山區道路選線方案的多目標優選決策

曾志芳

（360781198605070613）

山區道路選線方案的多目標優選決策

曾志芳

（360781198605070613）

本文將可持續發展作為基礎，對山區道路交通選線過程中涉及到的經濟、社會、工程、環境等方面因素進行了分析，針對山區道路交通設計與規劃中對決策產生影響的因素，綜合考慮了安全、經濟、環保、舒適、技術等多方面因素，并建立起了基于山區道路選線方案的評價指標體系。將二級模糊評判作為主要框架，對AHP法和熵值法進行利用，分別建立起準則層的權重集以及指標層的權重集，并利用灰色關聯系數對模糊矩陣進行構建，對評價矩陣進行進一步確定，最終使山區道路線路優選方案得到確定。本文是筆者多年實際工作經驗的體現，相信一定可以為同行業的有關研究提供一些借鑒與幫助。

山區道路；選線方案；多目標；熵值法；灰色關聯系數

路線方案的選擇是建設公路的首要前提，它不僅對工程質量、行車安全以及環境保護產生著直接的影響，同時也可以對工程造價進行有效的控制。在這種情況下，進行路線方案評價是十分關鍵的，可以對道路線網質量進行進一步的保證。本文以可持續發展為基礎，對山區道路交通選線過程中涉及到的經濟、社會、工程、環境等方面因素進行了分析，并對這些因素結合到一起而產生的大系統特征性現象進行了深入細致的分析，結合分層優化思想與模糊數據理論，提出了一種多層次模糊運算優化的決策模型，這為實際道路選線方案的確定提供了切實可行的依據。

1 建立評價體系

我國的道路線選擇工作一般會將經濟效益和幾何指標作為主要進行考慮的因素，在評價過程中忽略了用地、環境等因素的影響，存在的缺陷十分明顯。近年來隨著可持續發展戰略在我國的全面實施，這幾年我國公路建設得到了持續的發展，運輸系統設計已經不再被時間最短、營運費用最少以及運行時間最短等因素所局限，同時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計可以與當地的社會與環境等因素相協調。在這種設計思想的影響下，山區道路規劃過程中應該對地形、水文、地質等方面因素進行綜合考慮，同時還要對工程投資、環境影響等方面在規劃與設計中體現出來。

一般來說，山區道路選線的影響因素主要有三種，即與技術、經濟、環境相關的影響因素。其中，與技術指標相關的影響因素主要是指路線的長度、平均縱坡以及最小曲線半徑等因素；與經濟相關的因素主要有效益成本比、工程總造價以及年養護費用等因素；與環境相關的因素主要可以從水土流失、社會環境影響以及生態環境破壞等方面進行綜合的分析與考慮[2]。

2 方案評價決策模型

2.1 多層次模糊運算

從以上指標體系中可以看出，其中的一些指標是定量的，還有一些是定性的，而實際上這些指標是很難通過明確的數學模型進行運算的。要想對山區道路路線方案的優選問題進行解決，這涉及到經濟、工程等因素，同時對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算的方式將決策思路理清，結合這一思想，首先對影響因素進行分解，再根據不同層次中的因素分別將其相應的權重計算出來，再通過灰色系統盧綸對灰色關聯評價模型進行建立，最后通過模糊優選的方式計算出最優的方案[3]。

2.2 確立權重

首先，計算準則層權重，結合已經建立起的評價體系可以看出，其中準則層因素比較少，其重要程度也是比較容易區分的，因此在二級評判模型中可以通過傳統AHP方法對權重進行計算。其次，計算指標層權重，指標層存在很多影響因素，針對那些容易受到主觀因素影響的缺陷，通過熵值法可以進行相應的改進，基于熵值法對群眾的確定，主要的原理是原客觀環境下的原始信息相結合，利用對各指標之間關聯度的分析，對各指標的權重進行確定，從一定程度上來說可以使因為主觀因素帶來的偏差得到避免。

2.3 評價決策矩陣

灰色關聯分析是一種定量與定性分析相結合的評價方法，對這種評價方法的應用可以使評價指標難以統計和準確量化的問題得到解決，同時將人為因素影響排除掉，使得評價結果可以更加準確。參考數列

經過規范化之后，各指

，其中，i=1,2，…，n。它們之間的關聯系數為：

2.4 綜合評價

得到的向量權重集乘以評價矩陣向量，就可以得到一級評價值，并在一級評價基礎上對二級評價進行建立，最終找到綜合值最大的一種方案。

3 工程實例

本文以某山區公路選線方案評價作為例子，對已經規劃成為雙向四車道的一級公路的線網規劃方案進行選擇[5]。

表1 各方案評價指標

通過相應計算之后可以得到第二級的綜合評判：

通過計算可以獲得第一級綜合評判矩陣，也就是各種方案的隸屬程度。結合最大隸屬度原則，可以得到方案一的綜合價值是最高的，可以看做是最優的選線方案[6]。

結語：

綜上所述，筆者在可持續發展思想的影響下與設計關鍵性因素相結合，對一種基于模糊運算的、多層次的優選決策思路進行了分析，并建立起多目標評價模型，利用熵值法等評價方法進行綜合的比較與評價，從一定程度上來說，因為主觀因素帶來的偏差可以得到有效的避免，在此基礎上更好的決策提供經濟的、先進的最優方案。值得注意的是，本文研究的方向是道路選線方案的多目標優選，只在評價理論上進行了分析，現代空間技術還在不斷發展之中，怎樣將線路優選與評價指標量的提取結合在一起，進而對完成的評價體系進行構件，尚需要進行進一步的分析和研究。

[1]蘇生瑞,張其偉,景積倉,焦國鋒. 基于集對分析方法的山區高速鐵路線路方案優選研究[J]. 工程地質學報,2011（5）∶764-770.

[2]孫慶珍,賈燕,潘春風. 基于多目標決策的山區災害多發地段公路選線優化[J].武漢大學學報(工學版),2011（5）∶633-637.

TU7

B< class="emphasis_bold">文章編號1

1007-6344（2015）06-0072-02