山區(qū)道路選線方案的多目標(biāo)優(yōu)選決策

曾志芳

（360781198605070613）

山區(qū)道路選線方案的多目標(biāo)優(yōu)選決策

曾志芳

（360781198605070613）

本文將可持續(xù)發(fā)展作為基礎(chǔ)，對(duì)山區(qū)道路交通選線過(guò)程中涉及到的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、工程、環(huán)境等方面因素進(jìn)行了分析，針對(duì)山區(qū)道路交通設(shè)計(jì)與規(guī)劃中對(duì)決策產(chǎn)生影響的因素，綜合考慮了安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、舒適、技術(shù)等多方面因素，并建立起了基于山區(qū)道路選線方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。將二級(jí)模糊評(píng)判作為主要框架，對(duì)AHP法和熵值法進(jìn)行利用，分別建立起準(zhǔn)則層的權(quán)重集以及指標(biāo)層的權(quán)重集，并利用灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)對(duì)模糊矩陣進(jìn)行構(gòu)建，對(duì)評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行進(jìn)一步確定，最終使山區(qū)道路線路優(yōu)選方案得到確定。本文是筆者多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的體現(xiàn)，相信一定可以為同行業(yè)的有關(guān)研究提供一些借鑒與幫助。

山區(qū)道路；選線方案；多目標(biāo)；熵值法；灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

路線方案的選擇是建設(shè)公路的首要前提，它不僅對(duì)工程質(zhì)量、行車安全以及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生著直接的影響，同時(shí)也可以對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行有效的控制。在這種情況下，進(jìn)行路線方案評(píng)價(jià)是十分關(guān)鍵的，可以對(duì)道路線網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)一步的保證。本文以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，對(duì)山區(qū)道路交通選線過(guò)程中涉及到的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、工程、環(huán)境等方面因素進(jìn)行了分析，并對(duì)這些因素結(jié)合到一起而產(chǎn)生的大系統(tǒng)特征性現(xiàn)象進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，結(jié)合分層優(yōu)化思想與模糊數(shù)據(jù)理論，提出了一種多層次模糊運(yùn)算優(yōu)化的決策模型，這為實(shí)際道路選線方案的確定提供了切實(shí)可行的依據(jù)。

1 建立評(píng)價(jià)體系

我國(guó)的道路線選擇工作一般會(huì)將經(jīng)濟(jì)效益和幾何指標(biāo)作為主要進(jìn)行考慮的因素，在評(píng)價(jià)過(guò)程中忽略了用地、環(huán)境等因素的影響，存在的缺陷十分明顯。近年來(lái)隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在我國(guó)的全面實(shí)施，這幾年我國(guó)公路建設(shè)得到了持續(xù)的發(fā)展，運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)不再被時(shí)間最短、營(yíng)運(yùn)費(fèi)用最少以及運(yùn)行時(shí)間最短等因素所局限，同時(shí)還提出了更高的要求。一方面要求投入的資金可以獲得更好的效益，另一方面還要保證設(shè)計(jì)可以與當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)與環(huán)境等因素相協(xié)調(diào)。在這種設(shè)計(jì)思想的影響下，山區(qū)道路規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)該對(duì)地形、水文、地質(zhì)等方面因素進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)還要對(duì)工程投資、環(huán)境影響等方面在規(guī)劃與設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來(lái)。

一般來(lái)說(shuō)，山區(qū)道路選線的影響因素主要有三種，即與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境相關(guān)的影響因素。其中，與技術(shù)指標(biāo)相關(guān)的影響因素主要是指路線的長(zhǎng)度、平均縱坡以及最小曲線半徑等因素；與經(jīng)濟(jì)相關(guān)的因素主要有效益成本比、工程總造價(jià)以及年養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等因素；與環(huán)境相關(guān)的因素主要可以從水土流失、社會(huì)環(huán)境影響以及生態(tài)環(huán)境破壞等方面進(jìn)行綜合的分析與考慮[2]。

2 方案評(píng)價(jià)決策模型

2.1 多層次模糊運(yùn)算

從以上指標(biāo)體系中可以看出，其中的一些指標(biāo)是定量的，還有一些是定性的，而實(shí)際上這些指標(biāo)是很難通過(guò)明確的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算的。要想對(duì)山區(qū)道路路線方案的優(yōu)選問(wèn)題進(jìn)行解決，這涉及到經(jīng)濟(jì)、工程等因素，同時(shí)對(duì)道路投資的綜合效益也存在重要影響，因此可以使用多層次模糊運(yùn)算的方式將決策思路理清，結(jié)合這一思想，首先對(duì)影響因素進(jìn)行分解，再根據(jù)不同層次中的因素分別將其相應(yīng)的權(quán)重計(jì)算出來(lái)，再通過(guò)灰色系統(tǒng)盧綸對(duì)灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行建立，最后通過(guò)模糊優(yōu)選的方式計(jì)算出最優(yōu)的方案[3]。

2.2 確立權(quán)重

首先，計(jì)算準(zhǔn)則層權(quán)重，結(jié)合已經(jīng)建立起的評(píng)價(jià)體系可以看出，其中準(zhǔn)則層因素比較少，其重要程度也是比較容易區(qū)分的，因此在二級(jí)評(píng)判模型中可以通過(guò)傳統(tǒng)AHP方法對(duì)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。其次，計(jì)算指標(biāo)層權(quán)重，指標(biāo)層存在很多影響因素，針對(duì)那些容易受到主觀因素影響的缺陷，通過(guò)熵值法可以進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，基于熵值法對(duì)群眾的確定，主要的原理是原客觀環(huán)境下的原始信息相結(jié)合，利用對(duì)各指標(biāo)之間關(guān)聯(lián)度的分析，對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行確定，從一定程度上來(lái)說(shuō)可以使因?yàn)橹饔^因素帶來(lái)的偏差得到避免。

2.3 評(píng)價(jià)決策矩陣

灰色關(guān)聯(lián)分析是一種定量與定性分析相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，對(duì)這種評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用可以使評(píng)價(jià)指標(biāo)難以統(tǒng)計(jì)和準(zhǔn)確量化的問(wèn)題得到解決，同時(shí)將人為因素影響排除掉，使得評(píng)價(jià)結(jié)果可以更加準(zhǔn)確。參考數(shù)列

經(jīng)過(guò)規(guī)范化之后，各指

，其中，i=1,2，…，n。它們之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)為：

2.4 綜合評(píng)價(jià)

得到的向量權(quán)重集乘以評(píng)價(jià)矩陣向量，就可以得到一級(jí)評(píng)價(jià)值，并在一級(jí)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上對(duì)二級(jí)評(píng)價(jià)進(jìn)行建立，最終找到綜合值最大的一種方案。

3 工程實(shí)例

本文以某山區(qū)公路選線方案評(píng)價(jià)作為例子，對(duì)已經(jīng)規(guī)劃成為雙向四車道的一級(jí)公路的線網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行選擇[5]。

表1 各方案評(píng)價(jià)指標(biāo)

通過(guò)相應(yīng)計(jì)算之后可以得到第二級(jí)的綜合評(píng)判：

通過(guò)計(jì)算可以獲得第一級(jí)綜合評(píng)判矩陣，也就是各種方案的隸屬程度。結(jié)合最大隸屬度原則，可以得到方案一的綜合價(jià)值是最高的，可以看做是最優(yōu)的選線方案[6]。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，筆者在可持續(xù)發(fā)展思想的影響下與設(shè)計(jì)關(guān)鍵性因素相結(jié)合，對(duì)一種基于模糊運(yùn)算的、多層次的優(yōu)選決策思路進(jìn)行了分析，并建立起多目標(biāo)評(píng)價(jià)模型，利用熵值法等評(píng)價(jià)方法進(jìn)行綜合的比較與評(píng)價(jià)，從一定程度上來(lái)說(shuō)，因?yàn)橹饔^因素帶來(lái)的偏差可以得到有效的避免，在此基礎(chǔ)上更好的決策提供經(jīng)濟(jì)的、先進(jìn)的最優(yōu)方案。值得注意的是，本文研究的方向是道路選線方案的多目標(biāo)優(yōu)選，只在評(píng)價(jià)理論上進(jìn)行了分析，現(xiàn)代空間技術(shù)還在不斷發(fā)展之中，怎樣將線路優(yōu)選與評(píng)價(jià)指標(biāo)量的提取結(jié)合在一起，進(jìn)而對(duì)完成的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行構(gòu)件，尚需要進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究。

[1]蘇生瑞,張其偉,景積倉(cāng),焦國(guó)鋒. 基于集對(duì)分析方法的山區(qū)高速鐵路線路方案優(yōu)選研究[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2011（5）∶764-770.

[2]孫慶珍,賈燕,潘春風(fēng). 基于多目標(biāo)決策的山區(qū)災(zāi)害多發(fā)地段公路選線優(yōu)化[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2011（5）∶633-637.

TU7

B< class="emphasis_bold">文章編號(hào)1

1007-6344（2015）06-0072-02