模糊綜合評價方法在公路建設項目路線方案優選中的應用

摘要公路建設項目路線方案優選是公路勘測設計中一項重要的工作，直接影響項目建設能否達到預期目標以及項目建設后的運營效果。論文結合公路建設項目選線的特點，采用多級模糊綜合評判方法對路線方案的比選進行了探討，最后結合實例論證了該模型的科學性和公正性。

關鍵詞公路建設項目 路線優選 模糊評判 權重

中圖分類號:U412文獻標識碼:A

公路建設項目路線方案的選擇不僅關系到能否適應地區的運輸要求和國民經濟發展的需要，也直接影響到路線設計的質量，工程造價和運營條件，必須在認真調查的基礎上，依據科學的方法和手段才能做出正確的決策。本文在路線方案決策采用多級模糊綜合評判方法①進行路線方案的選擇，以期達到科學正確選擇路線方案的目的。

1路線方案評價指標的確定

1.1評價指標體系的設置原則

根據公路建設項目路線設計方案的特點，公路建設項目綜合評價指標體系構建時應遵守以下幾條基本原則:②③

(1)全面性原則。評價指標體系必須全面反映被評價問題的本質、特征與功能。在指標設計中，要注意指標的代表性及體系的完整性。

(2)可比性原則。指標設置應確保指標的可比性，以提供正確的信息。指標的可比性包括兩方面:一是對各方案加以縱向比較;二是對方案本身的各個方面進行橫向比較。

(3)客觀性原則。評價指標的選擇必須具有科學的理論依據，在選擇指標時，一定要堅持客觀公正、實事求是的態度，力求使所選的指標能夠真正反映路線方案綜合評價的特點。只有這樣，才能為正確地評價方案打下良好的基礎。

(4)實用性原則。評價指標體系應盡量做到層次清晰、重點突出，使之具有實際應用與推廣價值。指標體系的確定應考慮評價方法的適用性，指標量化所需資料的可獲取性，能夠用現有方法和模型求解。

(5)定量分析與定性分析相結合原則。評價指標應有定量和定性兩類，定量分析是對路線方案中能直接或間接量化的部分進行定量計算和評價，定性分析是對不能量化的部分進行分析和評價。路線方案指標體系的建立應遵循定量分析與定性分析相結合原則。

1.2 構建路線方案評價指標體系

路線方案評價指標的設置應主次分明、重點突出，并能全面地評價路線方案與技術、經濟和環境等之間的協調關系，根據路線方案比選的內涵，考慮從技術、經濟和環境3個方面設置指標體系，④⑤⑥具體見表1。

2 建立模糊綜合評判模型

2.1建立因素集

因素集是指由被評價對象取值的各因素組成的集合，因素集是普通的集合，通常用字母U來表示，即U={u1u2…um}

設每個因素子集Ui(i=1，2，…，m)有n個因素，即Ui={ui1ui2… uim}，式中:Uij(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n)為第i類因素子集的第j個因素。

2.2 確定各因素的權重

權重是反映評價結果的重要因素，它是指人們在評判事物時，依次著重于哪些指標。設ai為第i個因素的權重，則因素權重集⑦為A={a1，a2，… ， an}，通常各權重應滿足歸一性和非負性。即:(1)

本文采用層次分析法(AHP)建立權重集，層次分析法是將決策問題的有關元素分解成有序的遞階層次結構，通過兩兩比較的方法確定層次中諸因素的相對重要性。

2.3 確定評價集

評價集⑧是評價者對評判對象可能作出的各種評價的評價結果組成的集合，通常用大寫字母V來表示，即:V={v1，v2，… ， vn}。在路線方案評價中，為了方便對各評價指標的定量或模糊定量分析，從而更好地確定其所屬的評價等級，本文把指標評價集劃分為5個評價等級，即:優(100～90分)、良(90～80分)、中(80～70分)、次(70～60分)、差(60～50分)，即評價集為V={v1，v2，v3，v4 ， v5}。

3模糊綜合評判模型

3.1單因素⑨模糊評價

按照既定評價集V中的元素對各個因素集U進行評判，是一種模糊映射，即U→F(V)。對因素集U中第i個因素進行評判，則有對評價集V中第j個評價尺度的隸屬度rij。具體來說，rij表示第i個因素ui在第j個評價元素vj上的頻率分布，通常將其歸一化使之滿足∑rij=1。因為有m個評價尺度，則得到V上的模糊集合Ri=(ri1，ri2，… ， rim)(i=1，2，… ，n )。因此，某路線方案的評價指標集的隸屬度可用隸屬度矩陣Ri表示:

(2)

3.2一級模糊綜合評價

如表1所示，對于u1，u2，u3的子因素作一級綜合評價，得出評價矩陣Rij(i=1，2，3;j=1，2，…，n)，而該指標的權重集為Aij，則一級評判向量Bij=Aij*Rij(3)

式中“*”表示實數的加乘運算。

3.3二級模糊綜合評價

一級模糊綜合評判僅是對一級指標中的各個因素進行綜合，為了考慮各級因素的綜合影響，還必須在各級因素之間進行綜合，這便是二級模糊綜合評判。⑩

3.4路線方案的最終確定

對模糊綜合評判的最終結果N使用隸屬度法則，即確定路線方案的優先度。路線方案的優先度為Ni=BiVT，這里的V取評價等級中的平均數值，即V=(95，85，75，65，55)，根據Ni的大小，即可對各路線方案進行排序，選定其最大值為推薦方案。

4 評價示例

某公路在工程可行性研究報告中提出了3個路線方案，按本文方法從中評選出1個最優方案為推薦方案。

4.1評價指標權重的確定

采用文中所述方法得出:

4.2一級評價

對路線方案A的技術指標進行評價

路線方案A的技術指標隸屬度矩陣:

經濟指標隸屬度矩陣:

環境指標隸屬度矩陣

4.3二級評價

由式(5)得二級模糊綜合評價結果為:

路線方案A的優先度NA為:

對于路線方案B:BB=(0.280，0.324，0.232，0.120，0.044)，NB=81.747;

對于路線方案C:BB=(0.292，0.309，0.240，0.114，0.045)，NC=81.882。

由于NA>NB>NC，所以方案A為推薦方案。

5 結語

本文介紹的模糊綜合評判法是一種可以用來選擇公路建設項目路線方案的方法，模型簡單易操作，可以科學地解決各個指標在評價中的權值問題，避免專家意見的主觀性，相對客觀地得出了路線方案的總評分，從而在方法上保證了路線方案決策的科學性和公正性，同時便于項目決策人員在方案決策中實施。

注釋

①雒應，彭申凱，張碧琴.高等級公路路線方案模糊綜合評選法[J].西安公路交通大學學報，2000.20(1):52-55.

②宋揚.高速公路路線方案優選研究[D].石家莊:河北工業大學，2007.

③王恒.公路路線方案合理性研究[D].西安:長安大學，2006.

④劉志軍，肖盛燮.公路選線設計方案多目標決策模糊優選模型[J].重慶交通學院學報，2003.22(2):50-53.

⑤謝益林.公路路線方案優選中的多目標決策[J].森林工程，2000.16(4):26-28.

⑥彭超志.公路建設項目路線方案選擇多目標綜合評價[J].中南公路工程，2003.28(1):114-115.

⑦杜棟，龐慶華.現代綜合評價方法與案例精選[M].北京:清華大學出版社，2005:34-60.

⑧楊綸標，高英儀.模糊數學原理及應用[M].廣州:華南理工大學出版社，2003:146-153.

⑨陳繼光.公路路線多方案評價中的模糊一致矩陣方法[J].公路交通科技，2002.19(5):42-44.

⑩張航.高等級公路路線方案優化研究[J].武漢理工大學學報，2002.26(4):481-484.