熵權(quán)模糊物元模型在廠礦道路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

唐曉進(jìn)

(寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201900)

熵權(quán)模糊物元模型在廠礦道路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

唐曉進(jìn)

(寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201900)

鑒于現(xiàn)行廠礦道路技術(shù)狀況評(píng)定中各項(xiàng)指標(biāo)的模糊不確定性、不相容性以及信息的有限性，本文建立了灰關(guān)聯(lián)熵分析理論與模糊物元分析方法相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)模型。實(shí)例計(jì)算分析表明，該模型簡(jiǎn)單、計(jì)算方便，可有效地減少評(píng)價(jià)過(guò)程中的主觀性干擾，能夠較全面、客觀地對(duì)廠礦道路技術(shù)狀況做出綜合評(píng)價(jià)。

灰關(guān)聯(lián)熵權(quán)，模糊物元模型，狀況評(píng)定，廠礦道路養(yǎng)護(hù)

0 引言

廠礦道路特別是冶金行業(yè)中的廠礦道路為典型的重載交通道路，需要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但廠礦道路到什么狀況時(shí)需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，評(píng)價(jià)指標(biāo)是什么，當(dāng)前廠礦道路中很少有人去進(jìn)行研究，由此造成當(dāng)前廠礦道路的養(yǎng)護(hù)帶有很大的隨意性，養(yǎng)護(hù)資金劇增，為此很有必要借鑒當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，建立廠礦道路養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)體系。當(dāng)前許多學(xué)者和專家關(guān)于公路養(yǎng)護(hù)優(yōu)先排序決策方面進(jìn)行了探索和研究，并取得了一定的成果，如多目標(biāo)多屬性法、灰色物元法以及層次分析法［1-3］等，但這些方法總會(huì)在一定程度上依賴于人的主觀判斷，尤其是在指標(biāo)權(quán)重確定方面，呈現(xiàn)較大的隨意性。

我國(guó)現(xiàn)行JTG H20-2007公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［4］中公路技術(shù)狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)用公路技術(shù)狀況指數(shù)MQI表示，它包括路面(PQI)、路基(SCI)、橋隧構(gòu)造物(BCI)和沿線設(shè)施(TCL)四大部分養(yǎng)護(hù)決策依據(jù)相應(yīng)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)制定，各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

本文建立了廠礦道路技術(shù)狀況評(píng)定的歐氏貼近度復(fù)合模糊物元，并通過(guò)灰關(guān)聯(lián)熵分析法確定各指標(biāo)權(quán)重，灰關(guān)聯(lián)熵分析法是在灰關(guān)聯(lián)分析法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它能克服一般灰關(guān)聯(lián)分析方法的不足［6］，可使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀、合理，為廠礦道路技術(shù)狀況評(píng)定及廠礦道路路段的養(yǎng)護(hù)優(yōu)先決策提供了一種新方法。

1 熵權(quán)模糊物元評(píng)價(jià)模型的建立

1．1 模糊物元模型［5，7，8］

1)模糊物元。

所謂模糊物元，就是以“事物、特征、模糊量值”組成有序三元組來(lái)描述事物的基本元。m個(gè)事物n維物元組合在一起稱為復(fù)合模糊物元Rmn，用矩陣的形式表示為式(1)：

其中，Rmn為m個(gè)事物的n個(gè)模糊特征的復(fù)合物元;Mi為第i個(gè)事物(i=1，2，…，m);Cj為第 j個(gè)特征(j=1，2，…，n);vij為第 i個(gè)事物第j個(gè)特征對(duì)應(yīng)的模糊量值。

2)從優(yōu)隸屬度物元的確定。

對(duì)于路段綜合評(píng)價(jià)，由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)特征值具有越大越優(yōu)的特點(diǎn)，則可依據(jù)從優(yōu)隸屬度的原則，按式(2)把模糊復(fù)合物元Rmn中的量值 vij變成從優(yōu)隸屬度 uij(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n)。

越大越優(yōu)型：

標(biāo)準(zhǔn)模糊物元R0n是指從優(yōu)隸屬度模糊物元珘Rmn中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的從優(yōu)隸屬度最大值或最小值。若以(Δij)m×n表示標(biāo)準(zhǔn)模糊物元R0n與復(fù)合模糊物元Rmn中各項(xiàng)差的平方，則得差平方復(fù)合模糊物元RΔ可表示為：

1．2 熵權(quán)的確定［9，10］

1)評(píng)價(jià)指標(biāo)規(guī)范化。

對(duì)由原有評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)組成的矩陣Fmn=(fij)m×n進(jìn)行規(guī)范化處理，可按式(5)對(duì) Fmn進(jìn)行規(guī)范化處理得到矩陣 Gmn= (rij)m×n。

2)灰關(guān)聯(lián)度的計(jì)算。

其中，ρ為分辨系數(shù)，0≤ρ＜1，本文取 ρ=0．5。

3)計(jì)算熵權(quán)。

第j個(gè)指標(biāo)的熵值Ej按式(7)計(jì)算。

其中，Ej為熵值;eij為相對(duì)比重;εij為關(guān)聯(lián)系數(shù);常數(shù) K=(lnm)－1。假設(shè)決策者對(duì)指標(biāo)沒(méi)有明顯的偏好，則指標(biāo)j的權(quán)重可按式(8)計(jì)算確定：

1．3 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

由于廠礦道路技術(shù)狀況評(píng)價(jià)體系具有綜合意義，本文采用歐氏貼近度ρHi(越大越優(yōu)型)作為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用M(·，+)算法(即先乘后加)來(lái)計(jì)算和建立貼近度復(fù)合模糊物元RρH，用矩陣的形式表示為式(9)：

2 實(shí)例應(yīng)用分析

本文利用某冶金企業(yè)5個(gè)路段的廠礦道路路況調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行路況綜合評(píng)定;各分項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值見(jiàn)表2，表2的數(shù)據(jù)可用矩陣Fmn=(fij)5×8表示。

表2 路段技術(shù)狀況評(píng)定數(shù)據(jù)

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，構(gòu)造路段的復(fù)合模糊物元Rmn表示如下：

根據(jù)式(6)計(jì)算得到灰關(guān)聯(lián)熵值：

根據(jù)最大貼近度原則可知，5個(gè)路段綜合評(píng)價(jià)的優(yōu)劣排序從小到大有：M2＜M4＜M1＜M5＜M3，這表明路段M3的綜合評(píng)價(jià)最好，而M2的綜合評(píng)價(jià)最差，需最優(yōu)安排其養(yǎng)護(hù)。5個(gè)路段的養(yǎng)護(hù)需求排序見(jiàn)表3。

表3 養(yǎng)護(hù)優(yōu)先排序表

3 結(jié)語(yǔ)

1)廠礦道路技術(shù)狀況評(píng)定與養(yǎng)護(hù)優(yōu)先排序需全面考慮多指標(biāo)的屬性，針對(duì)其評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊不確定性、不相容性及信息的有限性，將模糊物元理論和熵權(quán)分析方法應(yīng)用于廠礦道路技術(shù)狀況綜合評(píng)定中，進(jìn)而得到養(yǎng)護(hù)優(yōu)先排序。實(shí)例分析表明，本文所建立的模型簡(jiǎn)單、計(jì)算方便，結(jié)果亦較合理，具有一定的推廣前景。

2)在廠礦道路養(yǎng)護(hù)決策體系中，通常需要進(jìn)行技術(shù)狀況評(píng)定和養(yǎng)護(hù)需求分析的路段數(shù)目較多，由于本文建立的熵權(quán)模糊物元評(píng)價(jià)模型計(jì)算理論簡(jiǎn)單、方便，若采用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，更可方便快捷地做出評(píng)判和決策。

［1］蔣曉明．多目標(biāo)多屬性決策方法在瀝青路面養(yǎng)護(hù)排序中的應(yīng)用［J］．中外公路，2007，27(5)：62-64．

［2］秦元營(yíng)，孔永鍵．基于灰色物元法的路面養(yǎng)護(hù)決策［J］．公路，2007(10)：205-208．

［3］聞紹明，徐濱昌，姜 波．用層次分析進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)優(yōu)先排序［J］．黑龍江交通科技，2002，97(3)：63-67．

［4］JTG H20-2007，公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［5］張 斌，雍歧東，肖芳淳．模糊物元分析［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1997．

［6］張岐山，郭喜江，鄧聚龍．灰關(guān)聯(lián)熵分析方法［J］．系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，1996(8)：7-11．

［7］董秀坤，折學(xué)森，高世君．基于熵權(quán)的模糊物元模型在軟基處理方案評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］．南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版)，2007， 29(2)：168-170．

［8］王 琨，董 立，董秀坤．運(yùn)用模糊物元模型評(píng)價(jià)地基處理方案［J］．路基工程，2009(3)：108-109．

［9］梁 軍，江 薇，李旭虹．模糊綜合評(píng)價(jià)方法改進(jìn)及其在交通管理規(guī)劃中的應(yīng)用［J］．交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2002，2(4)：68-72．

［10］呂 鋒，賈現(xiàn)召，楊曉英，等．基于灰關(guān)聯(lián)分析模糊物元模型的礦區(qū)污水處理方案優(yōu)選研究［J］．礦業(yè)安全與環(huán)保，2008，35(1)：58-60．

Application of fuzzy matter-element model based on entropy weight in factory road maintenance

TANG Xiao-jin

(Bao Steel Engineering＆ Technology Group Co．，Ltd，Shanghai 201900，China)

In view of the fuzziness，uncertainty and incompatibility of indexes and the limited information for assessing the factory road performance，the paper established fuzzy matter-element model based on grey association entropy weight by combining the grey association entropy theory with fuzzy matter-element method．The example indicated that this model is simple and easy to use．It can reduce subjective assumption effectively and make more overall and objective evaluation for the comprehensive assessment of factory road performance．

grey association entropy weight，fuzzy matter-element model，performance assessment，factory road maintenance

TD56

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.25.037

1009-6825(2012)25-0167-03

2012-06-25

唐曉進(jìn)(1964-)，男，高級(jí)工程師