（环境工程专业论文）室内安全生态评价及专家系统研究.pdf

摘要 室内安全生态问题尤其是在我国当前阶段，随着人们对生活质量要求的不断 提高，已经成为关注的话题。 但是这个领域属于交叉学科，涉及的知识面广、覆盖了室内各个方面因素； 评价方法既有定性的描述又需要定量的计算。因此，评价人需要具备各种专业的 知识储备，而作为一般的使用者或者管理者很难达到这一要求。开发具有室内问 题的基本知识、评价标准，并能够不断更新和扩充知识的室内安全生态分析专家 系统，来进行快速、准确、全面的评价则具有实用价值。 国内外在专家系统的研究中已经取得了一定的成果，开发了一些专门领域的 专家系统，但在室内问题的评价上还缺少实例的应用。 本文论述了目前国内外 专家系统的研究现状，简要的介绍了专家系统的结构、组成以及开发过程，简要 的介绍了室内安全生态评价设计的因素、评级方法等，深入探讨室内舒适度模糊 评价方法以及住宅可持续性等问题。并以之为基础研究了室内安全生态评价专家 系统的开发。设计了知识库所包括的内容、结构，提出获取知识的途径和筛选方 法；推理机的推理过程以及推理机制等。作为实践，运用v i s u a lp r o l o g 语言开发 了室内安全生态分析专家系统，并着重对其中的模糊评判模块和知识库编辑模块 进行开发。 关键词： 室内安全生态评价模糊评价专家系统 a b s tr a c t i nt h ew a k eo ft h ec o n t i n u o u s l yr a i s et ol i f eq u a l i t yr e q u i r e m e n to fp e o p l e i n d o o rs a f e t y e c o p h y s i o l o g yp r o b l e mh a sb e e n af o c u s a sac r o s s s c i e n c e i n d o o rs a f e t y & e c o p h y s i o l o g ya s s e s s m e n ti sv e r yc o m p l e xb o t hi ni t s c o v e r a g ea n do nr e s e a r c ht e c h n i q u e t h ec o v e r a g ei s r e l a t e dt oa l li n d o o rr e s e a r c hf i e l d sa n d s u b j e c t t h em e a n so fa s s e s s m e n tn e e dn o to n l yq u a l i t a t i v ed e s c r i p t i o nh o ta l s oq u a n t i f i c a t i o n a l c a l c u l a t i o n s oaa s s e s s m e n tp e r s o nm u s tp o s s e s sv a r i o u sp r o f e s s i o n a lk n o w l e d g e i ti si m p o s s i b l e f o rc o m m o np e r s o no rm a n a g e rt od oi t s oi ti s n e c e s s a r yt od e v e l o pa ne x p e r ts y s t e mw h i c h a c q u i r e s a l l k n o w l e d g ei n c l u d i n gi n d o o rp r o b l e mp r o c e d u r e ，m e t h o d s ，s t a n d a r d s ，g e n e r a l k n o w l e d g ea n ds o m es p e c i a lk n o w l e d g ei nd i f f e r e n tf i e l d 脚| 加i tw ec a nc o n t i n u o u s l yr e p l a c ea n d s t r e n g t h e nt h ei n f o r m a t i o n ，q u i c k l ya n da c c u r a t e l ya s s e s st h ei n d o o rp r o b l e m a l t h o u g ht h e r ea r es o m es u c c e s s f u lr e s e a r c h e so ne x p e r ts y s t e m ，s u c ha ss o m es p e c i a le x p e r t s y s t e m ，i ti ss t i l ll a c ks o m ee x a m p l ei na p p l i c a t i o n i nt h i st h e s i st h ec u r r e n tr e s e a r c hs i t u a t i o na n d t h ec o n s t r u c t i o n c o m p o n e n t sa n dp r o c e d u r eo f t h ei n d o o rs a f e t y e c o p h y s i o l o g ya n a l y s i se x p e r t s y s t e mh a sb e e ne x p a t i a t e d i na d d i t i o n a li t i s p r e s e m e dt h a tt h en e c e s s a r yg a n ea n da s s e s s m e n t m e t h o di ni n d o o rp r o b l e m ，t h ef u z z ya s s e s s m e mm e t h o do fi n d o o rc o m f o r td e g r e e ，t h eh o u s e c o n t i n u a b l ep r o b l e mb a s eo nt h ek n o w l e d g ed e v e l o pt h ee x p e r ts y s t e mf o ri n d o o rs a f e t y & e c o p h y s i o l o g ya s s e s s m e n t ，d e s i g nt h ec o n t e n t ，c o n s t r u c t i o no fk n o w l e d g eb a s e ，m e t h o d so f k n o w l e d g ea c q u i s i t i o na n ds e l e c t i o n ，t h ei n f e r e n t i a lp r o c e s so f i n f e r e n c ee n g i n e ，e t c a sa na p p l i c a t i o n ，w ed e v e l o pt h ef u z z ya s s e s s m e n tm o d e la n d k n o w l e d g e b a s ee d i tm o d e lo f e x p e r ts y s t e m f o ri n d o o r s a f e t y & e c o p h y s i o l o g y a s s e s s m e n t k e yw o r d ：e x p e r ts y s t e mf u z z y a s s e s s m e n ti n d o o r s a f e t y e e o p h y s i o l o g y a s s e s s m e n t 室内安全生态评价及专家系统研究 1 绪论 今天人类对于居住环境的要求如同人类划于生存环境的要求一样随其自身的发展 而不断的在提高。在初始阶段仅需要一个能够遮风避雨的场所，譬如说洞穴。然后出现 了建造的房屋，随着物质生活的丰富，义产生了新的需求：出现了更温暖，使用功能更 加齐备，空间更大的房屋。随之而来室内功能区域被重新划分，家具等被广泛使用。存 居住条件不断改善的同时，美学上的要求也相继出现，人们丌始对房屋进行一系列的美 化，装饰物人量被使用。轻i ：业的不断发展以及人们对舒适生活更强烈的渴求，居所里 出现了各式各样、功能完备的家用电器，以简化和方便使用者的劳作。在各种先进技术 设备在窒内生活中越来越多的被使用的同时，人类的目光逐渐的集中到自身健康问题 - ，并且从关注室内不良反应到各因素的长期影响以及存在的潜在的影响上来。 早在1 8 9 4 年美国已经成立了机械通风学会即现在的美国供暖、制冷和空调工程师 学会( a m e r i c a ns o c i e t yo fh e a t i n g ， r e f r i g e r a t i n g a n d a i r c o n d i t i o n i n ge n g i n e e r s ， a s h r a e ) ，通过技术研究和标准编制等来促进室内环境的改善山。1 9 7 3 年爆发的全球 的能源危机，在节省能源的过程中导致了室内通风不足，室内污染状况恶化，人们健康 受到了影响，“军团病”和“治病建筑物综合症”的发生又促使政府利研究机构加大了 室内环境的研究和管理。2 0 世纪9 0 年代，美国凼立职、l k 安全卫生研究所( n a t i o n a l i n s t i t u t ef o ro c c u p a t i o n a ls a f e t ya n dh e a l t h ，n i o s h ) 调查了6 0 0 家办公室的空气质量，对 事内安令卫生影响冈素进行了分类，并提出了健康危害评价指南，美困职业安全卫生管 理署与1 9 9 0 年1 0 月颁布了c p l 2 2 评价指南，参照该指南一些州政府制定了地方指令， 例如华盛顿州制定了w i s h a9 2 2 和w e d 9 2 2 。 有调查表明现代人平均有8 0 - - 9 0 的时问在室内度过，并且经确切的测定证实室 内空气巾的污染物浓度要高于室外2 5 倍，v - _ 内空气质量1 a q ( i n d o o ra i rq u a l i t y ) 问题己引起有关科学领域的广泛重视和关注。列于造成室内空气质量恶化的污染物利t 类 以及来源、空气质量的评价方法和室内空气净化的技术等正在形成研究和丌发的热点。 当前我国的写字楼、住宅楼同益增多，新的建筑材料、室内装修材料、各类杀虫剂、 化妆品、家庭清洁剂的使用越来越多，而自然通风所r 与的比例越来越低因而导致室内安 全卫生状况变坏，引发多起室内环境诉讼案，但由丁- 缺乏相应的室内安全卫生法规，购 房者、装修者的诉讼请求得不到支持。我国也面临室内安全卫生状况检测、评价、控制 管理等一系列问题，急需政府、行、 k 部门、科研单位联合起来协调解决。 第1 页 绪论 1 1 室内安全生态学概述 1 1 1 室内安全生态学的提出 室内安全生态学心，是一门关于室内( 包括各种载人运载工具驾驶仓室、乘客仓室) 安全化、无害化、舒适化和绿色化的专门学问，是一门综合运用现代安全科学技术和q i 态学、环境科学的原理、方法研究人类行为与室内环境；室内环境因素对人类安全健康 的影响：室内环境危险辨识、预防和本质治理；现代室内及家具、家电、设备类产品安全 没计、绿色设计、安伞管理的新兴的交叉学科( 科学技术) 。其目的旨在为人们科学地营 造安令、舒适、绿色、宜人的现代室内环境，最大限度地消除室内环境对人类安全、健 康的不利影响，切实提高现代人生活质量，提供科学理论和技术方法。 室内安全生态所研究的内容非常广泛，不仪仅涉及房屋楼宇设计、室内环境设计、 室内装璜设计、装饰材料等，还涉及立法、法规、技术标准、卫，i ：、环保、人文习惯， 并涉及所有家用电器、家具、用具、陈设品、用品的设计制造和在室内的贮藏、陈设、 管理等问题。在初级研究阶段，将集中_ 以下方面的探讨： ( 】) 建筑安令设计。主要研究建筑物的安全结构、安伞化建筑材料、消防设计、应急 安全逃生技术等。 ( 2 ) 室内安全工程学。包括居室安全学和办公窜安令学。主要研究室内安全的本质、 规律，实现安全的基本原理、原则和一般方法：室内安全设计、安全管理方法、室内危 险源自动识别与监控报警，室内安仝状态评价等。 ( 3 ) 室内环境甲生学。主要研究室内环境中的化学、微牛物、毒物毒理学和室内环境 因素致病理论、室内安全卫生和无害化设计等问题。 ( 4 ) 室内安全装潢与陈设技术。主要研究如何实现安全装修、0 i 留任何危及人安全、 健康的隐患或使装修后的室内环境不超出国内外公认的标准界限。 ( 5 ) 室内安全绿化学。丰要研究室内绿化植物、观赏花卉等对人类生存安全和健康的 影响；植物、花卉与人的相互作用关系；使人致病植物、花卉的致病机理、条件和预防问 题。 ( 6 ) 宠物对人类安全健康影响学。主要研究宠物可能划人类安全健康的影响，宠物弓 人类疾病的互相传播，宠物因素与人类因素相互作用对诱发某些疾病的可能性及其规律 等。 ( 7 ) 室内安全人机学。主要研究室内人性化、宦人化设计理论与方法，包括室内噪声 _ ；| 卒制和声光设计、窄问布局设计、热环境和小。i 候处理及家具、设备人性化设讨+ 等。 ( 8 ) 室内安全、卫生标准和立法研究。主要研究适用于审理、仲裁因建筑设计、施工、 装修、销售失误造成的不安全、影响人健康案件的法律法规和各种有关技术标准。如室 第2 负 室内安全生态评价及专家系统研究 内安全、卫牛设计标准，室内装饰立法与安全卫生技术标准，家用电器、家具、用具、 物品的安全、卫生设计和绿色、环保设计标准等。 幽1 1 室内安全生态学的学科构成图 f i g1 1 t h ec o n s t r u c t i o no fl n d o o rs a f e t y & e c o p h y s i o l o g y 1 1 2 室内安全生态评价研究进展 国外对于室内安全评价的研究主要集中在探讨室外空气质量对室内窄气质量的影 响模拟预测怛j 一探讨影响室内空气质量的主要室p b n 素以及变化规律吲。以及刈室内字 气质量问题的源解析。国外现有的对室内环境空气质量有几类评价方法： ( 1 ) 美国供暖、制冷和空调工程师学会评价泫 美幽供暖、制冷和空调工程师学会新修订的标准a s h r a e 6 2 1 9 8 9 ，对合格的室内 空气质量作了新定义，定义为“室内空气中己知的污染物浓度没有达到公认权威结构所 确定的有害浓度指标，并处于该空气中绝大多数人没有表示不满意。”该标准还对主观 评价作了具体的规定，要求有一组至少包括2 0 位未经训练的评述者，在有代表性的环 境下有8 0 的人认为室内空气完全可以接受，这种空气才被认为是合格的。 ( 2 ) o l f - d e c i p o l 定量空气污染指标嘲 丹麦哥本哈根大学f a n g e r 教授提出用感官定量描述污染程度。该方定义：10 1 f 表 示一个“标准人”的污染物散发量，其他污染源也可用它来定量；1d e c i p 0 1 表示用1 0 l s 为污染的空气稀释10 1 f 污染后所获得的室内空气质量。即o l f 是污染源强度的单位，而 d c e i p o l 是空气污染程度的单位。同时f a n g e r 又提出“室内空气质量是人们满意程度的 反应”这定义也进一步突出了主观评价的重要性。 第3 页 绪论 ( 3 ) 线性可是穰藏比翻只吲 线性叮视模拟比例尺( l v a r sl i n e a rv i s u a la n a l o g o u sr a t i n gs c a l e s ) 是一炎定量测量 a 体缮觉管对舞弄环凌因素反应强魔秘测量手段或方法，近尼年来牵被雷际学者雳1 ：评 价因室内装饰材料产生的甲醚及挥发性有机物( v o c s ) 污染，是一类较为灵敏的人体 健康獾标 ( 4 ) 甩d e c i b e l 概念评价室内空气质量圈 捷克毒挝媾技术大学j o k l 提出采用d e c i b e l 撅念米评蠡室内空气凌量，分爱是声音 强度单位，将人对生声音的感觉弓刺激强度之间的定量关系用一对数懒数来表达，这同 样可用于对建筑物室建空气质量中异眯强度鞠感觉鹈评价方法。j o k l 用耱豢的d b ( o d o r ) 单位衡量列室内总挥发性有机物( t v o c ) 的浓度改变引起的人体感觉的变化。 ( 5 ) 通过人的舒适状态，捺翔环境瓣污染承平，找到预结、控割和漕黩污染的途径帮 方法。 关于舒适躲概念，目前最普通越定义为：“努适状态是在综合作用i - n n g 人们所产 生的主观感觉。”显然，能够使某人达到舒通的外部因素对另外的个人可能并不感到 愉快，这反映了人们的个性。专家们认为，凡是外部圆素使8 0 的人感到满意的条艉就 算达到舒适状态 2 8 】。 室内环境的舒适度丰要涉及以下几个方蕊 2 削： 热舒适 美幽采暖、制冷和空气调节工程师委员会( a s h r a e ) 存5 5 5 6 标准中给出热舒 适环境的定义为：人在心理状态卜感到满意的热环境。燕舒邋环麓取决于6 种因素，其 中与环境有关的4 个阏素是：空气温度及其在空问的分布以及髓时间的变化；空，i 中水 蒸气的分压力( 楣对游度) ；气流速鹰；维护结构的平均辐射温度。另外，热舒适与个 人有关的两个闲素是：人体的温度、散热、体温凋节( 新陈代测) 以及衣服的保温性熊。 黧内空气熊霞 由于室内空气品质的原因，人们的身心能康和卜作效率受到很大影响，一些现代化 密闭写字楼静工俸人员受到於影嘛戈其疆显。室内空气晶屡主要受警内污染物瓣作用。 声环境 主要豢室露静噪声污染，掰魏设餐戴家矮电器发逡静声嗡。| 司时，室羚麓噪声对室 内声环境的影响是十分重要的。 毙繇壤 人从外界得到的信息约有8 0 来自光和视觉，所以无论是白天还足夜问，舒适的光 环境黠任露久部是至关重要豹。 电磁环境 麓蕾毒会翡发震，邀磁辐射大摇度增麴，嚣蔻己达爨可戳逡接藏胁人体懿袋豹程度。 住已经丌展的舒适度研究中，舒适度指数的方法是使用凝普遍也是研究避深入的。 室内安全生态评价及专家系统研究 这种方法简单易行，而且经过了数f 年的论证和发展，已经达到了比较完善的地步。 这方面的研究可划分为两个阶段。前期研究的重要特点多是一些定性的描述或采用 经验公式进行定量讨论。1 9 4 7 年y a 垂o u 和h o u g h t e n 根据人体在不同气温、湿度和风速 条件下所产生的热感觉指标提出了实感气温【纠。1 9 5 1 年l o t s 和w e z l e r 描述了气流对人 体舒适度的影响。1 9 5 5 年b u r t o n 等描述了湿度对人体舒适感的影响，总结出当气温适 中时，人气湿度变化对人体舒适感的影响较小；当气温较高或偏低时，湿度变化才对人 体的温热感产生影响。由t h o m l 9 5 9 年提出b o s e n 进一步发展的不适指数d ic 3 2 1 庶用较 广泛： d i = 0 7 2 f t a + t w ) + 4 0 6 式中： d i 一为小适指数； t a 一为气温； t w 一为湿球温度。 这些研究都已认识到当。i 温较高时，高温会加剧人体对热的感觉。直到1 9 6 6 年， 特吉旺( t 两u n g ) ，d 正式提_ ! ：舒适度指数( c o m f o r t i n d e x ) 和风效指数( w i n de f i e c t i n d e x ) 的概念。后期是从人体热量平衡的角度研究人体对冷热的具体感受程度。其巾以美困生 物气象学家s t e a d m a n 提出的感热温度理论最为完善，曾在生物气象界引起巨大反响 。，并得到公认。它以人体热量平衡方程为基础充分考虑了人体产热和失热的要素， 利用不同条件卜的资料推得可供室内，室外有遮蔽，室外无遮蔽下广泛使用的体感温度 模型，讨论了辐射、风、湿对体感温度的影响。在气温一4 0 5 0 。c 范围内感热温度的室内 条件下统计归纳模型为： t a p e = 一1 3 0 + 09 2 t a + o 2 2 e a 上式中： t 。，。一为室内条件下的体感温度 t 。为气温； e 。为水汽压。 该模型充分考虑了影响体感温度的各个要素，包括农服、皮肤和空气的传热阻力等， 增强了该模型的广泛适用性。 接下来的研究进一步丰富了室内舒适度指数评价系统，加入了更多的影响因素，像 人体的新陈代谢，衣服的保温性能，人的劳动方式等都被引入了室内舒适度的研究之中 1 2 8 p o f a n g e r 是其中的代表性人物，它搜集了1 3 9 6 名美国受试对象的冷热感觉资料， 提出了表征人体热舒适评价指标p m v 的计算式啦。，即： p m v = ( 0 3 0 3 e 。0 0 3 6 m + 0 0 2 8 ) ( m w ) 一3 0 5 x1 0 3 x 5 7 3 3 6 9 9 ( m 一n 第5 页 绪论 - p 。】- 0 4 2 蹦一w ) 一5 8 。1 5 】一1 7 x 1 0 - s m ( 5 8 6 7 - p a ) - 0 1 4 m ( 3 4 _ t a i r ) 一6 f ：仟j r f 。l ，( t r 4 一t 。k i r j 4 ) - f c l 。h 。( t a i r t ；k i 。) ) 其中， m 一为新陈代谢潼； w 一为人薅对癸赛赣功； 矗l 。一为穿衣人体表面积与裸露表面积之比值； l 。一为空。t 于球滋瘦，k ； t r 一为房间平均辐射温度，k ： 气如一为皮肤退瘫，k ； p 。一为水蒸气分压力，p 。； h 。一为对渡换热曩数，w ( m 2 k ) 。 这些参量除了町直接测餐的以外，都有相应的汁算公式。 溺内在室内舒适发方面姻研究起步比较晚，主要是在鳗孙研究豹基础上进行粒李 充 性研究，例如根据我幽困情提出了民用及公芡建筑冬夏季适宜温度值“。，模糊舒适度 传感器的温溉度评价世引，以及对各张室内污染物进行豹定性或定量硬究缎 等等。这 些研究对引入国外的舒适度研究成果起到了锻好的推动与借繁的作用。 模糊评价法以集合论为基础，利用美国学者l f a z a d e n 予1 9 6 5 年提出的模糊集合 的概念f 蝴，在普通集台中，评价元素x 埘评价论闽集合v 的泶幅度只有0 和1 ，即完令 不属于( o ) 或完全属于( 1 ) ，丽模糊集合则把x 对v 的隶属程度从0 和l 扩充为 0 ，1 这样 一个实数闭区闻，如梁在评价闵素集u 七每个元索x 都与一个r x 稻对应，且满过o r x 1 ，则r x 就确定u 上的个模糊子集v ，并称r x 为v 的隶属函数，。鼓反映u 中 任一元素对模襁子集v 昭隶聪程度。避行模糊评价蕊一般程净为首先报据评价目标合理 选择评价因素集u 和评价论闽集v ，并对各评价因索赋权得到模糊权重集a ，然后根据 隶属度函数确定穰耱关系箱阵r ，矩阵中7 云索蛹( i 为评价因索个数， 为评价论闵的等 级) 表示第i 种评价因素对第j 种评价论闽的隶属程度，最后，由a 和r 形成模糊评判 矩阵b ，b = a r ，由此蔽撰跤天隶耩度原刚确定评价等缀。 模糊评价的特点及适用性 静爵戳将穰褥信息定量佬： 国不会忽略评价因素在程度上的差异； 静毒 究瓣蘧必须满足三要素，帮评馀客体概念黪摸赣僚，评 a 主体思维方法滋多祥 性及评价结果表达口语化f 划。 练t 甄透，窒悫餐逶凄憝磺究已受笺邕内努学者越来越多熬关注。铎适度搪数铮对 不同的时问，不同的条件都有了比较完善的模型。但也应该糟到，室内舒适度研究存存 蓑一些不足，主要表现在以下凡令方嚣： 在研究方法上，指数针对的往往是某4 地域的个别情况，不具有普遍的适用性。 募6 鬣 室内安全生态廿f 价及专家系统研究 更重要的是，通过针对各个微环境的模型得出的舒适度指数只能反映室内污染个别方面 例如热环境或声环境的舒适度水平，很难进行进步的综合评判。 在研究刘象卜，缺少对不同性别，不同年龄人群感觉差异的考虑，而这种差异有 时是十分重要的。 ( 6 ) 可持续性设计和评价 可持续性：可持续发展“满足当代( 人类) 的需求而不损害其子孙后代满足他 们自己的需求的能力”( 世界环境与发展委员会1 9 8 7 ) 。 町持续性的定义具有下面3 个共性： 理想的人类生存条件：即有这样的社会，人们需要这个社会持续下去因为它满足了 他们的需求。 持久的生态系统状况：即有这样的生态系统，它保持自身的容量以支持人类和其他 生命。 均等性：一种对利益与负担的均等分配，不仅在当代与后代人类之间，也在当代人 类内部有效。 可持续设计“绿色”作为种思想，一种牛存的选择，它在宣扬克制物欲、 使用无害的、可循环的材料和技术，但是它存在一个较大的误区就是对发展的怀疑，质 疑高科技并低估其作用，认为发展必然以环境的破坏为代价。从某种角度讲“绿色”概 念虽然在目前的环境保护中起到了相当大的指导作用，但是它的主旨过于保守，是一种 消极的防守方法。对于当前地球卜的整体格局，发展是必然的，停滞则会产生社会性和 历史性的倒退。 因此作为一种牛存方式的变革，需要提出一套更为积极的方法论。它能够在减少人 均占有和消耗的基础上满足人类生1 竽发展的物质精神需求；能够在物质的基础卜实现可 持续的生存状态；在不超越生态更新能力的前提下将经济效益最大化。一可持续的设计 理念，下面就结合实际情况介绍该设计理念在室内的应用。 在这方面英国a e t 公司( a d v a n c e de r g o n o m i ct e c h n o l o g i e sl t d ) 针对现代居室内 功能灵活多变的现状，将较为成熟的建造业技术进行整合，提出柔性化空问 ( f l e x i b l e s p a c e ) 的全新室内设计概念 罗声辉2 0 0 3 1 1 7 。这种新的设计概念的灵魂 在于关注用户今天的需求的同时，充分关注今后以最低廉的成本满足用户今后发展和新 功能的需求。 柔性空间设计丰要整合了活动架空地板、地板变风量空调系统、组合活动间墙、综 合布线系统等四种技术。 柔性空间设计的经济性分析 主要可从以下各点取得直接的经济节省效益： 第7 页 绪论 除了考虑建筑物初期费用节约外，更重要的是在整个建筑寿命周期费用的节约。 采用高架活动地板，楼层地坪表面修整的要求及所用材料和工时均大为降低c 柔性空问设计带来装修和设备、管线安装众多的方便。 工程时间缩短，这除了直接降低工程费用外，还意味着资金效率提高，从而降 低则务成本。 地板空调系统比传统的空调可实现节能。 重新装修和修改装修工程大为简便，基本不必报废原有的结构、器材，而日施 工周期人大缩短。由此带来的节约效益将是非常显著的。 室内可持续性评价 室内环境作为一个人为的生态系统，通常情况下，该系统属于大牛态系统中的消费 者的范畴：从外界获取能量和物质，将废弃物排放到外界环境。而在系统内部，人为构 建以及外环境迁移过来的生产者、消费者和分解者同室内物理环境构成了这个微型并带 有缺陷的生态圈。l f 因如此该系统非常的脆弱，并且必须依靠使用者的卅i 断干预。这就 要求使用者在设计过程中的具体规划。 室内的可持续性评价在方法上可以借鉴区域可持续性评价方法： 可持续发展能力建设方程幽 从可持续发展能力建设的基础概念出发，它的能力建设方稗具有如下所拟定的3 个 本质识别体系： ( 1 ) 表达和衡量一个区域的”发展度”，即能够判别一个区域是否在真i f 地发鼹， 是否在健康地发展，以及是否在保证生活质量和生存空间的前提下不断地发展，它主要 表达j ，可持续发展能力建设的”数量维”。 ( 2 ) 衡量。个区域的”协调度”，即要求定量地诊断或在同尺度下去比较能否维 持环境与发展之间的平衡，能否维持效率与公正之间的平衡，能否维持市场发育与政府 调控之问的平衡，能甭维持当代与后代之间在利益分配匕的平衡。协调度更加强调内在 的效率和质的概念，即强调合理地优化调控财富的来源、财富的积聚、财富的分配以及 财富在满足全人类需求中的行为规范。它主要表达了可持续发展能力建设的”质量维”。 ( 3 ) 衡量一个区域的”持续度”，即判断个区域在发展上的长期合理性。这里所 指的”长期”，近者可能包含5 代或1 0 代人的时问，远者直至整个人类的未来。持续度 更加注重从”时间或过程”上去把握发展度和协凋度。换言之，可持续发展能力中的发展 度和协调度，不应是在短时段内的发展速度和发展质量。它们必须建立在充分长时间上 的调控机理之中。它主要表达了可持续发展能力建设的”时间维”。 构筑可持续发展能力建设所依据的理论体系，表明了三大特征，即数量维( 发展) 、 质量维( 协凋) 、时间维( 持续) ，从根本上表征了对于町持续发展能力建设实施度量的 完满追求。由此三维空间所构建的可持续发展能力建设方程，除了避免从词义上和内部 第8 页 室内安全生态评价及专家系统研究 天系上产生的各种误解外，将从逻辑构架和表述方式上对于可持续发展能力建设做出更 深层次的解析： c = f ( d ，m ，s ) c 一表示可持续发展能力建设的整体度量； d 一表示呵持续发展能力建设中的数量维特征； m 表示可持续发展能力建设巾的质量维特征； s 一表示可持续发展能力建设中的时间维特征； f 一表示一组复杂的函数关系。 可持续发展能力建设方程的本质度量 町持续发展能力的提供和培育，必须体现出对于，持续发展目标的实现程度上，刨 能达到以下六大平衡的能力水平： ( 1 ) 人与自然的平衡。 ( 2 ) 环境与发展的平衡。 ( 3 ) 经济效率与社会公正的甲衡。 ( 4 ) 开发( 创新) 与保护( 继承) 的平衡。 ( 5 ) 物质生产与精神富足的平衡。 ( 6 ) 自山竞争与整体规范的平衡。 可持续发展能力建设方程的量化评价模型 豆蕴堡筮压笸丝建选立狸丝蕴筮笙垂蕉亟厦型 i 叮持续发展能力建设方程所演化出的统计指标体系，是用于反映可持续发展能力状 态及其外部影响因素的统计指标整体，一般由具有。定对应关系的状态指标体系与控制 指标体系构成。根据可持续发展能力建设方程的研究对象特点，其统计指标体系均按数 量维( 发展度) 、质量维( 协调度) 和时间维( 持续度) i 个子系统进行设计。 假设影响可持续发展能力建设的因素有n 个，构成集合w 。在选取参评凼子时考虑 以f 原则：町操作性原则。所选取的指标必须能够量化，对不能量化的指标用相似的 指标取代；科学性和完备性。由此，从因子全集w 中选择出仍个因子构成可持续发 展能力建设指标体系( i d s ) ： i d s = 6 - ，占：，占， ( i d s ) 考虑到区域尺度的大小和区域的具体特点，t d s 的构 成可以存在不同的层次和不同的复杂度。 ! 型整巡盆边壁燃丝：窒重堂丝痘蕉 在所选定的指标体系i d s 中，各指标分别反映r 社会、经济、环境、科技、资源等 方面的量化情况，如何规范化不同数据源的数据是建立定量评价模型的关键。假设在某 区域上确定了m 个指标( 变量) ，根据指标的数据源类型，可以分为数量维( 发展度) 、 第9 页 绪论 质量缭( 漭调度) 帮时闻维( 持续度) 3 个大类。如g n p 、g d p 等指标谣予数潼维类型， 而环境污染程度、人均生活指数、健艘指数等则属于质是维类型；而有些指标如生态承 载指数、资源利用状况等则反映了一个国家或区域在发展j 二的长期合理性，其发展遮窿 和发展质量必须建立在充分长时间上的调控机理之中，这些攒标属于时间维类型。为了 揭示可持续发展能力建设的空间分异特征和对来自不问数据源的数据进行同化，必须将 它们统一到楣耀粒空魍坐标参照孛，势镬之具有援嗣的群零窆闽。对于热入门密度等交 量具有窄间连续分布的特性，叮以通过空间捅值将离敝的统计数据按照其空间分布规律 连续 乞，如k r i g i n g 、t i n 、撵条、趋势嚣等摇篷方法。磊畜麓绣诗交潼不具自磋显匏空 间统计分布特征或在空删上分布不连续，则将其作为空间单元直接栅格化，以便和其他 鼗据层进行壁配分析。 甄生缝筮艇丝丝照缝堑! 艘适丝楚型丝i 最常用的定量评价方法是聚用某一时刻指标的实际值与该指标的理想值相除，求得 该指标的实现度，再将各指标”：l 数学运算综合为一个综合指数。假设选撵了m 个变量( 凼 了) ，但是，这脚个凼子并不是彼此相互独立，存在或多或少的相天性。按某一最化评 贫摸型德到的；持续发震综会掺婺可能会”强谖”某些搿标嚣，夸大这些因素的影薅。愆 时为了避免人为确定权重的困难，运用因子分析方法来分析并取得可以表征区域可持续 发震状漉麓综合菇标。选焉瓣子分轿作为r 持续发展能力建设方程主体数学模型的原因 是：冈了分析可以排除各指标之间的相关性重复，提取相互独立但能描述原始数据本质 信息的少数几个主因子( p f ) ，主困予具有明箍的专题意义；并主因予的相对重要程度 即权熏可以由番主因予的方差贡献率求樗，不必人为给出叔熏值；根攒主因子的权重和 主冈予的得分计量十分容易构建可持续发展能力建设综合指数的计算公式。 1 2 专家系统概述 1 2 i 专家系统及其发展 专家系统( e s ) 是人工智能( a i ) 的个分支嘲，产生于6 0 年代中期。专家系统是一个 ( 或缀) 能在某特定领域内，以专家水半去解决领域中困难阔题的计算机程序。也就是 说专家系统怒一个具有各门专门知识与经验的计算机系统，它应用人工智能技术，依据 一个或多个专蒙提供的特殊领域知识、经验进行推理黝判断，模拟专家对某一复杂问题 进行决策。 室| _ = _ 安全生态评价及专家系统研究 19 6 5 年斯坦福大学计算机系的f e i g e n b a u m 与遗传学家j l e d e r b e r g 和物理化学家 c d e r a s s i 等人合作研制出了根据化合物的分子式及其质谱数据帮助化学家推断分子结 构的计算机程序d e n d r a l ，1 9 6 8 年基本完成，标志着专家系统的诞生 i o 。 在以后的几十年中，专家系统的应用领域不断的扩大。到目前为止，丰要应用领域 有：疾病的诊断和治疗、机械设备系统故障检查、化学数据解释和化学机构的确定、矿 物资源勘查、信号解析、数据式处理、计算机制图、教育训练、超大规模集成电路设计 以及版面设计等l 坐 。它主要具有以下优点： 适应性强专家知识在任f j 计算机硬件上都是j 利用的 成本低提供给用户的专家知识成本非常低 危险性低专家系统可用于那些可能对人有害的环境 持久性 专家知识是持久的，不行专家那样会退休，或者死亡，专家系统的知识 会无限的持续 复合专家知识复合专家知识可以做到在广1 天或晚上的任何时候同时和持续的解 决某一个问题。有几个专家复合起来的知识，其水平可能超过一个单独的专家 可靠性强 专家系统可能增强正确决策的信心，这是通过向专家提过一个辅助观 点而得到的；此外，专家系统还可协调多个专家的不同意见。 解释说明专家系统能明确的、详绌的解释导出结论的推理过程。 响应快迅速或实时的相应对某些应用来讲是必要的，依靠所使用的软件或硬件， 专家系统可以比专家反映得更迅速或更有效。 始终稳定、理智和完整的响应在实时和突发情况下，专家可能山于压力或者疲 劳不能高效的解决问题，这一点是至关重要的。 智能数据库专家系统能以职能的方式米存取一个数掘库。 但由j ：软件、硬件方面技术水平的限制，专家系统具有较强的针对性。闷前的专家 系统基本上是针对单一知识领域。 专家系统的发展一般可分为以下五个时段l h 野。 一一 第1 1 页 绪论 表1 1专家系统发展时问表 ! 坐! ! ! ：! 也! ! ! 垒! i 竺! ! ! ! ! ：p 旦哇! ￥! 蔓翌：! 曼! ! ! ! 巳巴! 里1 1 孕育期( 1 9 6 5 ) 1 9 3 7 年 圈灵( t u r l n g ) 发表了理想计算器的论文： 1 9 4 3 年 p o s t 产生式规则：m c c u l l o c h 利p i t t s 神经元模型 1 9 5 4 矩控制规则执行的m a r k o v 算法 1 9 5 6 年d a r r n o u t h 会议：逻辑学家，肩发性搜索，创0 “a i ”术语 r o s e n b l a t t 提出感知机：g p s ( g e n e r a lp r o b l e ms o l v e r 、通用问题求解器 1 9 5 7 年 ( n e w e l l 、s h a w 和s i m o n ) 1 9 6 0 在 m a c a r t h y 研制的了l i s p 语言诞生 1 9 6 2 年 r o s e n b l a t t 关丁感知的神经动力原理 2 诞生蝴( 1 9 6 5 1 9 7 2 ) 自动定理证明的归结方法( r o b i s o n ) 1 9 6 5 模糊对象的模糊推理逻辑( z a d c h ) 开始建立d e n d r a l 、第一个专家系统( f e i g e n h a u m 、b u c h a n a n 等1 1 9 6 8 语义嘲、联想记忆模型( q u i l l i a n ) 1 9 6 9 m a c s y m a 数学专家系统( m a r t i n 年m o s e s ) 1 9 7 0 p r o l o g ( c o l m e r a u e r 、r o u s s e l l 等) 1 9 7 l 语音识别h e a r s a y l 人类问题求解通用规则( n e w e l l 和s i m o n ) 3 开创期( 1 9 7 21 9 7 7 ) 1 9 7 2 s t a n f o n d 研究院( s r i ) 开发p r o s p e c t o r ( 矿床探测孥家系统) m y c i n 医疗诊断专家系统( s h o r t l i f f e 等) 以及山此产生的g u i d o n 即智 能家教( c l a n e e y ) f e i r e s i a s ，概念解释机( d a v i s ) i9 7 3 e m y c i n 第一个外壳( v a nm e l l e ，s h o r t l i f f e 雨ib c h a n a n ) r e a r s a yi i 多协作专家的黑板模型 19 7 5 框架知识表示( m i n s k y ) a m ( a r t i f i c i a lm a t h e m a t i c i a n ，人1 一数学家) 数学概念的创造性发现( l e n a t ) 1 9 7 6 不确定性推理的d e m p a t e r - - s h a f e r 证据理论 开始建立矿产探测的p r o s p e c t o r 专家系统( d u c l ah a r t 等) 4 成k = 炳 1 9 7 7 x c o n r 1 使用的o p s 专家系统外壳( f o r g y ) 开始建立x c o n r 1 、配置d e c 计算机系统( m c d e r m o n ，d e c ) 1 9 7 8 m e t a - - d e n d r a l ，元规则，规j i l j 归纳( b u c h a n a n ) 快速模式匹配的r e t e 算法( f o r g y ) 1 9 7 9 人j ：智能开始商业化 i n f e r e n e e 公司成立1 9 8 5 年发现a r t 专家系统工具 1 9 8 0 s y m b o l i e s 和m i 推出l i s p 机 室内安全生态评价及专家系统研究 续表1 1 1 9 9 0 年以后进入商业竞争时代，大量专家系统被广泛应用到各个行业 1 2 2 专家系统的结构 专家系统的结构按功能可分为基本结构、典型结构和理想结构三种。 ( 1 ) 基本结构 基本结构如图1 2 所示，主要包括了两个部分：知识库和推理机 图1 2 专家系统基本结构 f i g1 2b a s i cc o n s t r u c t i o no f e x p e r ts y s t e m ( 2 ) 典型结构 典型的专家系统如图1 _ 3 所示， 包括四个基本部分。 绪论 图1 3 专家系缆舱典烈结构 f i g1 3c l a s s i c a lc o n s t r u c t i o no f e x p e r ts y s t e m 典型兹专家系统起码应该毽菇爨个基本部分。 ( 1 ) 知识库存放领域专家所提供的经验知识，啦事实或规则的形式来表达：知识按 照一定的结构存放，以利推理；参数用于赋镳。 ( 2 ) 推理穰奄季螽聱黉翔谈津内静船谖遂行推理静稚理过稽和控裁策略。 ( 3 ) 解释系统组对推理过程褥出必要解释的程序，有助于用户了解推理的过程， 学习领域知识，从露比较容易躲接受该专家系统所导出豹结论。 ( 4 ) 入机器面 在推理的过程中系统与用户进行一系剜交互的方式，包含参数的输 入和结论的输出等。 对手一令实矮静专家系绞，为了综合静熊决实嚣鞠题，遴零要建立凡令懿滚瘁。并 辅以綦础数据库，模式与方法库等。人机界面还起到滤接各个系统和控制过程流的功能， 通常以对话檄以及菜单等形式出现。 ( 3 ) 瑗想结构 下图1 4 为专家系统的理想结构，该结构思想来源于h e a r