
进一步的，为契合指标体系的构建，和减少复杂的系统变化，在构建指标体系和应用时，本实施例限定状态点在y轴上下移动。
[0054]
请参阅图5，对整体系统内两点的情况，可见o1、o2和l1、m1所围成的面积s2表征其处于稳定的状态。
[0055]
请参阅图6，对整体系统内两点的情况，可见o1、o2和l2、m2所围成的面积s3表征其处于不稳定的状态。
[0056]
进一步的，面对实际评估系统的复杂性，基于以上状态点原理，扩展多点应用情况。
[0057]
请参阅图7，对整体系统内多点的情况，构建状态x,按照相同的间隔排布x1-x10状态点，根据状态点在状态轴的运动与状态轴相连围成的面积区域判定其整体的稳定程度。
[0058]
进一步的，根据以上基本原理，引出二维节点评价法的基本评价流程步骤。
[0059]
本发明提供如下技术方案：基于二维节点法的评价流程包括以下步骤：
[0060]
s1：构建待评价事物指标评价体系；
[0061]
s2：建立因素集和评价集；
[0062]
s3：确定指标的稳定程度边界条件；
[0063]
s4：利用离差最大化原理计算权重；
[0064]
s5：使用二维节点法计算其稳定程度；
[0065]
s6：根据结论表征事物稳定状态。
[0066]
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤s1中构建指标评价体系，包含结构层次和相应表征部分的维度指标。
[0067]
进一步的，待评价事物指标体系可根据实际需要构建，切合被评价事物实际特征。
[0068]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s2中确定因素集u和评价集z，因素集中以xi表征为第一部分，s
ij
表征第二部分因素。
[0069]
评价集为稳定程度评价结果的集合，依据采用五级评价法z＝{z1z2z3z4z5},分别表示低脆弱区、较低脆弱区、中等脆弱区、较高脆弱区、高脆弱区。
[0070]
进一步的，所有状态点与状态轴所围成的面积表征其系统整体的离散程度，选用脆弱性表征。
[0071]
所述s3确定指标的稳定程度边界条件，界定指标参数处于稳定与非稳定状态下的临界情况。
[0072]
进一步的，针对s2中因素实际值用ii表征，其理想边界值用li表征。
[0073]
其中，s4所述离差最大化原理如下：
[0074]
为克服专家确定方法中主观性影响，参考相关研究成果，基于离差最大化原理确定评价指标系统权重(ωi)，由于各指标数量级不同，没有统一的度量标准，在进行权重计算之前，需要获得各评价指标的相对差值(ξ)，ξ计算如下：
[0075][0076]
(i＝1,2,
…
,n；j＝1,2,
…
,m)
[0077]
式中，δ
ij
＝|t
io-x
ij
|；t
i0
为第i个指标的标准值；x
ij
为第i个指标的第j个现状值；n为指标矩阵行数；m为指标矩阵列数；ρ∈[0,1]为分辨系数，取值0.5，根据各评价指标的相对差值得到指标i的权重ωi。
[0078][0079]
进一步的，s5选用二维节点法计算其稳定程度：
[0080]
5.1计算指标相对基点的离散程度；
[0081]
5.2根据状态层指标离散的情况该状态层的稳定情况；
[0082]
5.3根据s4计算得到每个状态层权重后综合得出整体的稳定情况；
[0083]
5.4根据边界条件sz确定事物局部和整体的评价等级；
[0084]
进一步的，各指标的离散程度按照下式计算表征：
[0085][0086]
进一步的，根据离差最大化原理得出其状态轴的权重，表征为ωi，则整体稳定稳定程度可以用下式表征：
[0087][0088][0089]
式中：ez为综合评价值；wi为各状态轴的权重；e
pi
为状态轴的评价值；
[0090]
所述步骤s6中根据结论表征事物稳定状态；
[0091]
进一步的，根据计算的状态点在状态轴的离散程度，与状态轴稳定边界条件对比，通过结论分析被评价事物的稳定程度。
[0092]
实施例2
[0093]
以郑州市城市生态承载力评价为例
[0094]
第一步：构建郑州市城市生态承载力评价体系，本次实施例针对城市生态的特性，
构建以社会-生态-经济三元体系的评价指标体系，如表a所示。
[0095]
表a
[0096][0097]
第二步：通过构建的郑州市城市生态承载力水平评价体系确定各指标阈值，同时通过计算得到各状态轴的权重，如表b和表c所示。
[0098]
表b
[0099][0100][0101]
表c
[0102]
状态轴xi经济x1生态x2社会x3权重wi0.390.330.23
[0103]
第三步：确定各指标在状态轴中的离散程度，用下式表征：
[0104][0105]
以2019年数据为算例，其指标的离散程度见表d，这些指标在坐标轴上的离散程度与坐标轴围成的面积为评价的结果。按照这些数值大小界定其评价等级。
[0106]
表d
[0107]
年份/指标2019年s
11
0.55375s
12
0.683496s
13
0.477667s
14
0.216667s
15
1.3505s
21
0s
22
0.019s
23
6.860833s
924
0.838889s
25
0.086667s
31
0.710258s
32
1.19825s
33
0.133333s
34
0.707928s
35
0.347566s
36
0.179
[0108]
第四步：可知实例1共选择16个指标构建郑州市城市生态承载力水平评价指标体系，其中社会层包含5个指标，生态层包含5个指标，经济层包含6个指标。将其每个指标作为状态点嵌入相应状态层中，在状态轴中按照间距为1进行依次排列。
[0109]
可知经济层稳定区域界线为s
z1
＝5；生态层s
z2
＝4；社会层s
z3
＝4。
[0110]
其整体稳定界线为sz＝4.19。
[0111]
第五步，根据以上稳定界线，划定相应评价等级集，主观性评判，按照1.5间距进行划分，该步可根据实际情况进行划定，如表e所示。
[0112]
表e
[0113][0114]
第六步：通过数据得到相应计算得到经济层脆弱程度s1＝2.831705；生态层s2＝7.757555；社会层s3＝2.329955；整体脆弱程度为s＝4.2002475。
[0115]
通过以上计算可得s》sz，待评价事物处于不稳定的阶段。通过分析2019年郑州市经济和社会层处于较低脆弱区；生态层处于高脆弱区；郑州市整体城市生态承载力处于较
高脆弱区。
[0116]
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、构建待评价事物指标评价体系；s2、建立因素集和评价集；s3、确定指标的稳定程度边界条件；s4、利用离差最大化原理计算权重；s5、使用二维节点法计算其稳定程度；s6、表征事物稳定状态。2.根据权利要求1所述的基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，其特征在于：所述步骤s1中构建待评价事物指标评价体系，包含结构层次和各层次表征部分的维度指标。3.根据权利要求1所述的基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，其特征在于：所述步骤s2中评价集是稳定程度评价结果的集合，采用五级评价法z＝{z1 z2 z3 z4 z5},分别表示低脆弱区、较低脆弱区、中等脆弱区、较高脆弱区、高脆弱区。4.根据权利要求1所述的基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，其特征在于：所述步骤s3确定指标的稳定程度边界条件具体是界定指标参数处于稳定与非稳定状态下的临界情况。5.根据权利要求1所述的基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，其特征在于：所述步骤s4中利用离差最大化原理计算权重具体是基于离差最大化原理确定评价指标系统权重ω
i
，由于各指标数量级不同，在进行权重计算之前，需要获得各评价指标的相对差值ξ，式中，δ
ij
＝|t
io-x
ij
|；t
i0
为第i个指标的标准值；x
ij
为第i个指标的第j个现状值；ρ∈[0,1]为分辨系数，取值0.5，根据各评价指标的相对差值得到指标i的权重ω
i
，6.根据权利要求1所述的基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，其特征在于：所述步骤s5中使用二维节点法计算其稳定程度，具体包括如下步骤：s51、计算指标相对基点的离散程度式中，i
i
代表指标实际值，l
i
代表边界条件的边界值；
s52、将其每个指标作为状态点嵌入相应状态层中，根据指标离散情况界定该状态层的稳定情况；s53、得到各个状态层权重后综合得出整体的稳定情况e
z
，，式中，e
z
为综合评价值；w
i
为各状态轴的权重；e
pi
为状态轴的评价值。7.根据权利要求1所述的基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，其特征在于：所述步骤s6中表征事物稳定状态具体是：根据计算的状态点在状态轴的离散程度，与状态轴稳定边界条件对比，然后通过评价集来表征事务稳定状态评价结果，(1)针对二维平面单点表征事物稳定状态时，划定二维坐标轴(0,0)点为状态基点，状态点在运动过程中，通过其状态点与状态基点的距离d表征其稳定程度，当状态点距离状态基点越近，其离散程度越低，其稳定程度越高；定义状态点介于稳定与不稳定之间的边界条件为d，判定条件为：当状态点与状态基点的距离d＜d时，判定为处于稳定状态；当d＝d时，判定为处于稳定与非稳定临界状态；当d>d时，判定处于非稳定状态；(2)针对二维平面双点表征事物稳定状态时，通过状态轴上相邻两状态点运动轨迹与状态轴围成的面积s表征整体稳定程度；定义相邻两状态点运动轨迹与状态轴围成的面积的边界条件为s
z
，判定条件为：当s＝0时，判定为处于最稳定状态；当s<s
z
时，判定为处于稳定状态；当s＝s
z
时，判定为处于稳定边界状态；当s>s
z
时，判定为处于失稳状态；(3)针对二维平面多点表征事物稳定状态时，构建状态轴x,按照相同的间隔排布状态点，根据各状态点在状态轴的运动与状态轴相连围成的面积区域表征整体的稳定程度。
技术总结本发明公开了一种基于二维节点的事物稳定性状态的评价方法，引入了二维平面下单点和双点评价事物稳定性状态的基本概念，并扩展多点形成新的评价计算方法。基于二维节点法进行评价时有以下步骤：S1：构建待评价事物指标体系；S2：确立因素集和评价集；S3：确定指标的稳定程度边界条件；S4：利用离差最大化原理计算权重；S5：使用二维节点法计算其稳定程度；S6：根据结论表征事物稳定状态。本发明提出的二维节点法是一种数学方法和平面图形相结合的针对事物稳定程度的评价方法，可供不同领域学者参考，进而应用到更广泛的领域。进而应用到更广泛的领域。进而应用到更广泛的领域。
技术研发人员：郑元勋 吴清远 张亚敏 郭攀 王凤华 霍志刚 冀孟恩 栗学超 卓靖博 王博立 万聪 王少强 马梅 范聪聪 余勇 柯轲 康学杰
受保护的技术使用者：郑州宙晖工程技术有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/7/5
