模糊数学理论在茶叶安全风险评价方法的研究

何淑芬（四川信息职业技术学院，四川广元628017）



模糊数学理论在茶叶安全风险评价方法的研究

何淑芬
（四川信息职业技术学院，四川广元628017）

摘要：随着人们经济生活水平的提高，对于食品的要求特别是食品的安全有了更高的要求。茶叶作为世界三大饮料中的一种，在我国的受众范围和受众人群数量都具有极高的影响，对于茶叶的安全风险评价能够在很大程度上了解茶叶在生产和加工以及销售的过程中是否存在不利于人们身体健康的不安全因素。因此，对于茶叶的安全风险评价方法也受到广泛的关注。本文提出一种基于模糊理论的模糊数学理论评价茶叶安全状态的评价方法，在建立茶叶安全风险状态评价的指标体系时，充分考虑茶叶的种类和地区等差异性，用模糊数学方法计算茶叶安全风险指数，从而能够对茶叶的质量作出综合评价。

关键词：模糊数学；茶叶安全；风险评价

1　模糊数学理论的定义和概念

模糊数学被称为Fuzzy数学，是研究和处理具有模糊性现象的一种数学方法和理论，1965年，美国控制论学者查德发表《模糊集合》，标志着模糊数学理论的诞生。模糊数学是建立在集合论的基础上，集合论的重要意义在于把数学的抽象能力能够延伸到人们对于对象认识过程的深处。在相当长的一段时期内，数学都以其准确性和严密的逻辑性作为重要特点而存在，在描述事物的运动规律和客观事物中发挥了重要的作用。但是，由于在客观物质中存在着许许多多的模糊现象和模糊事物，而且有模糊性结合复杂性想发展的趋势，这对于人们的工作和研究带来越来越严重的影响。

在日常的生活和工作中，人们都会碰到像年轻、高大、胖子、很远、好快等等这些词语和概念，这类词语往往不能用简单的数字来进行定义和描述的，具有很强的模糊性概念。比如说，“高大”这个词语，对于普通人而言，可能身高超过180cm就算很高大了，但是，如果在巨人林立的篮球运动世界里，180cm的身高就算非常“渺小”了；又比如“年轻”这个词语，可能对于乌龟来说，七八十岁都算年轻，可是对人类七八十岁已算是高龄了。在很多时候，定义和概念是比较模糊的，无法做到具体量化。因此，模糊化数学便不再拘泥于具体的数值研究，而是对事物或者现象进行性质的判定。

尽管模糊化数学的历史只有50年，但是其发展速度和应用程度已经渗透到事物的方方面面，而且在未来还会有更为广阔和进步的空间。

2　茶叶安全风险的评价方法

2.1建立茶叶安全评价体系

我国的茶叶包含茶叶的种植、生产、采摘、加工、包装、销售多个环节，有必要建立完善的茶叶指标安全评价体系，而且要充分能考虑到茶叶的地区、品种、质量等方面的差异。第一步根据茶叶按品种分类，像花茶、绿茶、红茶、白茶等，按茶叶性质分为发酵茶、半发酵茶、不发酵茶，按其品牌分成乌龙茶、铁观音、龙井、碧螺春、普洱、大红袍等，这样将茶叶按种类分好，做好茶叶的安全评价。而后，对茶叶含有的不安全要素列举，是属于直接危害人体的危害性元素，还是属于潜在的危险性因素，是属于农药残留的还是属于加工中带入的。

在确定完成对茶叶安全风险因素的分类之后，对安全性因素的评价指数进行计算，得出的具体的检测数据可以判断对其危害物的污染指数，再综合各类茶叶安全风险的指数，最后得出茶叶安全风险的整体评价。

2.2综合运用模糊数学方法评价茶叶安全风险

在茶叶安全状态的综合评价体系中，许多危害污染的元素和成分的计算是评价茶叶质量和安全的重要因素，往往很多参数指标就是最直观的反应。尽管可能在某些国家安全卫生标准中并不会表示存在安全风险，但在实际上符合国家安全卫生标准并不代表不存在安全风险，因而对于茶叶的安全风险指数的计算不能仅仅只是依据是否超标的数字进行计算，还要根据实际检测到的数据对茶叶反应的客观安全风险的程度进行模糊评估。

由于很多茶叶安全风险的数据无论是在数量上、层级上，还是在数据的单位上都有很大的区别，因而需要对茶叶安全危害的检测数据进行处理，充分考虑到各种危害人体的元素和成分。因为在食用茶叶，对茶叶里面含有的物质吸收后身体的反应也会存在差异，因而对于茶叶是否安全很难有具体的界限定义，将茶叶安全风险的程度可以进行模糊化处理，比如说可以将茶叶的安全风险分为无风险、低风险、中度风险、高度风险、极高风险五个等级，每一个等级可以赋予不同的污染风险权重，并且在茶叶安全风险的权重中要充分考虑到风险可能存在的超标情况的加强。

尽管可以将茶叶安全风险分为五个等级，但是有一些危害的风险数据并不会一定就落在等级的分界线上，通过模糊数学理论中的隶属度可以进行风险程度的描述，可以采用降半梯形的分布来对进行隶属度的刻画，比如说对于某一类茶叶像绿茶含有的某一微量元素具有的对人体危害的检测记录进行隶属度的计算，通过风险指数的权重进行计算。将风险指数值与评语集合之间的关系进行转换，而后要再次使用模糊数学的隶属度刻画进行隶属度定义，这样才能得到茶叶安全风险的风险等级的界限值，进而可以得到风险指数和评语集合之间的模糊关系，通常安全风险越高、危害性越大的成分，其所占的权重比例往往也会越大，采用加权平均算法，这种模糊数学的模型计算就较为准确。

3　基于模糊数学理论的茶叶安全风险评价具体流程

对茶叶安全风险的评价是一个受多种因素影响和决定的过程，各因素之间具有层次差别和区分，对于这类风险评价属于多层次多等级的过程，需要根据评价的因素数据进行关系分类，而后进行分层次的评价和整体综合评价。以下本文将通过绿茶的模糊数学理论的安全风险评价流程进行详细介绍。

3.1构建绿茶安全风险评价指标体系

构建的绿茶安全风险评价指标体系要真实地反映出绿茶安全风险的系统性能。构建绿茶安全风险必须要遵循以下原则：首先是一致性，绿茶的安全评价指标要与评价的目标相一致，同时下一层级的评价指标还要与上一层级的指标相一致。其次是可测性，对于绿茶安全风险的评价指标体系中的最低层次指标要具备可操作性，并且所规定的检测数据能够直接测量。再次要具备独立性，绿茶的安全风险指标所反映的评价对象必须要能够各自独立存在，指标对象不能具有包含和重叠的关系。最后，构建绿茶安全风险评价指标体系还必须要具备可行性，风险评价的指标数量和评价标准需要适中，检测需要的信息、人力、财力都能够进行切实可行的量化方法进行利用。

3.2确定绿茶安全风险评价因素集和模糊权重的确定

根据所构建的绿茶安全风险评价指标体系确定绿茶安全评价因素集，根据因素的不同层次进行区别划分和处理。当然，在实际对绿茶的风险评价工作中，相关评价指标的重要性是不相同的，因此，在对绿茶安全风险的评价也要进行各因素的模糊权重，这使得评价数据的准确性大大提高。

3.3确定评语集和建立综合评价矩阵

对所有绿茶的评价对象可能做出的各种总的评价结果进行汇总集和，作为等级和分类属性的集和，而后根据实际需要进行确定，组合模糊子集，构建绿茶安全风险评价的矩阵。

3.4对绿茶安全风险综合评价结果进行计算

绿茶评价指标体系具有多重性和复杂性，因而需要对风险评价结果进行综合评价，并且将每一层级的评价与相联系的风险评价进行综合分析计算。在绿茶中，对影响人体健康状况较多的微量元素和成分进行计算，这样将所得到的结果能够进行等级界定，比如说含有铅元素，铅元素超过一定的标准就会危害人体健康，在绿茶安全风险评价中，对所含有的铅元素进行权重的模糊计算，将所得到的结果进行范围确定，如果在国家设定的安全标准范围内，那就表示绿茶质量较为安全，这样进行定性分析，避免所依据含有量的差距而导致对茶叶安全风险的不确定性。

3.5形成绿茶安全风险系数报告

依据前面所得到的数据进行结果分析，将所得到的结果评价进行记录，比如说绿茶安全风险系数处于合理范围内，那就表示结果安全，该绿茶的质量就合格，并对合格结果生成报告。如果出现不达标的话，也要形成报告并进行总结，及时找出出现问题是在哪些方面。

4　结语

探索一种直观、简便、有效的评价方法对于茶叶安全风险系数进行评价是本文的目的，通过基于模糊数学理论的方法进行茶叶安全风险系数的评价，在建立茶叶安全风险评价的体系充分考虑茶叶的类型，在检测危险物质的时候，利用模糊数学方法对茶叶的指标进行定性分析，通过这种模糊数学的分析方式进行检测，这样才能更加准确有效地反映茶叶的质量。

参考文献

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作者简介：何淑芬（1965-），女，四川苍溪人，本科，副教授，研究方向：数学与数学应用。近年来，各种食品安全事故频发严重冲击了人们的食品安全观念，现在人们对于食品的安全问题更加忧虑。在中国，茶叶的食用从量上、从人群体上、从地区范围上都具有很强的影响力，茶叶的质量安全受到社会广泛关注。作为新兴的一种研究方法，模糊数学方法具有很广阔的研究前景，在水质污染、环境整治、目标规划方面都发挥着不可替代的作用，因为很多污染限量标准还主要依靠人为主观上的判断，并没有量化的观念，而通过将具体数据标准模糊化，建立茶叶安全风险模糊化的数学模型，对茶叶中含有的危害人体安全的微量元素或者成分有一个规范的范围标准，这样保证茶叶生产加工只要都在这个安全标准范围内，那么茶叶的质量就是有保障的，这样就能将茶叶的安全风险降到最低。