山区道路选线方案的多目标优选决策

曾志芳

（360781198605070613）

山区道路选线方案的多目标优选决策

曾志芳

（360781198605070613）

本文将可持续发展作为基础，对山区道路交通选线过程中涉及到的经济、社会、工程、环境等方面因素进行了分析，针对山区道路交通设计与规划中对决策产生影响的因素，综合考虑了安全、经济、环保、舒适、技术等多方面因素，并建立起了基于山区道路选线方案的评价指标体系。将二级模糊评判作为主要框架，对AHP法和熵值法进行利用，分别建立起准则层的权重集以及指标层的权重集，并利用灰色关联系数对模糊矩阵进行构建，对评价矩阵进行进一步确定，最终使山区道路线路优选方案得到确定。本文是笔者多年实际工作经验的体现，相信一定可以为同行业的有关研究提供一些借鉴与帮助。

山区道路；选线方案；多目标；熵值法；灰色关联系数

路线方案的选择是建设公路的首要前提，它不仅对工程质量、行车安全以及环境保护产生着直接的影响，同时也可以对工程造价进行有效的控制。在这种情况下，进行路线方案评价是十分关键的，可以对道路线网质量进行进一步的保证。本文以可持续发展为基础，对山区道路交通选线过程中涉及到的经济、社会、工程、环境等方面因素进行了分析，并对这些因素结合到一起而产生的大系统特征性现象进行了深入细致的分析，结合分层优化思想与模糊数据理论，提出了一种多层次模糊运算优化的决策模型，这为实际道路选线方案的确定提供了切实可行的依据。

1 建立评价体系

我国的道路线选择工作一般会将经济效益和几何指标作为主要进行考虑的因素，在评价过程中忽略了用地、环境等因素的影响，存在的缺陷十分明显。近年来随着可持续发展战略在我国的全面实施，这几年我国公路建设得到了持续的发展，运输系统设计已经不再被时间最短、营运费用最少以及运行时间最短等因素所局限，同时还提出了更高的要求。一方面要求投入的资金可以获得更好的效益，另一方面还要保证设计可以与当地的社会与环境等因素相协调。在这种设计思想的影响下，山区道路规划过程中应该对地形、水文、地质等方面因素进行综合考虑，同时还要对工程投资、环境影响等方面在规划与设计中体现出来。

一般来说，山区道路选线的影响因素主要有三种，即与技术、经济、环境相关的影响因素。其中，与技术指标相关的影响因素主要是指路线的长度、平均纵坡以及最小曲线半径等因素；与经济相关的因素主要有效益成本比、工程总造价以及年养护费用等因素；与环境相关的因素主要可以从水土流失、社会环境影响以及生态环境破坏等方面进行综合的分析与考虑[2]。

2 方案评价决策模型

2.1 多层次模糊运算

从以上指标体系中可以看出，其中的一些指标是定量的，还有一些是定性的，而实际上这些指标是很难通过明确的数学模型进行运算的。要想对山区道路路线方案的优选问题进行解决，这涉及到经济、工程等因素，同时对道路投资的综合效益也存在重要影响，因此可以使用多层次模糊运算的方式将决策思路理清，结合这一思想，首先对影响因素进行分解，再根据不同层次中的因素分别将其相应的权重计算出来，再通过灰色系统卢纶对灰色关联评价模型进行建立，最后通过模糊优选的方式计算出最优的方案[3]。

2.2 确立权重

首先，计算准则层权重，结合已经建立起的评价体系可以看出，其中准则层因素比较少，其重要程度也是比较容易区分的，因此在二级评判模型中可以通过传统AHP方法对权重进行计算。其次，计算指标层权重，指标层存在很多影响因素，针对那些容易受到主观因素影响的缺陷，通过熵值法可以进行相应的改进，基于熵值法对群众的确定，主要的原理是原客观环境下的原始信息相结合，利用对各指标之间关联度的分析，对各指标的权重进行确定，从一定程度上来说可以使因为主观因素带来的偏差得到避免。

2.3 评价决策矩阵

灰色关联分析是一种定量与定性分析相结合的评价方法，对这种评价方法的应用可以使评价指标难以统计和准确量化的问题得到解决，同时将人为因素影响排除掉，使得评价结果可以更加准确。参考数列

经过规范化之后，各指

，其中，i=1,2，…，n。它们之间的关联系数为：

2.4 综合评价

得到的向量权重集乘以评价矩阵向量，就可以得到一级评价值，并在一级评价基础上对二级评价进行建立，最终找到综合值最大的一种方案。

3 工程实例

本文以某山区公路选线方案评价作为例子，对已经规划成为双向四车道的一级公路的线网规划方案进行选择[5]。

表1 各方案评价指标

通过相应计算之后可以得到第二级的综合评判：

通过计算可以获得第一级综合评判矩阵，也就是各种方案的隶属程度。结合最大隶属度原则，可以得到方案一的综合价值是最高的，可以看做是最优的选线方案[6]。

结语：

综上所述，笔者在可持续发展思想的影响下与设计关键性因素相结合，对一种基于模糊运算的、多层次的优选决策思路进行了分析，并建立起多目标评价模型，利用熵值法等评价方法进行综合的比较与评价，从一定程度上来说，因为主观因素带来的偏差可以得到有效的避免，在此基础上更好的决策提供经济的、先进的最优方案。值得注意的是，本文研究的方向是道路选线方案的多目标优选，只在评价理论上进行了分析，现代空间技术还在不断发展之中，怎样将线路优选与评价指标量的提取结合在一起，进而对完成的评价体系进行构件，尚需要进行进一步的分析和研究。

[1]苏生瑞,张其伟,景积仓,焦国锋. 基于集对分析方法的山区高速铁路线路方案优选研究[J]. 工程地质学报,2011（5）∶764-770.

[2]孙庆珍,贾燕,潘春风. 基于多目标决策的山区灾害多发地段公路选线优化[J].武汉大学学报(工学版),2011（5）∶633-637.

TU7

B< class="emphasis_bold">文章编号1

1007-6344（2015）06-0072-02