基于 FTOPSIS 方法的路线方案比选分析
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利用TOPSIS法综合评价公路站场规划布局
何霞;远亚丽;孙雪花
【期刊名称】《交通科技与经济》
【年(卷),期】2008(010)004
【摘要】确定合理的评价指标体系,并在此基础上将熵权法和TOPSIS法相结合对公路站场规划方案进行综合评价.在评价过程中,利用熵权法科学地确定各评价指标的权重,通过TOPSIS法对各备选方案进行定量排序,从而作为选择公路站场布局方案的依据,以某市的站场规划布局为例,说明该方法的实用性.
【总页数】3页(P106-108)
【作者】何霞;远亚丽;孙雪花
【作者单位】长沙理工大学,交通运输学院,湖南,长沙,410076;长沙理工大学,交通运输学院,湖南,长沙,410076;长沙理工大学,交通运输学院,湖南,长沙,410076
【正文语种】中文
【中图分类】U492.11
【相关文献】
1.多层次模糊综合评价法在公路站场布局规划中的应用 [J], 张宁
2.关于沿海组团式城市公路客运站场规划的探讨——以中山市公路客运站场规划为例 [J], 胡琼虹;李良;夏长会
3.布局方案评价方法及在公路站场规划布局中的应用 [J], 张宁
4.公路站场规划布局方案综合评价的改进TOPSIS法 [J], 何霞;远亚丽;孙雪花
5.公路站场规划布局方案综合评价方法研究 [J], 刘琪;晏克非
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topsis方法
Topsis方法是一种多准则决策分析方法,用于帮助决策者从多
个备选方案中选择出最优解。
该方法将备选方案的各个准则指标进行标准化处理,并计算出各个备选方案相对于最理想方案和最负理想方案的接近程度。
在topsis方法中,每个备选方案都有多个准则指标,如成本、
效益、可行性等。
这些准则指标用来评估备选方案的优劣。
为了将这些准则指标进行比较,需要先进行标准化处理。
标准化可以将不同量纲和单位的指标转化为无量纲的相对指标,使得各个指标可以进行比较。
接下来,需要确定最理想方案和最负理想方案。
最理想方案是指在所有准则指标上都取得最优值的方案,而最负理想方案则是指在所有准则指标上都取得最差值的方案。
确定最理想方案和最负理想方案的目的是为了计算每个备选方案相对于这两个理想方案的接近程度。
通过计算每个备选方案与最理想方案和最负理想方案的欧氏距离,可以得到每个备选方案相对于这两个理想方案的接近程度。
欧氏距离越小,表示备选方案越接近于最理想方案;欧氏距离越大,表示备选方案越接近于最负理想方案。
最后,根据每个备选方案的接近程度,可以得出一个综合评价指标,用来衡量备选方案在各个准则指标上的综合表现。
综合评价指标越大,表示备选方案越优于其他方案。
通过topsis方法,决策者可以将备选方案的多个准则指标综合
考虑,选择出最优解。
这种方法可以帮助决策者做出更加科学、客观的决策。
topsis综合法Topsis综合法Topsis综合法,即Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution,是一种多属性决策分析方法,用于确定最佳选择方案。
该方法结合了最优和最差方案之间的相似度,通过计算每个方案与理想解决方案之间的距离来评估方案的优劣。
Topsis综合法的基本原理是将每个方案的各属性指标进行标准化处理,然后计算每个方案与理想解决方案之间的距离。
具体步骤如下:1. 确定决策矩阵:将每个方案的各属性指标列成矩阵形式,每一行代表一个方案,每一列代表一个属性。
2. 属性标准化:对于每个属性,根据其重要性确定权重,并将每个方案的属性值进行标准化处理。
标准化可以采用最大最小规范化、z-score规范化等方法。
3. 确定理想解决方案和负理想解决方案:根据属性的性质,确定理想解决方案和负理想解决方案。
理想解决方案是在每个属性上取得最大值的方案,而负理想解决方案是在每个属性上取得最小值的方案。
4. 计算方案与理想解决方案之间的距离:对于每个方案,计算其与理想解决方案之间的距离,可以采用欧氏距离、曼哈顿距离等方法。
5. 计算方案的相似度:根据方案与理想解决方案之间的距离,计算每个方案的相似度,相似度越高表示方案越接近理想解决方案。
6. 确定最佳选择方案:根据方案的相似度,确定最佳选择方案。
通常将相似度最高的方案视为最佳选择方案。
Topsis综合法的优点是可以考虑多个属性指标,并将其综合评估,避免了单一指标评价的局限性。
同时,该方法还考虑了各属性指标之间的权重,使得评价结果更加客观和准确。
然而,Topsis综合法也存在一些限制。
首先,该方法对属性的标准化要求较高,对数据的质量和准确性要求较高。
其次,该方法无法处理属性之间存在相互依赖关系的情况。
最后,该方法对于属性的权重设置较为敏感,权重的选取可能会影响最终的评价结果。
基于勾股模糊集理论TOPSIS的多属性决策方法及应用基于勾股模糊集理论TOPSIS的多属性决策方法及应用摘要:多属性决策问题是现实生活中一个常见的问题,TOPSIS(Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution)是一种常用的多属性决策方法。
本文以勾股模糊集理论为基础,对TOPSIS方法进行了改进,提出了基于勾股模糊集理论TOPSIS的多属性决策方法,并通过实例应用来验证该方法的有效性。
1 引言多属性决策是在各种有限的资源约束下,通过对多种属性进行评估和权衡,最终选择出最佳的方案或决策的过程。
在现实生活中,我们经常需要面临各种各样的多属性决策问题,例如选择供应商、选租房房源、选拔员工等。
因此,研究多属性决策方法对解决实际问题具有重要意义。
2 勾股模糊集理论勾股模糊集理论是一种用于处理模糊性的数学工具。
在传统的模糊集理论中,元素与隶属度的映射关系是线性的,而在勾股模糊集理论中,元素与隶属度的映射关系是非线性的。
勾股模糊集理论包含了线性隶属度和非线性隶属度两种情况,能够更好地反映元素与隶属度之间的关系。
3 TOPSIS方法TOPSIS方法是一种常用的多属性决策方法,用于确定最优解决方案。
该方法通过计算每个方案与理想解决方案之间的相似性度量值,来排序并选择最佳方案。
其主要步骤为:(1)构建决策矩阵:将各个方案的属性值以矩阵形式表示;(2)标准化决策矩阵:通过将决策矩阵中每个元素除以其所属属性列的范数来实现;(3)计算理想解和负理想解:选择最优和最差的方案作为理想解和负理想解;(4)计算方案与理想解和负理想解的相似性度量值:使用欧氏距离或其他相似性度量方法计算;(5)计算综合评价指标:根据正理想解和负理想解之间的距离,计算综合评价指标;(6)排序并选择最佳方案:根据综合评价指标进行排序,选择最佳方案。
4 基于勾股模糊集理论TOPSIS的多属性决策方法4.1 构建勾股模糊决策矩阵:将各个方案的属性值以勾股模糊集的形式表示,并构建勾股模糊决策矩阵。
基于TOPSIS方法的应急救援路径选择
王付宇;王涛;叶春明
【期刊名称】《南阳理工学院学报》
【年(卷),期】2017(9)4
【摘要】针对突发灾害事件大规模破坏性的特点,借鉴城市交通路网安全性评价体系,充分考虑应急救援工作的特殊性,建立了应急救援路径选择指标评价体系.该体系将应急救援路径选择评价指标分为成本型和效益型,包括车辆行驶时间、车辆行驶距离、运输费用、可靠性、阻断风险、实际交通流量以及路径交叉路口数等.然后,运用模糊层次分析法求解指标权重,通过TOPSIS法计算各方案与正负理想方案的贴近度,求得应急救援路径选择最优解.研究表明,本文求解结果对合理开展应急救援工作具有较高的参考价值.
【总页数】5页(P40-44)
【作者】王付宇;王涛;叶春明
【作者单位】安徽工业大学管理科学与工程学院安徽马鞍山 243032;上海理工大学管理学院上海200093;安徽工业大学管理科学与工程学院安徽马鞍山 243032;上海理工大学管理学院上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TP391;TP301.6
【相关文献】
1.基于MATLAB的应急救援最优路径选择 [J], 王洪;陆愈实;王莎莎
2.基于改进蚁群算法的应急救援最优路径选择 [J], 刘勇;马欣;申志兵
3.基于层次分析法的应急救援最优路径选择分析 [J], 张慧
4.基于重大事故应急救援的最佳路径选择算法 [J],
5.基于Dijkstra算法的矿井突水应急救援人员疏散路径选择 [J], 张宏利
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基于TOPSIS的建设项目施工方案选择研究摘要:构建了建设项目施工方案选择指标体系,并运用topsis 模型构建了建设项目施工方案选择模型。
关键词:施工方案选择指标体系理想解法引言在建设项目施工过程中,需要采用一定的施工方法,才能够顺利保证各工序的顺利实施,确保整个工程项目的顺利实施。
而针对具体的施工工序,可能有若干个方法可以使用。
这时,作为项目建设的具体实施者,施工方应当首先提出各种可行的施工方案,然后针对各施工方案进行分析,进而选择出最为合适的施工方案开展具体的施工活动。
而在选择施工方案的过程中,需要施工方能够从技术、组织、经济等几个方面进行综合分析,以选择出综合效益最佳的施工方案。
1 建设项目施工方案选择指标体系的构建在进行建设项目施工方案科学选择探讨时,所面临的首要问题便是进行建设项目施工方案选择指标体系的构建,即从哪些方面去具体衡量和比较建设项目施工方案的问题。
对于不同的施工工序和施工活动,可能考察的角度会有一定的不同。
但是,总体上来看,在进行施工方案选择的过程中,可以从施工方案的技术要求情况、施工组织难易程度、施工工期、施工质量保证情况、施工安全保证情况、施工方案工期、施工方案环保性、施工方案造价情况等几个方面。
具体而言,建设项目施工方案选择指标体系见表1所示。
2 基于topsis的建设项目施工方案选择模型的构建在确定出建设项目施工方案选择的指标体系后,下面所面临的重要课题便是进行施工方案选择模型的构建。
从目前的情况来看,可以用来进行建设项目施工方案选择的模型较多。
本研究在分析各模型特点和优缺点的基础上,尝试运用topsis方法进行建设项目施工方案选择模型的构建。
基于topsis模型的建设项目施工方案选择模型构建的步骤如下:step1:确定建设项目施工方案选择指标体系中各指标的权重在确定建设项目施工方案选择指标体系中,各指标的重要性程度时,可以尝试运用层次分析法进行确定。
并且,为了保证指标体系权重确定的有效性,可以尝试由多位专家进行确定,然后取各位专家确定的指标权重平均值作为建设项目施工方案选择指标体系各指标的权重值。
TOPSIS分析方法研究TOPSIS(最优解不错解原则)是一种多属性决策方法,用于评估多个候选方案,并选择出最佳方案。
它基于理想解和反理想解的概念,通过计算每个候选方案与理想解和反理想解的距离,并对这些距离进行权重加权求和,最终得出每个方案的综合评价值。
本文将对TOPSIS方法进行研究,探讨其原理、应用和优缺点。
TOPSIS方法的原理是,通过将每个候选方案转化为一个特征向量,从而将多属性决策问题转化为向量距离计算问题。
首先,需要将问题中的每个属性进行标准化,消除属性之间的量纲差异。
然后,根据决策者的偏好和决策问题的特点,确定每个属性的权重。
接下来,通过计算每个候选方案与理想解和反理想解的距离,得出每个候选方案的综合评价值。
最后,根据综合评价值对候选方案进行排序,选择评价值最高的方案作为最佳方案。
TOPSIS方法在多个领域中有广泛的应用。
例如,在工程管理中,可以用TOPSIS方法评估不同供应商的方案,选择最适合项目需求的供应商。
在环境评价中,可以使用TOPSIS方法评估不同处理技术对环境影响的程度,选择最优的处理技术。
在金融投资中,可以使用TOPSIS方法评估不同投资组合的风险和收益,选择最优的投资组合。
TOPSIS方法有一些优点。
首先,它考虑了属性权重的影响,充分反映了决策者的偏好。
其次,TOPSIS方法简单直观,易于理解和实施。
此外,TOPSIS方法适用于评估多属性决策问题,并可以降低决策问题的复杂性。
然而,TOPSIS方法也有一些缺点。
首先,该方法假设属性之间的关系是线性的,不适用于非线性关系的决策问题。
其次,TOPSIS方法需要进行属性标准化,为了准确评估每个候选方案的距离,标准化过程可能会引入一定的主观性。
最后,TOPSIS方法对候选方案的评估结果高度依赖于理想解和反理想解的选择,选择不恰当的理想解和反理想解可能导致评估结果的不准确性。
综上所述,TOPSIS是一种用于多属性决策的方法,适用于评估候选方案并选择最佳方案。
评价类模型——TOPSIS法(优劣解距离法)⼀、TOPSIS⽅法TOPSIS法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)可翻译为逼近理想解排序法,国内常简称为优劣解距离法TOPSIS 法是⼀种常⽤的综合评价⽅法,其能充分利⽤原始数据的信息,其结果能精确地反映各评价⽅案之间的差距。
基本过程为先将原始数据矩阵统⼀指标类型(⼀般正向化处理)得到正向化的矩阵,再对正向化的矩阵进⾏标准化处理以消除各指标量纲的影响,并找到有限⽅案中的最优⽅案和最劣⽅案,然后分别计算各评价对象与最优⽅案和最劣⽅案间的距离,获得各评价对象与最优⽅案的相对接近程度,以此作为评价优劣的依据。
该⽅法对数据分布及样本含量没有严格限制,数据计算简单易⾏。
例题1:请你为以下四名同学进⾏评分,该评分能合理的描述其⾼数成绩的⾼低。
分析:此评价指标只有⼀项即“成绩”,评价对象为4个。
topsis分析⽅法如下:解:1.取指标成绩中,最⾼成绩max : 99 最低成绩min:60构造计算评分的公式:2.根据评分公式为每⼀评价对象进⾏打分,构建如下评分表格、并归⼀化3.打分完成,接下来可以由评分确定谁的成绩最好,谁的最差。
可见,清风的成绩最好,⼩王的最差例题2:请你为以下四名同学进⾏评分,该评分能合理的描述其综合评价。
分析:例题1考虑的评价指标只有⼀个,例题2转化为两个评价指标,且评价时指标⼀(成绩)应该越⼤越好,指标⼆(与他⼈争吵次数)应该越⼩越好。
这就引发⽭盾,怎么确定评分使得兼顾两种不同取向的指标?注:成绩是越⾼(⼤)越好,这样的指标称为极⼤型指标(效益型指标)。
与他⼈争吵的次数越少(越⼩)越好,这样的指标称为极⼩型指标(成本型指标)。
解:1.将所有的指标转化为极⼤型指标,即指标正向化。
极⼩型指标转换为极⼤型指标的公式:max-x正向化后得到的表格如下:2. 为了消去不同指标量纲的影响,需要对已经正向化的矩阵进⾏标准化处理。
TOPSIS在山区铁路线路方案比选中的二次改进李远富;蒋频;樊敏;樊惠惠;吴文芊;杨昌睿【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2022(57)2【摘要】为克服传统TOPSIS(逼近理想解排序法)在山区铁路线路方案比选中不能排除指标间相关性干扰、易使决策工作复杂化的缺点,同时为能充分考虑决策工作的不确定性特征,首先,以马氏距离代替传统TOPSIS中的欧氏距离,实现第一次改进;接着,以相关系数矩阵代替马氏距离中的协方差矩阵,实现第二次改进;然后,运用语言类模糊数、区间数、云模型等实现定性指标的定量化,并以二次改进的TOPSIS为基础构建山区铁路线路方案综合比选模型;最后,研究了综合比选模型在某山区铁路巴塘至昌都段局部线路走向方案比选中的应用.研究结果表明:二次改进的TOPSIS 能有效排除决策工作中指标间的相关性干扰,简化决策过程;云模型的运用能有效克服决策方法在处理定性语言不确定性方面的不足;线路方案综合比选模型的应用研究结果与该山区铁路工程预可研中的推荐结果一致,即比选结果均为经白玉、江达的线路方案,故该模型可作为今后线路方案比选工作中一种新的应对途经.【总页数】8页(P253-260)【作者】李远富;蒋频;樊敏;樊惠惠;吴文芊;杨昌睿【作者单位】西南交通大学土木工程学院;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】U212.32【相关文献】1.改进的TOPSIS综合评价模型在河道整治方案优选中的应用2.基于组合赋权-TOPSIS的艰险山区铁路长大坡道线路方案评价方法研究3.基于改进TOPSIS决策方法的铁路线路方案优选研究4.改进的TOPSIS法在天然气开发方案优选中的应用5.基于AHP耦合TOPSIS的铁路线路方案优选模型因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于AHP耦合TOPSIS的铁路线路方案优选模型
杨雪;王龙
【期刊名称】《铁道运输与经济》
【年(卷),期】2022(44)4
【摘要】铁路线路方案是铁路建设项目前期工作中需明确的重要内容,不同线路方案的选择,对线路技术条件、工程投资以及所经地区的环境、规划和其他社会条件有不同的影响。
考虑到不同线路方案的比选受技术、经济、社会、环境等多重因素的影响,各因素优劣交错、定性与定量并存,给线路方案的正确评价和合理选择带来极大难度,提出基于层次分析法(AHP)耦合逼近理想排序法(TOPSIS)的优选模型,即:利用云模型理论对具有模糊性的定性指标进行量化处理;基于AHP对各项指标进行初始常权赋值;对各方案进行变权调整,并应用TOPSIS分别计算出各方案与理想方案的贴近度,从而实现对于铁路线路方案的定量化合理评价;结合实际案例的演算,验证了模型的有效性。
【总页数】8页(P131-138)
【作者】杨雪;王龙
【作者单位】中交铁道设计研究总院有限公司线路站场设计处;中国铁路经济规划研究院有限公司运输研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U212.3
【相关文献】
1.基于AHP-TOPSIS组合模型的植物园景观方案优选
2.基于"TOPSIS-AHP"模型的城市绿化生态技术集成方案优选
3.基于改进TOPSIS决策方法的铁路线路方案优选研究
4.基于AHP-TOPSIS模糊多准则决策的桥梁拆除方案优选模型
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基于TOPSIS法的飞机维修方案的决策分析摘要:随着科学技术的不断发展和全球化趋势的不断增强,航空公司近些年来得意了极大的发展,飞机数量大大增加,但是,这也随之带来了更多的飞机维修问题。
所以航空公司选择哪一种飞机维修方案来确保公司的经济效益等成为了现如今航空公司重点考虑的发展内容。
而基于 TOPSIS 法的飞机维修方案的决策分析是现如今较为常见和先进的维修方案,其主要在TOPSIS法的理论基础之上,借助对维修方案所展开的综合分析内容,来推测出飞机维修方案的最佳决策方式,能够在很大程度上提高飞机维修方案决策的科学性和合理性,具有非常积极的应用价值。
因此,本文拟打算着重分析基于TOPSIS法的飞机维修方案的决策,以期望有所裨益。
关键词:基于;TOPSIS法;飞机维修方案;决策;分析引言随着近些年我国航空事业的发展与进步以及对外开放政策的不断深化和落实,我国民用飞机维修市场已经逐渐对外开放,其他国家的航空维修企业允许在我国国土之上创设飞机维修企业,国内所有的航空公司都可以自我选择把飞机、飞机组成零部件等送到世界各地的维修企业进行维修。
因此,现如今的民用航空公司维修选择已经愈发的多样化,但是与此同时,怎么样挑选出一种维修效率高、维修成本低的维修方案成为现如今航空公司发展所需要考虑的重要问题之一。
所以,本文接下来要详细地来分析基于TOPSIS法的飞机维修方案的决策,以促使民用航空公司能够挑选出符合自身综合情况的最佳飞机维修方案,为其带来更高的经济效益。
一、TOPSIS 的基本原理(一)TOPSIS 法的求解思路TOPSIS是逼近理想点的排序方法的英文缩写,其英文全称为Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,其主要是通过多属性问题的理想解和负理想解的多方组合来衡量每一个飞机维修方案的可操作性、经济效益等等,从而能够快速地挑选出其中综合情况最佳的飞机维修方案。
基于TOPSIS-FP法的公交线网规划方案评价研究
邱江;周飞
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2011(000)007
【摘要】在系统分析影响公交线网方案因素的基础上,结合国内已有研究成果,从方便性、迅速性、广泛性、可靠性四个方面出发,建立了公交线网规划方案评价指标体系;针对公交线网评价指标,将传统的TOPSIS法进行改进,构建了公交线网规划方案评价方法-TOPSIS-FP,并通过实例分析验证了该方法的科学性和可行性.
【总页数】3页(P345-346,328)
【作者】邱江;周飞
【作者单位】江苏伟信工程咨询有限公司,江苏,南京,210029;江苏伟信工程咨询有限公司,江苏,南京,210029
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于TOPSIS-FP法的公交线网规划方案评价研究 [J], 邱江;周飞
2.基于熵权法和灰色关联分析法的轨道交通线网规划方案决策 [J], 王慧晶;
3.基于熵值法的城市轨道交通线网规划方案评价 [J], 钱丙益;赵蕾
4.基于模糊综合评价的城市轨道交通线网规划方案评价研究 [J], 陈小龙;
5.基于层次分析法的公交线网规划方案模糊综合评价 [J], 蒋忠海; 罗旗帜
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
topsis综合法TOPSIS综合法是一种常用的多属性决策方法,可以帮助决策者在众多备选方案中选择最优解决方案。
它通过对备选方案进行综合评价,将各个方案的优劣进行比较,最终确定最佳方案。
TOPSIS综合法的全称是Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution,中文译为“最优解法的相似性偏好排序技术”。
它是一种基于距离的多属性决策方法,通过计算备选方案与理想解的距离来评估方案的优劣。
TOPSIS综合法的核心思想是,越接近理想解的方案越好。
TOPSIS综合法的具体步骤如下:1. 确定评价指标:根据决策问题的特点和目标,确定评价指标。
评价指标应能全面反映备选方案的优劣,且指标之间应具有一定的独立性。
2. 构建评价矩阵:将备选方案的各个指标值填入评价矩阵中。
评价矩阵的行表示备选方案,列表示评价指标。
3. 归一化评价矩阵:将评价矩阵中的各个指标值进行归一化处理,将其转化为无量纲的相对值。
常用的归一化方法有线性归一化、标准化等。
4. 确定正理想解和负理想解:根据评价指标的性质,确定正理想解和负理想解。
正理想解是在各个指标上取最大值的方案,而负理想解则是在各个指标上取最小值的方案。
5. 计算方案与正负理想解的距离:根据评价矩阵中的归一化值,计算每个备选方案与正负理想解的距离。
常用的距离度量方法有欧氏距离、曼哈顿距离等。
6. 计算方案的综合得分:根据方案与正负理想解的距离,计算每个备选方案的综合得分。
综合得分越高,说明方案越接近理想解。
7. 排序和选择最优方案:根据备选方案的综合得分,对方案进行排序,并选择得分最高的方案作为最优解决方案。
TOPSIS综合法的优点是简单易行,不需要过多的计算和模型假设,适用于多属性决策问题。
它能够综合考虑各个指标的权重和彼此之间的关系,为决策者提供有针对性的决策建议。
然而,TOPSIS综合法也存在一些局限性,如对指标的选择和权重的确定较为主观,对数据的敏感性较高等。
基于 FTOPSIS 方法的路线方案比选分析发表时间:2019-06-14T11:14:45.430Z 来源:《基层建设》2019年第8期作者:殷晓潇夏学良[导读] 摘要:本文简要介绍国内外高速公路路线方案设计的理念、方法的研究现状,并以FTOPSIS方法具体进行选线分析,结果表明,三种方案的相对接近度分别为 RC1=0.61,RC2=0.56,RC3=0.54,方案排序为 A1>A2>A3。
中交一公局公路勘察设计院有限公司摘要:本文简要介绍国内外高速公路路线方案设计的理念、方法的研究现状,并以FTOPSIS方法具体进行选线分析,结果表明,三种方案的相对接近度分别为 RC1=0.61,RC2=0.56,RC3=0.54,方案排序为 A1>A2>A3。
关键词:公路选线;国内外研究现状;FTOPSIS0绪论在我国基础建设不断完善下,我国高速公路不断发展,尤其在平原、沿海以及经济快速发展地区,其高速公路的路线密度不断扩大,而随着这些区域高速公路的修建项目逐渐完成,对地势复杂、地质灾害较多的山区道路修建投入逐步扩大。
与平原地区高速公路选线不同的是由于高速公路本身对路线设计及道路修建要求,且山区中地质变化多端、气候不定,因此这些因素不仅加大了山区高速公路项目施工的难度,而且对保护道路周边自然环境的难度加大。
对此,需要对山区高速公路的工程项目可行性、路线设计、山区地质勘测、施工安全性以及自然环境保护等展开深入研究。
山区高速公路的载体为自然环境以及周边村庄农田,通常情况下山区的地势地貌复杂多变,规律性小,其地下水、地表水丰富且贯穿四周,山体险峻陡峭,在地震、大雨等自然条件下易发生各类自然灾害;而高速公路修建过程不可避免采取深挖高填、穿山隧道、过河架桥等工程手段,对周边环境必然造成不可恢复破坏,施工及后期处理不当还会进一步诱发其他不同地质灾害甚至破坏已建道路,加大工程项目总投资、延长工期。
对此,修建一条满足交通需求、保护生态环境、节约生态资源的高标准山区高速公路必须重视前期道路地质勘测,认真严格完成选线任务,以此保证道路修建的顺利完成,确保安全施工及运营,减少多周边自然、动植物生活习性的影响,从源头避免地质灾害及对自然环境的破坏。
FTOPSIS(Fuzzy Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)中文翻译为称模糊优劣解距离法,通过计算方案与最优解和最差解的距离,对方案进行排序。
然而,路线规划的选择不同于其他决策问题。
公路建设具有成本高、工程量大、社会影响大的特点。
在模糊决策过程中,微小决策信息的变化可能会产生较大的影响。
因此,在解决路由方案选择问题时,有必要建立一种更能反映决策信息的FTOPSIS方法。
1国内外研究现状对道路建设的系统性研究最早起步为欧美国家,经过几十年的发展这些发达国家的基础设施建设以及规划基本完成且较为健全,他们的很多基础设计理论以及工程应用经验可以为后面的类似工程提供良好的技术支持,尤其对于美国在经过二次世界大战不仅国内经济建设未受到影响反而促进,其公路建设得到大力发展,建设等级处于世界领先水平。
由于西方发达国家对科学性、合理性的高水平要求,在实际道路规划及修建中进行了大量研究,并取得丰富成果,具备完善的路线方案设计方法体系,并创新出许多新设计理论。
其中,最具代表性的背景敏感性设计(CSD)为欧美发展国家在总结过去道路建设的经验基础上提出的一种具有系统的协调方法和新理念,其增加了沿线地区有价值的多种因素,可以较好满足道路修建以及投入使用中安全、环保、快速、经济且美学的高要求。
CSD应用中最大的特点为灵活用于道路设计标准,设计方法上较为注重将设计标准具体投入到应用中,完成性能的转变,并预知设计中可能存在的对道路质量和安全影响因素,由被动防治转变为主动预防。
在道路线性设计中,人性化观念不断提出,在道路修筑的同时,对大自然多种多样的野生动植物的保护必不可少,道理设计者在考虑满足道路线性基本设计要求的同时也开始花费大量的精力设计出有利于生态平衡的线性。
在美国最早提出“绿道”概念,其意义可通过字面意思大体了解,就是在道路设计中要为道路周边野生动植物提供接近原有生存环境,利于野生动植物的可持续生活。
这样的例子也较为多见,例如美国东海岸线边上的游步道、经过整治后最受欢迎迈阿密河绿道、新加坡的绿化网络公园连接栈道。
国内相关研究由最初满足道路使用要求逐渐转变为保护生态环境和满足道路安全的双向要求。
为满足此类要求,在国家大力倡导“以人为本”思想下先关研究加强对设计标准以及指标的灵活应用,总结出“安全、舒适、环保、和谐”的新道路规划设计新理念。
具体研究有:高进科在《基于AHP方法的山区公路路线方案比选》中创新提出利用层次分析法(AHP)对山区道路公路选线方案设计,达到减少道路选线中设计者的主观性、盲目性、片面性,从而减少对线路比选结果的影响,确定出最佳公路路线设计方案。
周林在《基于遗传算法的道路选线优化方法研究》中提出采用GIS进行公路路线设计方案比选,通过利用GIS搭建路线设计优选设计模型平台,建立相应数据库并采用遗传算法求解得出最佳公路路线方案解。
2 FTOPSIS决策方法多准则决策(MCDM)包括两大类:多目标和多属性决策,其中多目标决策是在两个及两个以上的决策目标下考虑的决策问题,而多属性则是在多个评价属性下考虑的决策问题。
而FTOPSIS作为最为经典的多属性多准则决策方法,首次由K.Yoon和C.L.Hwang提出,在处理问题时,利用模糊数对每一个方案进行替代,从而评价出其等级,获得FTOPSIS的具体方法,具体方法见式2.1。
其中:X—决策矩阵W—决策标准的相对权向量。
正理想解和负理想解是 FTOPSIS 方法中重要的两个概念,正理想解A为一最优解,它的各个评价标准都为决策方案中的最优,负理想解为一最劣解,它的各个评价标准都为决策方案中的最劣。
决策过程便是方案的排序过程,而排序则是以与正负理想解的距离为标准,方案与正理想解距离越近则方案越优,与负理想解距离越远则方案越优。
在上述计算中,由两个三角模糊数之间的欧几里得距离定义可知,每个决策方案与正理想解和负理想解之间的距离都是分明的值,因此获得相对接近度清晰的点估计,流失了部分有效的模糊信息,造成决策的误差。
为此本文在接下来的方法中进行了改进。
通过评分和计算得到三角模糊数,具体见图2.1和图2.2。
图2.1属性重要性的语言变量图2.2方案评级的语言变量结合项目背景,建立路线比选的数学问题模型如下:3 个决策方案分别为 C8 线,C7 线和 K 线,本文分别记为 A1、A2 和 A3;评价标准为施工难易程度、工程造价、运营风险、对保护区保护及后期运营成五个评价指标,分别记为 C1、C2、C3、C4 和 C5,其中对保护区保护为效益标准,其余四个评价指标均为成本标准;三位决策者分别记为 DM1、DM2和DM3。
决策者使用图 2-3 中的语言变量对各评价指标权重进行评估,得到的原始结果如图 2-4 所示,使用图 2-3 中的语言变量对标准下的方案进行评级,原始决策结果如图 2-4 所示。
图2.3决策者对评价指标的权重评估图2.4决策者在标准下对各方案的评级各方案的相对接近度分别为 RC1=0.61, RC2=0.56, RC3=0.54,由 FTOPSIS方法分析出的方案优劣排序为 A1>A2>A3,其中,“>”代表“优于”的概念。
3结论对潮惠高速公路建设背景及现状,莲花山段建设条件和路线方案情况进行了介绍,并选取了合理的评价指标,建立评价体系,构建数学模型。
介绍了模糊集和三角模糊数等相关基础知识,FTOPSIS 方法计算原理及步骤。
邀请三位专家对案例方案进行比选决策,并运用 FTOPSIS 方法进行分析,给出FTOPSIS 方法下的方案优劣排序。
由计算结果可知,三种方案的相对接近度分别为 RC1=0.61,RC2=0.56,RC3=0.54,方案排序为 A1>A2>A3。
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