一种基于AHP-TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法技术

本发明专利技术涉及一种基于AHP

【技术实现步骤摘要】
一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法


[0001]本专利技术涉及铁路工程建设
，具体涉及一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法。

技术介绍

[0002]铁路是我国综合交通运输体系的重要组成部分，合理的确定铁路建设方案，有助于降低项目建设投资、充分发挥铁路在区域经济发展中的引擎作用，加快建设交通强国。
[0003]目前的铁路方案优选方法大多限于层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)。层次分析法，是一种解决多目标复杂问题的定性与定量相结合的决策方法。该方法用决策者的经验衡量判断各评价标准之间的相对重要程度，构建一个层次结构模型，利用较少的定量信息，将决策者的思维过程模型化，从而求解多准则复杂问题的一种综合决策分析方法。但该方法赋值大小往往受决策者的意向影响，容易造成方案评价的结果偏重于主观，且评价指标过多，难以科学决策。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法，解决现有技术结果不客观、评价指标多、难以科学决策的技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法，其特征在于：
[0007]所述方法包括以下步骤：
[0008]选取评价指标，构建比较判断矩阵；
>[0009]计算比较判断矩阵的最大特征值及特征向量；
[0010]对比较判断矩阵进行一致性检验；
[0011]对各建设方案中涉及的评价指标进行量化，构建原始评价指标矩阵；
[0012]将原始评价指标矩阵中的评价指标同趋势化，得到同趋势化后的评价指标矩阵；
[0013]将同趋势化后的评价指标矩阵归一化，得到归一化后的评价指标矩阵；
[0014]根据归一化后的评价指标矩阵，确定正负理想解；
[0015]计算各建设方案与正负理想解的距离；
[0016]计算各建设方案与最优解的贴近度；
[0017]将贴近度按大小顺序排序，确定最优方案。
[0018]进一步地，所述选取评价指标，构建比较判断矩阵包括：
[0019]确定评价指标，假设评价指标有m项，由专家采用1
‑
9标度法构造评价指标的比较判断矩阵B
mm
。
[0020]进一步地，所述计算比较判断矩阵的最大特征值及特征向量包括：
[0021]求出比较判断矩阵B
mm
的最大特征值λ
max
及对应的特征向量，将特征向量归一化后，得到各评价指标的权重向量ω。
[0022]进一步地，所述对比较判断矩阵进行一致性检验包括：
[0023]根据最大特征值λ
max
计算得到一致性指标CI，查表得到平均随机一致性指标RI，利用CI和RI计算得到一致性比例CR，具体计算过程为：
[0024][0025][0026]式中，m为评价指标的项数；
[0027]当CR＜0.1时，认为比较判断矩阵B
mm
的一致性可以接受。
[0028]进一步地，所述将原始评价指标矩阵中的评价指标同趋势化，得到同趋势化后的评价指标矩阵包括：
[0029]原始评价指标矩阵为X
nm
，m为评价指标的项数，n为建设方案的个数；
[0030]采用倒数法将高优指标转化为低优指标，或将低优指标转化为高优指标，得到同趋势化后的评价矩阵X
′
nm
，
[0031][0032]进一步地，所述将同趋势化后的评价指标矩阵归一化，得到归一化后的评价指标矩阵包括：
[0033]对评价矩阵X
′
nm
归一化处理，得到归一化矩阵A
nm
，指标归一化公式为：
[0034][0035]所述根据归一化后的评价指标矩阵，确定正负理想解包括：
[0036]将矩阵A
nm
中每个评价指标的最大值选出，组成最优解向量A
+
，即正理想解；同理得到最劣解向量A
‑
，即负理想解，
[0037][0038][0039]进一步地，所述计算各建设方案与正负理想解的距离包括：
[0040]采用欧氏距离计算公式，分别计算各建设方案与最优方案及最劣方案的距离D
i+
及D
i
‑
，
[0041][0042][0043]其中，ω
j
为第j个指标的权重系数。
[0044]进一步地，所述计算各建设方案与最优解的贴近度包括：
[0045]各建设方案与正理想解的接近程度C
i
为贴近度，通过下式计算：
[0046][0047]进一步地，所述将贴近度按大小顺序排序，确定最优方案包括：
[0048]将贴近度数值最大的建设方案作为作为最优方案。
[0049]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0050]本专利技术综合运用层次分析法、TOPSIS法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution，逼近理想解排序方法)，构建了基于AHP
‑
TOPSIS的铁路建设方案优选模型并求解，在铁路建设方案优选过程中采用AHP
‑
TOPSIS模型，方法科学合理，操作简便可行，避免了传统方法因评价指标过多而难以科学决策的弊端，实现了铁路建设方案优选过程从定性粗放式决策到定量精准化决策的转变。
附图说明
[0051]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
[0052]图1是本专利技术实施例中烟台
‑
栖霞铁路地理位置示意图。
[0053]图2是本专利技术实施例中烟台
‑
栖霞四个铁路线路方案比选示意图。
[0054]图3是本专利技术优选方法的流程图。
具体实施方式
[0055]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0056]TOPSIS法是一种运用距离作为评价标准的综合评价法。该方法主要通过计算评价对象与最优、最劣解之间的距离，得到各评价对象与理想解的贴近度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：选取评价指标，构建比较判断矩阵；计算比较判断矩阵的最大特征值及特征向量；对比较判断矩阵进行一致性检验；对各建设方案中涉及的评价指标进行量化，构建原始评价指标矩阵；将原始评价指标矩阵中的评价指标同趋势化，得到同趋势化后的评价指标矩阵；将同趋势化后的评价指标矩阵归一化，得到归一化后的评价指标矩阵；根据归一化后的评价指标矩阵，确定正负理想解；计算各建设方案与正负理想解的距离；计算各建设方案与最优解的贴近度；将贴近度按大小顺序排序，确定最优方案。2.根据权利要求1所述的一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法，其特征在于：所述选取评价指标，构建比较判断矩阵包括：确定评价指标，假设评价指标有m项，由专家采用1
‑
9标度法构造评价指标的比较判断矩阵B
mm
。3.根据权利要求2所述的一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法，其特征在于：所述计算比较判断矩阵的最大特征值及特征向量包括：求出比较判断矩阵B
mm
的最大特征值λ
max
及对应的特征向量，将特征向量归一化后，得到各评价指标的权重向量ω。4.根据权利要求3所述的一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法，其特征在于：所述对比较判断矩阵进行一致性检验包括：根据最大特征值λ
max
计算得到一致性指标CI，查表得到平均随机一致性指标RI，利用CI和RI计算得到一致性比例CR，具体计算过程为：和RI计算得到一致性比例CR，具体计算过程为：式中，m为评价指标的项数；当CR＜0.1时，认为比较判断矩阵B
mm
的一致性可以接受。5.根据权利要求4所述的一种基于AHP
‑
TOPSIS模型的铁路建设方案优选方法，其特征在于：所述将原始评价指标矩阵中的评价指标同趋势化，得到同...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎志峰，许红春，陈希荣，陈海平，吴琼，宁骥龙，马海超，胡必松，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：