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基于层次分析法的互通方案多目标优选研究_范泽.pdf

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资源描述

1、第 40 卷第 5 期2023 年 5 月公路交通科技Journal of Highway and Transportation esearch and DevelopmentVol.40No.5May 2023收稿日期:20230110基金项目:陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ336)作者简介:范泽(1991),男,陕西渭南人,硕士.(asherfz )doi:10.3969/j.issn.10020268.2023.06.027基于层次分析法的互通方案多目标优选研究范泽(中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安710043)摘要:为解决交通工程中立交互通设计方案的多目标优化比选

2、问题,依托实际枢纽互通设计方案比选实例,开发了基于层次分析法(AHP)的逼近理想解排序法(TOPSIS)优选评价模型。首先,以打分形式将专家长期工程设计经验引入决策评价体系,基于 AHP 确定了指标权重,融合 TOPSIS 法构建了综合考虑主客观因素的多目标优选模型并提出了互通方案优选决策方法。其次,以某枢纽互通方案比选案例为对象,与熵权法优选决策模型进行了对比分析。最后,通过复杂指标方案比选实例验证了决策模型的性能。结果表明:所提出评价模型可以科学地实现主客观因素的融合,方法理论概念清晰,易于实现;在对比分析中,由 AHP 确定的方案 1 为最优,贴近度为 66.24%,而熵权法确定的方案

3、3 为最优,贴进度为 51.35%,AHP 的决策结果更符合实际工程目标导向,与最终方案决选结果一致,模型评价结果可靠;在复杂指标方案比选模型验证中,结合 10 个指标因素并综合专家打分输入模型,即可得到方案优选决策结果,且以数值形式展现;最终模型评价结果同实际工程决选一致,证明所建立的基于层次分析加权的TOPSIS 优选决策模型具有逻辑严谨、计算简易、适用性强等特点,符合实际工程评价需求,能够有效解决多目标优选决策问题。关键词:交通工程;多目标优选模型;层次分析法;逼近理想解排序法;互通方案比选中图分类号:U412.35+2文献标识码:A文章编号:10020268(2023)06020209

4、Study on Multi-objective Optimization of Interchange Scheme Based on AHPFAN Ze(China ailway First Survey and Design Institute Group Co.,Ltd.,Xi an Shaanxi 710043,China)Abstract:In order to solve the multi-objective optimization,comparison and selection of interchange designschemes in traffic enginee

5、ring,relying on the example of actual hub interchange design scheme comparisonand selection,a TOPSIS optimization evaluation model based on AHP is developed.First,the long-termengineering design experience of experts is introduced into the decision-making evaluation system in the formof scoring,the

6、indicator weights are determined based on AHP,and a multi-objective optimization model thatcomprehensively considers subjective and objective factors is constructed by integrating TOPSIS method,anda decision-making method for interchange scheme optimization is proposed.Second,the comparison andselec

7、tion of a hub interchange scheme as the object,a comparative analysis is conducted with the entropyweight optimization decision model.Finally,the performance of the decision model is verified by thecomparison and selection of complex indicator schemes.The result shows that(1)The proposed evaluationm

8、odel can scientifically integrate subjective and objective factors,and the theoretical concepts of the methodare clear and easy to implement.(2)In the comparative analysis,Option 1 determined by AHP is optimalwith closeness of 66.24%,while Option 3 determined by entropy weight is optimal with closen

9、ess of 51.35%The decision-making result of AHP is more in line with the actual engineering goal orientation,consistent第 5 期范泽:基于层次分析法的互通方案多目标优选研究with the final scheme selection result,and the model evaluation result is reliable.(3)In the verification ofthe complex indicator scheme comparison model,t

10、he decision result for scheme selection can be obtained bycombining 10 indicator factors and integrating expert scoring input into the model,and presented in numericalform.(3)The final model evaluation result is consistent with the actual engineering decision,proving thatthe TOPSIS optimization deci

11、sion-making model based on AHP has the characteristics of rigorous logic,simple calculation and strong applicability,which meets the needs of actual engineering evaluation and caneffectively solve multi-objective optimization decision-making problems.Key words:traffic engineering;multi-objective opt

12、imization model;Analytic Hierarchy Process(AHP);Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution(TOPSIS);comparison and selection ofinterchange schemes0引言随着我国高速路网建设的进一步发展,对现有互通立交进行合理优化改造成为路网项目成功的关键,选择合适的互通设计方案是确保安全施工和经济效益的重要环节。早期互通工程实践受设计者经验及规范局限性限制,部分节点项目随着交通量的日渐增长暴露出一定缺陷,极大地制约了国民经

13、济发展12。因此,开展互通方案优选评价方法的研究具有重要的工程意义和社会价值34。互通方案的比选受到不同层面的多个因素影响,是一个多目标优选问题。以往主要依靠主观经验进行类比选择 56,这种方法既缺乏严谨的逻辑判断,更无法直观地量化比较互通方案的优劣性,且通常只适用于个别工程案例,可推广性和应用性较差。因此,采用多目标优化方法是实现设计指标综合最优考虑的有效手段 78。逼近理想解排序法(Technique for Order Preference bySimilarity to an Ideal Solution,TOPSIS)是一种可考虑多目标、多指标的决策方法910,既可计算出不同方案的量

14、化贴近度指标值并优选出最佳方案,也可对优化设计方案进行后验评价,具有较好的工程适用性1113。现有研究主要基于客观因素选取影响优化结果的关键控制指标14,采用熵权法计算指标权重,综合考虑指标响应进行方案优化15。这一方法在具有较好逻辑性及可操作性的同时,也存在一定不足,即忽略了长期设计经验对控制指标选取的影响,并且在基于熵权法确定客观指标权重时,变化幅度较大的指标必然占较大权重,在部分情况下并不符合决策要求。立交方案等工程设计项目中对工程实践经验具有一定要求,设计者长期的经验积累同样可在优化设计中发挥重要价值1617。尽管学者们针对多目标优化比选问题进行了不同的改进和尝试18,但截至目前尚未建

15、立融合专家设计经验结合主客观因素的优化设计方法。针对以上不足,本研究以公路互通立交设计为工程背景,综合考虑主客观因素建立一种多目标优选决策模型,以提高方案决策的科学性。首先通过在TOPSIS 方法中引入层次分析法(Analytic HierarchyProcess,AHP),考虑主观经验确定评价指标权重,融合主客观因素建立公路工程交流互通方案优选决策模型。其次,以某工程项目为背景,对比 AHP 与熵权法对指标权重及优选结果的影响。最后通过复杂设计案例说明该优选决策模型的应用效果。1基于 AHP 的 TOPSIS 优选决策模型1.1TOPSIS 优选决策模型TOPSIS 法能充分利用原始数据信息

16、,选出各指标的最优值(最差值)组成各方案正、负理想向量,并根据各方案到正、负理想向量的距离来确定方案的优劣程度19,其步骤如下。构建多指标决策矩阵 Y。设有 n 个待评价方案,而每个评价方案有 m 个评价指标,则矩阵 Y 为:Y=y11y1myn1ynm,(1)式中 yij为第 i 个待评价方案下第 j 个评价指标的值。对多指标决策矩阵 Y 内的各指标因素进行判断,确定并统一指标类型。一般转换为极大型指标,进行正向化处理,得到正向化的指标决策矩阵 X,再对其进行标准化处理消除量纲的影响,获得标准化决策矩阵 Z,可表示为:Z=z11z1mzn1znm。(2)标准化公式为:302公路交通科技第 4

17、0 卷zij=xij/ni=1x2ij,(3)式中 xij为正向化后指标决策矩阵的每个元素。随后,找到有限方案中的最优与最劣解,分别计算各评价对象与最优、最劣方案间的距离,作为优选评价的依据。基于标准化后评价对象的正、负理想向量值为15:C+=(maxzij|j J1),(minzij|j J2)C=(minzij|j J1),(maxzij|j J2),(4)式中,C+为正理想向量值;C为负理想向量值;J1为越大越优型指标集合;J2为越小越优型指标集合。D+i=nj=1(zij c+j)2Di=nj=1(zij cj)2,(5)式中,D+和 D分别为评价方案与正、负理想向量之间的距离,c+j

18、与 cj分别为向量值 C+与 C中的元素。根据评价对象与正、负理想向量之间的距离可计算得出与正理想向量的贴近度(式 6)。最终可依据贴近度优选出枢纽互通立交方案。T+i=DiD+i+Di,(6)式中 T+i为贴近度,且 T+i 0,1,当其趋于 1 时,表明该方案与正理想向量的距离较小;趋于 0 时,表明与负理想向量的距离较小。1.2AHP 改进优选决策方法现有改进 TOPSIS 评价方法多基于熵权法计算指标权重并将其引入决策矩阵构建过程中。熵权法主要根据指标原始数据之间的关系确定权重,计算结果具有较强的数学理论依据,但计算方法繁琐,且可能出现权重大小与指标实际重要程度相悖的情况,对主观因素的

19、考虑不足,忽略了方案决策过程中的多尺度影响。为实现评价过程与主观经验的结合,选用 AHP 改进 TOPSIS 优选方法,并在这一过程中引入专家打分确定指标权重,实现主观设计经验与客观指标的融合2021。计算步骤如下:首先,根据专家主观工程设计经验,对不同指标因素进行比较打分,打分过程仅评价各因素相互间的重要程度,不直接给出权重值而是明确各指标的相对重要性关系。用 i,j表示被评价因素,ij为指标标度矩阵的元素,表示 i相对于 j的重要程度,且满足 ji=1ij,i,j=1,2,n,n 为指标因素个数。按照此原则及专家打分建立 n 维指标标度矩阵 A,用以计算各指标因素的权重。在进行计算时,选用

20、几何平均法计算指标权重。A=11121j1n21222j2ni1i2ijinn1n2njnn。(7)依据指标因素标度表(表 1)对指标标度矩阵各元素进行赋值22。各指标因素权重 i可根据式(7)进行计算,对判断矩阵做归一化处理以获取控制指标权重。表 1指标因素标度表Tab.1Indicator factor scale table标准值定义注释1同等重要因素 i和 j同样重要3稍微重要因素 i和 j稍微重要5明显重要因素 i和 j明显重要7强烈重要因素 i和 j强烈重要9绝对重要因素 i和 j绝对重要2,4,6,8上述 2 个相邻判断的中值i=(nj=1ij)1n(i=1,2,n)i=ink=

21、1nj=1ij()1n(i=1,2,n),(8)式中,i为求解权重的判断矩阵,i为归一化后的指标权重。专家打分仅针对指标重要性进行两两判断,忽略了整体逻辑的合理性,可能会出现矛盾情况。例如,专家打分确定 AB,BC 而 A=C,存在逻辑矛盾。因此引入一致矩阵概念,将判断矩阵向一致矩阵靠拢,定义一致性指标 CI 与一致性检验指标 C,只要 C 不超过特定范围,则判断矩阵有效。基于所确定的指标权重,通过计算判断矩阵的最大特征值 max和一致性指标 CI,根据式(8)进行一致性检验:max=ni=1(Ai)(ni)jCI=max nn 1C=CII=max nI(n 1),(9)402第 5 期范泽

22、:基于层次分析法的互通方案多目标优选研究式中,I 为随机一致性指标(可由表 2 查询);C为一致性检验指标,若 C0.1,则认为通过一致性检验,权重计算有效。表 2随机一致性指标Tab.2andom consistency indicatorsn123456I000.580.91.121.24n7891011I1.321.411.451.491.51在上述基础上,为进一步提升评价结果的准确性,将指标权重系数引入 TOPSIS 方法,融合各指标权重构建加权决策矩阵:D=d11d1mdn1dnm=1z11mz1m1zn1mznm。(10)AHP 具有操作简单、适用性强的特点,考虑多参数指标,可处理

23、多因素、多层次问题,将复杂问题层次化,定性问题定量化。将专家打分引入 AHP可确定考虑主观经验判断的指标权重,综合改进分析决策评价23。在 TOPSIS 优选决策模型中引入基于 AHP 计算得出的参数指标权重,实现客观指标与主观经验的结合,综合比选方案,避免了基于特定指标对方案评估的局限性,符合实际评价的需要。同时,可根据工程需要调整指标因素及权重,实现方案决策的程序化及规范化。2基于改进 AHP 的互通方案优选决策方法2.1立交设计要点互通方案比选过程存在多指标、多尺度因素影响,且不同项目的工程建设目标不同,对指标因素的侧重也不同。在方案参数方面,不同参数间存在一定相关性,且参数类型也较为多

24、样,既有客观的量化指标,也有基于经验设计的主观指标。在互通立交方案设计过程中,结合工程周边地形地貌条件及实际交通流预测情况,需要满足诸多要求,其关键控制因素包含以下方面。(1)交通量需求:基于工程预测交通量确定交通流主次方向及立交选型,包括主匝道参数、立交形式、匝道数量等。(2)工程规模及投资:根据工程周边地形地貌条件、实际交通现状及既有交通线路结构形式,确定方案施工影响范围及工程投资,包括占地面积、项目金额、拆迁安置等。(3)对既有交通线路的利用:结合工程周边路网布设情况,尽可能利用已有线路,包括交织长度、线路接口形式等。(4)桥梁参数:结合工程地理条件与已有路网布置,判定是否有桥梁跨越地形

25、或既有线路。桥梁参数的确定需考虑多方面因素,包括桥涵数量、桥梁长度、跨越净空高度等。(5)对现有环境的影响:设计方案应尽量依托现有地理环境和工程条件,减少对周边环境现状的破坏及扰动,包括拆迁、挖填土方、施工保通等。2.2基于 AHP 的互通方案优选决策流程上述研究已建立了基于 AHP 的多目标优选决策模型,结合立交设计要点及关键设计因素,可构建互通设计方案优选决策框架,其基本设计流程见图1。首先设计多种立交方案用于工程决策,针对工程特点选定决策控制指标,通过专家打分确定决策指标标度矩阵,计算基于 AHP 的各指标因素权重。其次,将各指标权重系数引入优选模型决策矩阵中,构建加权决策矩阵。最后,计

26、算得到各方案的贴进度指标及优劣评价排序,确定最优决策方案。图 1基于 AHP 的 TOPSIS 优选决策模型流程Fig.1Flowchart of TOPSIS preferred decision-makingmodel based on AHP基于所建立的决策分析框架,以立交互通设计方案比选为工程背景,对比 AHP 与熵权法得出的方案优选结果,探究所建立优选决策方法的可行性及优越性。进一步拓展所建模型的应用,引入复杂参502公路交通科技第 40 卷数设计方案比选工程实例,验证模型应对多参数复杂指标方案优选决策的实际效果。3工程案例分析3.1基于专家打分的指标因素及权重确定传统互通设计方法主

27、要以各方向的交通量等参数为控制指标2425,通过简单比选确定优选方案。为实现工程设计经验与方案客观因素的融合,按所承担项目的 5 位资深专家对方案控制指标的决策结果,获得指标因素标度矩阵,确定基于工程经验的各指标权重系数。综合各专家打分结果,可得出贴合实际工程需求且最大限度地满足不同决策目标的指标判定结果,以提升指标权重系数的可靠性与真实性。但是,由于不同研究方向及决策目标的差异,各专家对控制指标的选择及指标重要性的判断不同。因此,为避免专家指标打分出现逻辑性矛盾,在综合专家打分结果后,需对所得指标标度进行一致性检验,通过一致性检验后所得的权重系数方可应用。3.2AHP 与熵权法结果对比3.2

28、.1方案设计内容王家堰枢纽互通是由永泸高速公路和九永高速公路相接后,与三环高速公路交叉形成的“十”字形枢纽。作为各高速公路间交通转换的重要节点,其方案设计面临立交保通难度大、临近居民点、有跨越国道净空限制、互通区域地形起伏大、受黄瓜山隧道轴线控制等多因素限制。(1)方案 1采用主线上跨三环高速公路单内环变异苜蓿叶型枢纽互通,未对周边进行拆迁,满足净空要求。该方案对现状三环高速公路影响较小,保通性高,基本利用所有现状桥梁,缺点是匝道利用少,仅局部利用 C 匝道,桥梁建设长度较高。(2)方案 2采用主线下穿三环高速公路对向内环变异苜蓿叶型枢纽互通,满足净空要求。本方案对既有匝道利用率较高,新建桥梁

29、长度相对较短,便于施工,但保通性能差,工程改造范围较大,需在原址处新建 B 匝道上跨 C 匝道桥。(3)方案 3采用主线上跨三环高速公路单内环+半定向匝道枢纽互通,对三环高速公路影响较小,对三环高速公路桥梁及匝道利用率高,保通性能较好,但改造范围较大。专家在满足互通服务功能的基础上判定项目规模及投资是工程决策的主要控制性因素,而匝道长度、主线长度与占地面积密切相关。主线桥及匝道桥等桥梁工程则是影响工程进度的节点环节。最终选定工程规模、投资情况、匝道长度、主线长度、主线桥及匝道桥作为评价指标,各方案指标设计信息见表 3。对比不同方案的各指标因素不难看出,各指标因素间差距不大且互有高低,仅从各方案

30、指标间差异难以直观确定最优方案。构建指标因素标度矩阵,得出各指标因素权重如表 4 所示,经计算C=0.014 00.1,满足一致性检验标准。表 3方案参数指标Tab.3Scheme parameter indicators参数指标方案 1方案 2方案 3占地面积/hm233.2733.633.47工程造价/亿元2.592.622.60匝道长度/m5 3275 1325 284主线长度/m2 1002 40020 00主线桥/m1 023(6 座)967(5 座)905(4 座)匝道桥/m1 002(4 座)994(5 座)1 046(5 座)表 4指标因素标度矩阵Tab.4Indicator

31、factor scale matrix参数指标匝道长度主线长度主线桥匝道桥占地面积工程规模及投资权重匝道长度11111/31/50.081主线长度11111/31/50.081主线桥11111/31/50.081匝道桥11111/31/50.081占地面积333311/40.209工程规模及投资5555410.467随后根据式(9)计算得出加权决策矩阵 D:Z=00.976 50.215 30.600 000.800 000.428 70.903 40.645 90.763 400.928 500.371 40.832 100.554 7。用式(5)可计算得到各方案到正、负理想向量的距离,最终

32、用式(6)计算得出各方案的贴进度指标,获得基于 AHP 的 TOPSIS 优选决策模型结果。利用熵权法计算各控制指标权重,得到方案优选决策结果。2 种方法得出的方案贴进度对比见图 2。综上所知,基于 AHP 计算权重优选得出的方案602第 5 期范泽:基于层次分析法的互通方案多目标优选研究图 2不同权重得到的贴进度Fig.2Closenesses obtained by different weights1 3 的贴近度分别为 66.24%,32.98%,55.13%,而基于熵权法计算权重得出的贴进度指标分别为50.52%,47.82%,51.35%。各方案优劣排名及评价分数见表 5。表 5不

33、同方法优选结果Tab.5Optimization result obtained by different methods权重计算方法方案 1方案 2方案 3层次分析法排名132贴进度0.662 40.329 80.551 3评价分数0.429 20.213 70.357 2熵权法排名231贴进度0.505 20.478 20.513 5评价分数0.337 50.319 40.343 0图 3歇马枢纽互通备选方案Fig.3Alternatives for Xiema Hub对比 2 种计算方法,TOPSIS 优选决策模型获得了不同评价结果。基于 AHP 确定方案 1 为最优,而熵权法确定方案

34、3 为最优。对比 2 个最优方案,方案 3 的占地面积及投资成本均大于方案 1,但匝道、主线长度等因素则小于方案 1。在实际评价中,工程投资及项目规模往往是决定评价结果的重要因素,虽然方案 3 的投资及占地面积均大于方案 1,但在熵权法权重计算中仅考虑指标因素的客观数值影响,匝道、主线长度等因素的差距范围更大,权重占比更高,最终得出方案 3 优于方案 1 的结果。而 AHP结合主观经验并充分考虑指标重要程度,确定方案 1为最优结果。最终,方案 1 符合当地城市总体规划及政府意见,作为王家堰枢纽互通方案得以应用。基于 AHP的 TOPSIS 优选决策模型得出的评价结果与实际工程项目应用结果吻合,

35、证明本方案决策模型具有较好的实用价值。3.3复杂决策模型应用3.3.1方案设计内容歇马枢纽立交的主要功能是实现与绕城高速公路间的交通转换。预期拆除现有互通,收费主线站与匝道站分离。根据工可交通量预测分析,依据主次交通流向确定各匝道出入口的设计思路。(1)方案 1采用变异蝶形立交方案。主线上跨绕城高速公路,出口收费站主线和匝道站分开设置。收费站及匝道位置与川仪十四厂、渝海机械厂冲突,拆迁需求大,见图 3(a)。(2)方案 2采用变异蝶形立交方案。主线上跨绕城高速公路,只设置主线收费站,见图 3(b)。主线与碚青路及规划主干道之间采用分离式立交,利用区域路网解决周边道路上下高速公路的问题。收费站及

36、匝道位置与川仪十四厂、渝海机械厂冲突,需拆迁。(3)方案 3采用变形苜蓿叶型立交方案。采取主线上跨绕城高速公路,立交形式采用单环式半定向组合互通,主线收费站与匝道站分开设置,见图 3(c)。针对 3 种设计方案,根据专家对方案比选控制702公路交通科技第 40 卷指标的选取与打分,得出指标标度矩阵。选定投资、占地面积、交织长度、主匝道参数等 10 个指标作为控制指标,各方案指标设计信息见表 6。指标因素标度矩阵及指标权重系数见表 7。经计算,一致性检验指标 C=0.028 00.1,满足一致性检验标准,计算所得的指标权重系数有效。表 6方案参数指标及权重Tab.6Parameters and

37、weights in schemes参数最大纵坡/%匝道半径/m 主线长度/m 匝道长度/m 桥梁长度/m 出口距离/m 拆迁数量/家 交织长度/m占地面积/hm2投资规模/亿元方案 14.558751 9204 9861 03145031 13963.475.84方案 24.231651 9805 1881 64360021 28570.496.08方案 33.995701 8605 0631 69760001 46368.225.67表 7指标因素标度矩阵及权重Tab.7Indicator factor scale matrix and weights最大纵坡匝道半径主线长度匝道长度桥梁长

38、度出口距离拆迁数量交织长度占地面积投资规模权重最大纵坡111111/31/31/41/51/50.037 6匝道半径111111/31/31/41/51/50.037 6主线长度111111/31/31/41/51/50.037 6匝道长度111111/31/31/41/51/50.037 6桥梁长度111111/31/31/41/51/50.037 6出口距离3333311/21/31/31/50.086 6拆迁数量333332111/31/30.109 0交织长度444443111/31/30.135 4占地面积5555533311/30.207 0投资规模55555533310.274

39、03.3.2优选决策结果用本研究构建的基于 AHP 的 TOPSIS 优选决策模型,得出各方案至正负理想因子间的距离,见图4。各方案优劣排名及评价分数见表 8。结果显示,方案 3 为最优方案,优劣排序为:方案 3方案 1方案 2。方案 3 与方案 1 的评价分数差距不大,优劣程度大致相同,但二者分数显著高于方案 2,明显优于方案 2。图 4方案至理想向量的距离Fig.4Distance from scheme to ideal vector综合工程实际决策情况,结合控制指标因素,经各专家、部门商讨协调后,一致认定方案 3 为最表 8方案参数指标及权重Tab.8Parameters and we

40、ights in schemes设计方案方案 1方案 2方案 3排名231贴进度0.572 20.323 20.576 3评价分数0.388 80.219 60.391 6优方案。方案 1 与方案 3 均满足交通转换需求,虽然方案 3 桥梁规模与占地面积稍大,但匝道线形指标高,交织段短,通行能力强,项目拆迁难度小,可实施性较高,这也与决策模型的分析结果一致。在方案决策过程中,指标数量增加对优选决策难度的影响呈指数级变化。在多指标参数影响下,传统决策评价方法进度被拉长,难度增加。应用本决策模型得出的评价结果与实际工程应用结果一致,证明在多指标方案优化比选问题中,基于 AHP 的TOPSIS 优选

41、决策模型能够获得符合实际工程应用需求的评价结果,为方案决策问题提供了有效解答。同时,在应对多指标方案比选问题时可高效实现优选决策,仅需邀请相关领域专家对方案控制指标进行选取及对重要性打分,便可通过决策模型得到优802第 5 期范泽:基于层次分析法的互通方案多目标优选研究选评价结果,可简化决策流程,提升决策效率,决策结果具有较高的可靠性与实用性。4结论针对公路枢纽互通方案优选问题,本研究以实际枢纽互通工程方案比选为实例,引入专家主观经验决策,选择合适的控制因素作为评价指标,基于AHP 及 TOPSIS 决策模型建立了结合主客观因素的方案优化决策方法。主要结论如下:(1)将专家主观设计经验以打分方

42、式引入优选决策模型,结合 AHP 与 TOPSIS 可实现主客观因素的综合考虑,解决了传统决策方法忽略主观决策经验及评价指标权重不同的问题,得到符合实际需求的评价结果,具有较好的适用性。(2)AHP 能综合专家主观经验因素,科学地计算评价指标权重,避免影响因素过多造成互相干扰及决策流程过于繁琐难以具象化操作,更加符合逻辑判断标准。以王家堰枢纽工程实例为依托,对比熵权法得出结果,本模型的评价结果更加贴合实际工程决策判断,满足实际工程需要,针对不同目标导向得出了结合主客观因素的优选决策结果。(3)通过复杂参数方案比选实例验证了模型的性能。在多指标因素下,模型评价结果同实际工程判断吻合,决策一致性强

43、,可有效提升多指标方案的比选速度。本模型简化了多目标方案决策过程的中间环节,仅需邀请相关领域专家对方案控制指标的重要性打分,即可获得决策结果,简化了决策流程。研究成果不局限于立交互通设计的比选,可拓展应用至同类型方案优选决策问题,为多指标、多方案设计比选提供了新的思路与方法。参考文献:eferences:1卢为杰,陆键,陆林军,等 国省干线公路出入口管理系统性安全评价 J 华东交通大学学报,2015,32(5):2734LU Wei-jie,LU Jian,LU Lin-jun,et al Highway AccessSafety Evaluation from Macro-medium-mi

44、cro Point of View J Journal of East China Jiaotong University,2015,32(5):2734 2邢涛 城市道路互通立交优化设计研究 D 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2017XING Tao esearch on Urban oad Interchange OptimalDesign D Harbin:Harbin Institute of Technology,2017 3林宣财,曹骏驹,周兴顺,等 互通式立交单车道匝道宽度取值与单出入口优化设计 J 公路交通科技,2021,38(9):123131LIN Xuan-cai,CAO Ju

45、n-ju,ZHOU Xing-shun,et alValue of Single Lane amp Width and Optimization Designof Single Entrance and Exit for Interchange J Journal ofHighway and Transportation esearch and Development,2021,38(9):123131 4王赤心 中法公路互通立交设计规范的差异 J 中外公路,2021,41(3):380384WANG Chi-xin Differences in Design Specifications o

46、fHighway Interchanges between China and France J Journal of China Foreign Highway,2021,41(3):380384 5曹睿明,徐俊军,张国清 延崇高速公路太子城互通立交设计 J 公路,2020,65(3):7274CAO ui-ming,XU Jun-jun,ZHANG Guo-qing Design ofTaizicheng Interchange of Yanqing-Chongli Expressway J Highway,2020,65(3):7274 6廉福绵,戴程琳,涂丽 德州上饶高速公路婺源枢纽互

47、通立交方案研究 J 公路,2020,65(8):7680LIANFu-mian,DAICheng-lin,TULiStudyonInterchange Scheme of Wuyuan Hub of Dezhou-ShangraoExpressway J Highway,2020,65(8):7680 7马庚华,何瑞,郑长江,等 考虑行人过街因素的环形交叉口配时优化方法研究 J 华东交通大学学报,2019,36(1):5965MA Geng-hua,HE ui,ZHENG Chang-jiang,et alesearch on oundabout Timing Optimization Met

48、hod inView of Pedestrian Overpass J Journal of East ChinaJiaotong University,2019,36(1):5965 8李飘,于影霞 时变条件下有害物品运输的路径选择与决策 J 华东交通大学学报,2021,38(1):7987LI Piao,YU Ying-xia Multi-objective Optimization andPath Selection of Hazardous Materials Transportation underTime-varying Conditions J Journal of East C

49、hinaJiaotong University,2021,38(1):7987 9邵毅明,钟颖,吴文文,等 基于熵权 TOPSIS 法的短时交通流预测模型性能综合评价 J 重庆理工大学学报,2020,34(7):205211,254SHAO Yi-ming,ZHONG Ying,WU Wen-wen,et alComprehensiveEvaluationofShort-termTrafficFlowPrediction Model Based on Entropy TOPSIS Model J Journal of Chongqing University of Technology,202

50、0,34(7):205211,254 10 姜安民,董彦辰,刘霁,等 基于改进熵权 TOPSIS 模型的岩质边坡稳定性评价 J 土木工程与管理学报,2019,36(4):133139JIANGAn-min,DONGYan-chen,LIUJi,etalEvaluation of ock Slope Stability Based on ImprovedEntropy Weight TOPSIS Model J Journal of CivilEngineering and Management,2019,36(4):133139902公路交通科技第 40 卷 11 颜文 基于改进 TOPSIS

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