文档介绍：层次分析法在公路路线方案比选中的应用
摘要:本文针对在路线设计中经常遇到的路线方案选择问题,提出了运用层次分析法(AHP)来进行路线方案的比选。文章首先介绍了层次分析法的基本原理,在此基础上,将AHP法与实际问题相结合,详细说明了层次分析法的运用过程。研究表明该方法具有较好的适用性。
关键词:交通工程;层次分析法;公路路线;方案比选
0 前言
公路选线是道路建设中的重要一环,路线方案选择的合理与否,直接影响到项目的经济性和技术性。而通常在路线设计过程中,会有许多不同的方案,因此,如何从多个路线方案中选出最佳的路线方案就显得十分重要。一般在路线设计中,不仅要考虑路线的走向是否合理、技术性能指标的高低,而且还要考虑到其工程量的大小、建设费用、营运费用、施工难易程度、对环境的影响以及养护维修方便与否等因素[1]。通常人们对于路线方案的愿望有:希望道路的造价在保证质量的前提下尽可能的低;希望道路建设后的社会经济效益要尽可能的大;同时,在环境保护日益受到重视的情况下,还要考虑道路修建后对周边环境的影响要尽可能的小;另外,在道路建设过程中,还要求道路的线形指标要尽可能的高,施工难度要尽量小等。这些愿望之间总是存在着矛盾,而且,这些愿望又因时、因地、因人而异。这样一来就存在着一个决策问题,事实上,对于路线方案的比选是一个多目标、多层次、多准则的决策问题。路线方案的优选必须经过认真和科学的比较,以便选取一个最佳方案来进行测设。为了避免方案评选过程中的盲目性、片面性和主观性,本文提出一种路线方案比选的层次分析法。通过应用层次分析法,将定性问题转化为定量分析,从而克服了传统上定性分析方法的不足,使方案比选结果更加科学合理。
1 层次分析法简介
层次分析法(Analytic Hierarchy Process)简称AHP法,,是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法[2]。层次分析法在处理复杂的决策问题上具有实用性和有效性,这种方法的基本思想是:根据多目标决策问题的性质和总目标,把问题本身按层次进行分解,构成一个由下而上的递阶层次结构
[3][4]。最高层为解决问题的总目标,称为目标层;若干中间层为实现总目标所涉及的中间措施、准则,称为准则层;最底层为解决问题所选用的各种方案,称为方案层。相邻上下层元素之间存在着特定的逻辑关系,将上层次的每一个元素与同它有着逻辑关系的下层元素用直线联接起来,就构成了递阶层次结构模型(如图1所示)。对于一个决策问题,分成有序的层次结构以后,对每一个上层元素,考虑与其有逻辑关系的下层元素,并在它们之间进行两两比较的判断,判断的结果用定量数字给出,并表示在一个矩阵中,这样的矩阵称为“判断矩阵”。从判断矩阵的最大特征值及其特征向量,确定每一层次中各元素的相对重要性排序的权值。通过对各层次的综合,进而给出对目标层而言,方案的总排序权重,并依此来确定最优方案。
2 层次分析法在路线方案比选中的应用
~嘉禾二级公路初步设计为例来说明层次分析法在公路路线方案比选中的应用,该二级公路在选线设计时,通过纸上定线和现场踏勘,初步确定了3种可能的路线方案。本文以此作为备选方案,构成递阶层次结构模型的最底层,即方