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基于TFN-AHP和凸函数模型的气候舒适度评价研究

刘欢  
【摘要】:随着社会的发展人民经济水平的提高,大自然的资源不断被消耗。人类生产活动排放的废气废水导致温室效应和城市热岛效应愈加严重,地球的气候逐渐恶化。为了今后人类的持续发展,气候的研究显得尤为重要。开展气候舒适度评价对于客观评价城市人居环境、开展科学城市规划发展等都具有重要的理论价值和实践意义,特别是随着人们对生活环境质量的要求逐步提高,气候舒适度愈发成为关注热点和研究热点。当前对气候舒适度的评价笼统地可以分为经验模型和机理模型这两大类,其中经验模型大多通过计算温湿指数和风湿指数来对气候舒适度进行评估,机理模型结合衣着指数和人体热效应对气候舒适度经行评估,两者互有优缺点,经验模型只考虑了外在自然因素的影响没有考虑人自身热效应,而机理模型又降低了自然因素对气候舒适度产生的变化,着重于人体热效应。因此,本文结合经验模型和机理模型引入三角模糊层次分析法(TFN-AHP)和凸函数理论分别构建了一个气候舒适度综合评价模型。由于气候的变化与人类生产活动息息相关,因此不能抛开社会因素对气候的影响。于是本文在用模糊层次分析法建模中以综合气候舒适度为目标层,社会因素、人体生理效应、自然因数为二级指标,选择人口密度、人均GDP、温湿指数、风寒指数和随着计算机和大数据发展出现的通用热气候指数这5个指数作为三级评价指标,分三层建立综合评价体系,采用九级标度法通过三角模糊数对指标两两间的相对重要程度进行评估,建立模糊判断矩阵,构建综合评价模型。此外,鉴于四川省的独特气候,本文通过分析上述5个指数影响气候舒适度的函数变化特点,发现他们之间的关系可以用一个凸函数进行摸拟,根据凸函数的性质建立了一个新的综合评价模型—凸函数评价模型。最后将两种模型用于四川省主要城市的气候舒适度评价中,并进行了对比分析。评价结果显示,基于凸函数模型评价的四川省主要城市气候舒适度与TFN-AHP模型评价出的结果差异不大,且比TFN-AHP模型反映出的气候变化更为明显,说明凸函数模型可以应用于气候舒适度评价中。


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