模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法的研究

何淑芬（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣元628017）

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模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法的研究

何淑芬
（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣元628017）

摘要：隨著人們經(jīng)濟(jì)生活水平的提高，對于食品的要求特別是食品的安全有了更高的要求。茶葉作為世界三大飲料中的一種，在我國的受眾范圍和受眾人群數(shù)量都具有極高的影響，對于茶葉的安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)能夠在很大程度上了解茶葉在生產(chǎn)和加工以及銷售的過程中是否存在不利于人們身體健康的不安全因素。因此，對于茶葉的安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法也受到廣泛的關(guān)注。本文提出一種基于模糊理論的模糊數(shù)學(xué)理論評價(jià)茶葉安全狀態(tài)的評價(jià)方法，在建立茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)評價(jià)的指標(biāo)體系時(shí)，充分考慮茶葉的種類和地區(qū)等差異性，用模糊數(shù)學(xué)方法計(jì)算茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，從而能夠?qū)Σ枞~的質(zhì)量作出綜合評價(jià)。

關(guān)鍵詞：模糊數(shù)學(xué)；茶葉安全；風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

1　模糊數(shù)學(xué)理論的定義和概念

模糊數(shù)學(xué)被稱為Fuzzy數(shù)學(xué)，是研究和處理具有模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)方法和理論，1965年，美國控制論學(xué)者查德發(fā)表《模糊集合》，標(biāo)志著模糊數(shù)學(xué)理論的誕生。模糊數(shù)學(xué)是建立在集合論的基礎(chǔ)上，集合論的重要意義在于把數(shù)學(xué)的抽象能力能夠延伸到人們對于對象認(rèn)識過程的深處。在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，數(shù)學(xué)都以其準(zhǔn)確性和嚴(yán)密的邏輯性作為重要特點(diǎn)而存在，在描述事物的運(yùn)動規(guī)律和客觀事物中發(fā)揮了重要的作用。但是，由于在客觀物質(zhì)中存在著許許多多的模糊現(xiàn)象和模糊事物，而且有模糊性結(jié)合復(fù)雜性想發(fā)展的趨勢，這對于人們的工作和研究帶來越來越嚴(yán)重的影響。

在日常的生活和工作中，人們都會碰到像年輕、高大、胖子、很遠(yuǎn)、好快等等這些詞語和概念，這類詞語往往不能用簡單的數(shù)字來進(jìn)行定義和描述的，具有很強(qiáng)的模糊性概念。比如說，“高大”這個詞語，對于普通人而言，可能身高超過180cm就算很高大了，但是，如果在巨人林立的籃球運(yùn)動世界里，180cm的身高就算非?！懊煨　绷?；又比如“年輕”這個詞語，可能對于烏龜來說，七八十歲都算年輕，可是對人類七八十歲已算是高齡了。在很多時(shí)候，定義和概念是比較模糊的，無法做到具體量化。因此，模糊化數(shù)學(xué)便不再拘泥于具體的數(shù)值研究，而是對事物或者現(xiàn)象進(jìn)行性質(zhì)的判定。

盡管模糊化數(shù)學(xué)的歷史只有50年，但是其發(fā)展速度和應(yīng)用程度已經(jīng)滲透到事物的方方面面，而且在未來還會有更為廣闊和進(jìn)步的空間。

2　茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)方法

2.1建立茶葉安全評價(jià)體系

我國的茶葉包含茶葉的種植、生產(chǎn)、采摘、加工、包裝、銷售多個環(huán)節(jié)，有必要建立完善的茶葉指標(biāo)安全評價(jià)體系，而且要充分能考慮到茶葉的地區(qū)、品種、質(zhì)量等方面的差異。第一步根據(jù)茶葉按品種分類，像花茶、綠茶、紅茶、白茶等，按茶葉性質(zhì)分為發(fā)酵茶、半發(fā)酵茶、不發(fā)酵茶，按其品牌分成烏龍茶、鐵觀音、龍井、碧螺春、普洱、大紅袍等，這樣將茶葉按種類分好，做好茶葉的安全評價(jià)。而后，對茶葉含有的不安全要素列舉，是屬于直接危害人體的危害性元素，還是屬于潛在的危險(xiǎn)性因素，是屬于農(nóng)藥殘留的還是屬于加工中帶入的。

在確定完成對茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)因素的分類之后，對安全性因素的評價(jià)指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出的具體的檢測數(shù)據(jù)可以判斷對其危害物的污染指數(shù)，再綜合各類茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的指數(shù)，最后得出茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的整體評價(jià)。

2.2綜合運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法評價(jià)茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)

在茶葉安全狀態(tài)的綜合評價(jià)體系中，許多危害污染的元素和成分的計(jì)算是評價(jià)茶葉質(zhì)量和安全的重要因素，往往很多參數(shù)指標(biāo)就是最直觀的反應(yīng)。盡管可能在某些國家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中并不會表示存在安全風(fēng)險(xiǎn)，但在實(shí)際上符合國家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)并不代表不存在安全風(fēng)險(xiǎn)，因而對于茶葉的安全風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算不能僅僅只是依據(jù)是否超標(biāo)的數(shù)字進(jìn)行計(jì)算，還要根據(jù)實(shí)際檢測到的數(shù)據(jù)對茶葉反應(yīng)的客觀安全風(fēng)險(xiǎn)的程度進(jìn)行模糊評估。

由于很多茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)無論是在數(shù)量上、層級上，還是在數(shù)據(jù)的單位上都有很大的區(qū)別，因而需要對茶葉安全危害的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，充分考慮到各種危害人體的元素和成分。因?yàn)樵谑秤貌枞~，對茶葉里面含有的物質(zhì)吸收后身體的反應(yīng)也會存在差異，因而對于茶葉是否安全很難有具體的界限定義，將茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的程度可以進(jìn)行模糊化處理，比如說可以將茶葉的安全風(fēng)險(xiǎn)分為無風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)、中度風(fēng)險(xiǎn)、高度風(fēng)險(xiǎn)、極高風(fēng)險(xiǎn)五個等級，每一個等級可以賦予不同的污染風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重，并且在茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重中要充分考慮到風(fēng)險(xiǎn)可能存在的超標(biāo)情況的加強(qiáng)。

盡管可以將茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)分為五個等級，但是有一些危害的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)并不會一定就落在等級的分界線上，通過模糊數(shù)學(xué)理論中的隸屬度可以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)程度的描述，可以采用降半梯形的分布來對進(jìn)行隸屬度的刻畫，比如說對于某一類茶葉像綠茶含有的某一微量元素具有的對人體危害的檢測記錄進(jìn)行隸屬度的計(jì)算，通過風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。將風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值與評語集合之間的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而后要再次使用模糊數(shù)學(xué)的隸屬度刻畫進(jìn)行隸屬度定義，這樣才能得到茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等級的界限值，進(jìn)而可以得到風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和評語集合之間的模糊關(guān)系，通常安全風(fēng)險(xiǎn)越高、危害性越大的成分，其所占的權(quán)重比例往往也會越大，采用加權(quán)平均算法，這種模糊數(shù)學(xué)的模型計(jì)算就較為準(zhǔn)確。

3　基于模糊數(shù)學(xué)理論的茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)具體流程

對茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)是一個受多種因素影響和決定的過程，各因素之間具有層次差別和區(qū)分，對于這類風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)屬于多層次多等級的過程，需要根據(jù)評價(jià)的因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)系分類，而后進(jìn)行分層次的評價(jià)和整體綜合評價(jià)。以下本文將通過綠茶的模糊數(shù)學(xué)理論的安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)流程進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3.1構(gòu)建綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

構(gòu)建的綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系要真實(shí)地反映出綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)性能。構(gòu)建綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)必須要遵循以下原則：首先是一致性，綠茶的安全評價(jià)指標(biāo)要與評價(jià)的目標(biāo)相一致，同時(shí)下一層級的評價(jià)指標(biāo)還要與上一層級的指標(biāo)相一致。其次是可測性，對于綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)指標(biāo)體系中的最低層次指標(biāo)要具備可操作性，并且所規(guī)定的檢測數(shù)據(jù)能夠直接測量。再次要具備獨(dú)立性，綠茶的安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)所反映的評價(jià)對象必須要能夠各自獨(dú)立存在，指標(biāo)對象不能具有包含和重疊的關(guān)系。最后，構(gòu)建綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系還必須要具備可行性，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的指標(biāo)數(shù)量和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)需要適中，檢測需要的信息、人力、財(cái)力都能夠進(jìn)行切實(shí)可行的量化方法進(jìn)行利用。

3.2確定綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)因素集和模糊權(quán)重的確定

根據(jù)所構(gòu)建的綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系確定綠茶安全評價(jià)因素集，根據(jù)因素的不同層次進(jìn)行區(qū)別劃分和處理。當(dāng)然，在實(shí)際對綠茶的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)工作中，相關(guān)評價(jià)指標(biāo)的重要性是不相同的，因此，在對綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)也要進(jìn)行各因素的模糊權(quán)重，這使得評價(jià)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性大大提高。

3.3確定評語集和建立綜合評價(jià)矩陣

對所有綠茶的評價(jià)對象可能做出的各種總的評價(jià)結(jié)果進(jìn)行匯總集和，作為等級和分類屬性的集和，而后根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定，組合模糊子集，構(gòu)建綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的矩陣。

3.4對綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算

綠茶評價(jià)指標(biāo)體系具有多重性和復(fù)雜性，因而需要對風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合評價(jià)，并且將每一層級的評價(jià)與相聯(lián)系的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)進(jìn)行綜合分析計(jì)算。在綠茶中，對影響人體健康狀況較多的微量元素和成分進(jìn)行計(jì)算，這樣將所得到的結(jié)果能夠進(jìn)行等級界定，比如說含有鉛元素，鉛元素超過一定的標(biāo)準(zhǔn)就會危害人體健康，在綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中，對所含有的鉛元素進(jìn)行權(quán)重的模糊計(jì)算，將所得到的結(jié)果進(jìn)行范圍確定，如果在國家設(shè)定的安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，那就表示綠茶質(zhì)量較為安全，這樣進(jìn)行定性分析，避免所依據(jù)含有量的差距而導(dǎo)致對茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)的不確定性。

3.5形成綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)報(bào)告

依據(jù)前面所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果分析，將所得到的結(jié)果評價(jià)進(jìn)行記錄，比如說綠茶安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)處于合理范圍內(nèi)，那就表示結(jié)果安全，該綠茶的質(zhì)量就合格，并對合格結(jié)果生成報(bào)告。如果出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的話，也要形成報(bào)告并進(jìn)行總結(jié)，及時(shí)找出出現(xiàn)問題是在哪些方面。

4　結(jié)語

探索一種直觀、簡便、有效的評價(jià)方法對于茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行評價(jià)是本文的目的，通過基于模糊數(shù)學(xué)理論的方法進(jìn)行茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的評價(jià)，在建立茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的體系充分考慮茶葉的類型，在檢測危險(xiǎn)物質(zhì)的時(shí)候，利用模糊數(shù)學(xué)方法對茶葉的指標(biāo)進(jìn)行定性分析，通過這種模糊數(shù)學(xué)的分析方式進(jìn)行檢測，這樣才能更加準(zhǔn)確有效地反映茶葉的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒小龍,姜川.模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中的應(yīng)用[J].茶葉,2010,03:159-163.

[2]杜樹新,韓紹甫.基于模糊綜合評價(jià)方法的食品安全狀態(tài)綜合評價(jià)[J].中國食品學(xué)報(bào),2006,06:64-69.

[3]鄒小龍.基于模糊數(shù)學(xué)理論的茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2008.

[4]羅骕翾,楊仲江,華晨輝.基于模糊數(shù)學(xué)理論的既有普通建筑雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估[J].電瓷避雷器,2014,04:60-65.

[5]李全明,陳仙,王云海,王慶.基于模糊理論的尾礦庫潰壩風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2008,06:57-61.

作者簡介：何淑芬（1965-），女，四川蒼溪人，本科，副教授，研究方向：數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)應(yīng)用。近年來，各種食品安全事故頻發(fā)嚴(yán)重沖擊了人們的食品安全觀念，現(xiàn)在人們對于食品的安全問題更加憂慮。在中國，茶葉的食用從量上、從人群體上、從地區(qū)范圍上都具有很強(qiáng)的影響力，茶葉的質(zhì)量安全受到社會廣泛關(guān)注。作為新興的一種研究方法，模糊數(shù)學(xué)方法具有很廣闊的研究前景，在水質(zhì)污染、環(huán)境整治、目標(biāo)規(guī)劃方面都發(fā)揮著不可替代的作用，因?yàn)楹芏辔廴鞠蘖繕?biāo)準(zhǔn)還主要依靠人為主觀上的判斷，并沒有量化的觀念，而通過將具體數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模糊化，建立茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)模糊化的數(shù)學(xué)模型，對茶葉中含有的危害人體安全的微量元素或者成分有一個規(guī)范的范圍標(biāo)準(zhǔn)，這樣保證茶葉生產(chǎn)加工只要都在這個安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，那么茶葉的質(zhì)量就是有保障的，這樣就能將茶葉的安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。