文档介绍：基于模糊物元模型的公路网综合评价
基于模糊物元模型的公路网综合评价
摘要:鉴于公路网评价中各指标的不确定性和模糊性,引入了模糊物元模型,并将其应用于公路网综合评价中。由差平方复合模糊物元和评价指标的权重计算各个事物的贴近度,并由此进行公路网的综合评价。该模型以一种新的方法进行公路网综合评价,并结合实例进行应用,结果表明了该模型的合理、简便和实用。
关键词:模糊物元;权重;贴近度;公路网评价
中图分类号: U412 文献标识码: A
1 前言
对公路网的分析与评价,一直是政府与交通管理部门十分重视的工作。通过对公路网在规模、布局上与社会经济发展要求的适应情况以及在等级、容量上与交通量的适应情况的综合评价,可以发现公路网运行过程中存在的主要问题,并找出解决这些问题的有效途径。由于对公路网的评价指标较多,所以对其综合评价是一个多指标评价与决策问题。一些学者将DEA方法、层次分析法、主成分分析法、模糊理论、灰色理论、神经网络以及粗糙集等理论方法应用到公路网的评价当中,取得了较好的分析效果[1~4]。
本文利用物元分析(Matter Element Analysis)理论,结合模糊集合和欧氏贴近度的概念,建立了基于欧氏贴近度的模糊物元分析方法,并采用工程实例进行了验证。
2 模糊物元模型
物元分析方法将复杂问题抽象为形象化的模型,并应用这些模型研究基本理论,提出相应的应用方法。利用物元分析方法,可以建立事物多指标性能参数的质量评定模型,并能以定量的数值表示评定结果,从而能够较完整地反映事物质量的综合水平,并易于用计算机进行编程处理。

对于给定事物,若其特征的量值为,以有序的3元组作为描述事物的基本元,简称物元。如果物元模型中的量值具有模糊性,便称其为模糊物元。若有个事物,每个事物有个特征,和相应的量值来描述, 则这个事物的维物元组合在一起便构成个事物的维复合模糊物元
(1)

各单项指标相应的模糊值从属于标准方案各对应评价指标的模糊量值隶属程度,称为从优隶属度。一般可采用下面的方法计算从优隶属度。
对于越小越优型: (2)
对于越大越优型: (3)
式中:为从优隶属度;、分别为各方案中每一评价指标中的最大值和最小值,进而可以构建从优隶属度模糊物元
(4)

以上述模糊物元各评价指标的最优值作为对应标准物元的隶属度,并记为。显然有。以表示标准模糊物元与复合从优隶属度模糊物元中各项之差的平方,则可组成平方复合模糊物元
(5)

贴近度是指被评价样品与标准样品两者互相接近的程度,其值越大表示两者越接近,反之则相离较远。从而,可以根据贴近度的大小对各方案进行优劣排序,也可以根据标准值的贴近度进行类别划分。考虑到本文的具体评价意义,采用欧氏贴近度复合模糊物元作为评价标准
(6)
式中:(),()为各个指标的权重。
3 实例应用
现以公路网综合评价问题为例采用上述方法进行分析。某省2020年干线公路网规划方案有6个,各有6项评价指标,分别为网等级JN 、网饱和度SN 、网事故率AN( 次·10-9·veh-1·km-1) 、网运输成本TRN ( 元·10-3·t-1·k