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        基于matlab的FAHP數(shù)據(jù)處理器的開發(fā)與研究

        2015-10-14 23:49:45肖國君傅慧敏
        讀寫算·教研版 2015年18期
        關鍵詞:模糊層次分析法評價理論模糊綜合評價

        肖國君+傅慧敏

        摘 要:目前,我國許多大城市都被交通擁擠、道路堵塞、交通事故增多等諸多交通問題所困擾。在這種情況下,快速公交系統(tǒng)逐漸被越來越多的人視為先進的公共交通系統(tǒng)。但實施快速公交系統(tǒng)是否經(jīng)濟,需要對其進行評價。本文主要通過MATLAB來使其實現(xiàn)模糊綜合評價。

        關鍵詞:BRT;模糊綜合評價;評價理論;模糊層次分析法(FAHP)

        中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)18-021-05

        一、國內(nèi)外BRT概況

        BRT在我國的發(fā)展還處于起步階段,其技術經(jīng)濟特性已逐漸被政府和公共交通業(yè)界所重視。目前北京、成都、西安、上海、重慶等為數(shù)不多的城市進行了這方面的探討,有部分城市已經(jīng)著手規(guī)劃或建設BRT示范線路。2006年9月,杭州第一輛快速公交支線B支1準時從森林公園站開出。

        BRT的概念源于國外,是20世紀興起的城市化運動的產(chǎn)物。是為人們出行提供高效服務的公共交通系統(tǒng),緩解城市交通供需矛盾、引導城市合理發(fā)展的有效手段。

        美國上世紀30年代首先提出BRT理念。70年代中期南美洲一些城市開始大規(guī)模建設BRT,80年代末建成,取得了矚目的成績。隨后世界上其它國家城市也紛紛開始建設BRT。

        加拿大渥太華采用了創(chuàng)造性的“由外及內(nèi)”的BRT發(fā)展策略,使該地區(qū)比北美大多數(shù)其它城市都更好地實施了以公交為主導的土地發(fā)展(TOD)模式。

        二、評價體系構(gòu)建

        1、準則層的建立

        BRT是在傳統(tǒng)公共交通系統(tǒng)的基礎上,在現(xiàn)有道路上開辟BRT專用車道,應用各種先進的技術,使公共交通更加智能化、更加高效等,使各項指標都有一定程度的改善,從而改變公共交通在乘客中的印象。因此參照傳統(tǒng)公共交通系統(tǒng)及先進的公共交通系統(tǒng)的評價指標體系,建立BRT評價指標體系。

        將BRT評價準則層建立與系統(tǒng)框架和系統(tǒng)功能密切聯(lián)系起來,確定準則層為三個要素:

        社會環(huán)境一包括環(huán)境效益、社會效益和戰(zhàn)略發(fā)展,戰(zhàn)略發(fā)展是指從宏觀上考察不同方案與城市發(fā)展的適應程度。

        技術性能一體現(xiàn)BRT項目的基礎設施建設、資金投入程度及服務水平。

        企業(yè)效益(經(jīng)濟分析)一從投資和運行的角度考察系統(tǒng)給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效果。

        2、評價指標的確立

        確定了準則層后,為對以上標準進行評價,需建立二級指標?;诰?、實用、完備、靈活性的原則,結(jié)合中國城市的實際以及BRT的特點,初步確立了BRT的綜合評價指標體系。

        3、指標體系的篩選與調(diào)整

        對各指標進行綜合評價之前,先用層次分析法中的一致性檢驗和專家評審對指標進行篩選,然后再對篩選后的指標進行綜合評價。

        在評價指標體系中,各項指標通常存在著一定的相關性,這種相關性會導致被評價對象信息的重復使用,從而降低評價的科學性和合理性。相關分析是通過對各個評價指標間的相關分析,刪除一些相關系數(shù)較大的評價指標,消除評價指標所反應的信息重復對評價結(jié)果的影響。

        根據(jù)以上分析對BRT綜合評價指標進行調(diào)整,得到共38項BRT綜合評價指標構(gòu)成的指標體系。如圖1所示。

        三、多級模糊綜合評價法及MATLAB實現(xiàn)

        1、MATLAB實現(xiàn)的思路

        對快速公交系統(tǒng)BRT進行綜合評價,其MATLAB實現(xiàn)的思路如圖2 所示:

        2、基于MATLAB實現(xiàn)的程序

        對各指標進行綜合評價之前,先用層次分析法中的一致性檢驗。一致性檢驗值 , 。其一致性程序為:

        n= input('請輸入你需要幾維數(shù)組')

        A=0

        for i= 1:1:n

        for j=1:1:n

        A(i,j)=input ('請輸入你的數(shù)據(jù)')

        end

        end

        >> S=sum(A,1)

        B=0

        >> for i=1:1:n

        for j=1:1:n

        B(i,j)=A(i,j)/S(j)

        end

        end

        >> Y=sum(B,2)

        for i =1:1:n

        W(i)=Y(i)/n

        end

        for i = 1:1:n

        k(i)=0

        end

        for i = 1 :1:n

        for j = 1: 1 :n

        k(i) = A(i,j)*W(j)+k(i)

        end

        q(i)=k(i)/W(i)

        end

        max1 = 0

        for i =1:1:n

        max1=q(i)+ max1

        end

        max1=max1/n

        CR=(max1-n)/(n-1)

        if CR<0.1

        '該判斷矩陣具有滿意的一致性:'

        End

        四、快速公交方案綜合評價實例及MATLAB實現(xiàn)

        實施前的模糊綜合評價

        1、一級模糊綜合評價

        (1)設因素集U

        設對于因素集U上的模糊向量 通過 變換為評語集 上的模糊集:

        (2)設評價集

        設評價集

        (3)確定權(quán)重集

        為對BRT綜合評價系統(tǒng)一級模糊綜合評價的指標層C中38項指標進行權(quán)重分配,可采用專家打分法。對每一個指標按照以下四種重要性分類進行選擇:a.很重要、b.較重要、c.一般、d.不重要,得到結(jié)果見表1

        表中各項的說明、計算及各項之間的關系介紹如下:

        表中C1—C38為BRT評價的38項指標,按照圖中從上至下順序排列。表中a, b, c, d為重要性分類,M為專家數(shù)量,S為各指標重要性的總得分, 為各項指標得分, 為各指標的權(quán)重。表中的各項滿足以下關系:

        (4)確定各項指標的評價標準

        對于某一個城市,雖然隸屬函數(shù)能確定,但具體的關鍵點需要結(jié)合城市規(guī)模、城市效率,由多方面的專家根據(jù)切身體驗來確定截集,并得到最終的單指標模糊評價的優(yōu)、良、中、可、劣等級。

        (5)建立評價矩陣

        實施前的專家評價結(jié)果如表2.

        (6)綜合評價

        根據(jù)所求得的權(quán)重向量和所建立的評價矩陣,求得綜合評價:

        可得到方案一的一級模糊綜合評價為:

        2、二級模糊綜合評價

        二級模糊綜合評價僅是對一類中的各個因素進行綜合,進一步再考慮各類因素的綜合影響,必須在各類之間進行綜合,這就是二級模糊綜合評價。

        (1)二級模糊綜合評價的單因素評價矩陣應為一級模糊綜合評價矩陣。

        二級模糊綜合評價集為

        (2)確定權(quán)重集A

        本文根據(jù)前述評價指標數(shù)量化方法中的專家評分法確定各指標的權(quán)重。為對BRT二級模糊綜合評價的準則層C中15項指標進行權(quán)重分配,請專家根據(jù)經(jīng)驗進行打分。對每一個指標按照:a.很重要、b.較重要、c.一般、d.不重要四種重要性分類進行選擇,得到結(jié)果見表3:

        3、三級模糊綜合評價

        根據(jù)一二級模糊綜合評價集,以及多級模糊綜合評價的原理,在此給出三級模糊綜合評價的模型示意如下。

        (1)確定權(quán)重集A

        本文根據(jù)前述評價指標數(shù)量化方法中的專家評分法確定各指標的權(quán)重。

        為對BRT系統(tǒng)三級模糊綜合評價的準則層B中三項指標進行權(quán)重分配,請專家根據(jù)經(jīng)驗進行打分。對每一個指標按照:a.很重要、b.較重要、c一般、d.不重要四種重要性分類進行選擇,得到結(jié)果見表4:

        (2)歸一化處理

        對三級模糊綜合評價集進行歸一化處理,就可得出該項目方案在評語集V=(優(yōu),良,中,可,劣)中各自的比率。

        (3)評價結(jié)果分析

        由以上結(jié)果可以看出,此BRT項目方案一評優(yōu)的比率為13%,評價為良的比率為25%,評價為中的比率為37%,評價可的比率為21%,評價差的比率為3.8%.給定評價級尺度為 ,則可將綜合模糊評價值轉(zhuǎn)換為一個確定的標量值:

        2、二級模糊綜合評價

        (1)二級模糊綜合評價的單因素評價矩陣應為一級模糊綜合評價矩陣。

        (2)權(quán)重集A。

        結(jié)合本方案的二級模糊評價矩陣,根據(jù)二級模糊綜合評價模型 ,可得到方案一的二級模糊綜合評價為:

        3、模糊綜合評價

        (1)權(quán)重集A

        因此,各因素類的等級權(quán)重集為A=(0.3458,0.3390,0.3153).根據(jù)二級模糊綜合評價模型: ,可得到三級模糊綜合評價為:

        (2)歸一化處理

        對三級模糊綜合評價集進行歸一化處理,就可得出該項目方案在評語集V=(優(yōu),良,中,可,劣)中各自的比率。

        (3)評價結(jié)果分析

        由以上結(jié)果可以看出,此BRT項目方案一評優(yōu)的比率為32%,評價為良的比率為44%,評價為中的比率為19%,評價可的比率為4%,評價差的比率為1%.給定評價級尺度為 ,則可將綜合模糊評價值轉(zhuǎn)換為一個確定的標量值:

        由以上對方案一和方案二的綜合模糊評價分析,方案一和方案二的綜合評分為72.34和89.14,說明實施后的快速公交系統(tǒng)(BRT)優(yōu)于實施前的。

        快速公交(BRT)作為一種新型公共交通方式,它能有效地解決城市交通擁堵問題,在倡導綠色交通方面發(fā)揮了積極作用,是當前國際上大力推廣的一種公共交通模式,BRT在我國的發(fā)展還處于起步階段,但是,伴隨著我國城市化進程的加快和居民交通需求多元化的發(fā)展趨勢,BRT在城市交通和城市規(guī)劃領域正日益受到重視。文章以BRT為研究對象,根據(jù)我國城市公共交通系統(tǒng)的特點,運用MATLAB對BRT的綜合評價體系進行了研究。

        參考文獻:

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        [3] 董小林,公路建設項目環(huán)境后評價,人民交通出版社,2004.6

        [4] 安 實等,城市智能交通管理技術與應用,科學出版社,2005.8

        [5〕李士勇,工程模糊數(shù)學及其應用.哈爾濱工業(yè)大學出版社,2004.8

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        [8] 楊兆升著,城市智能交通系統(tǒng)理論與方法,中國鐵道出版社,2004.11

        [9] 劉衛(wèi)國,MATLAB程序設計教程中國水利電出版社,2005

        [10] Stephen J.Chapman著,MATLAB編程[英文版] ,北京-科學出版社,2003

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