基于不確定性AHP和群決策理論的港口岸線等級評價模型

1、基于不確定性AHP和群決策理論的港口岸線等級評價模型 第 卷第 期 重慶交通大學(xué)學(xué)報 自然科 學(xué)版 . . 年 月 .基于不確定性和群決策理論的港口岸線等級評價模型蔣 軍重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院,重慶摘要:從政策法規(guī)、自然條件、經(jīng)濟(jì)、交通區(qū)位、配套效勞等方面選取了影響港口岸線等級優(yōu)劣的指標(biāo),引入了不確定性和群決策理論來確定評價指標(biāo)權(quán)重。使評價結(jié)果更具科學(xué)性和可信性。通過實證分析,將港口岸線分為個等級,并提出了不同等級的開發(fā)使用意見,具有一定的推廣和應(yīng)用價值。關(guān) 鍵 詞:不確定性;群決策;港口岸線;等級評價中圖分類號: . 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: 文章編號: ? ? , , : , , ?, , ?, .

2、 ?, ,.: ; ;近年來,隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和對外貿(mào)易的高速 表性、可行性等原那么,筆者從政策法規(guī)、自然條件、經(jīng)開展,港口岸線的區(qū)位優(yōu)勢得到了更加明顯的表達(dá)。 濟(jì)、交通區(qū)位、配套效勞等方面選取了影響港口岸線等級優(yōu)劣的評價指標(biāo) ,詳見表 。為適應(yīng)這一趨勢,我國許多港口城市不斷新建或改表 港口岸線等級評價指標(biāo)體系擴(kuò)建碼頭泊位,取得了驕人的業(yè)績。但也暴露出了 .工程建設(shè)時缺乏對岸線利用的合理規(guī)劃,出現(xiàn)了深水岸線淺用、港口建成后“曬太陽或維護(hù)費(fèi)用太高等諸多問題。因此,在港口工程建設(shè)前,對港口岸線等級進(jìn)行綜合評價,并提出不同等級岸線的建設(shè)使用意見就顯得尤為重要。然而,傳統(tǒng)的評價方法大多存在評價指標(biāo)不夠

3、全面,評判過程過于主觀化等弊端。因此,筆者在全面分析影響港口岸線等級優(yōu)劣因素的根底上,擬定出全面且有代表性的指標(biāo)。在確定評價指標(biāo)權(quán)重時引入不確定性層次分析法和群決策理論,以期使評價結(jié)果更具科學(xué)性和可信性。評價指標(biāo)的選取港口岸線等級評價是一個多因素的系統(tǒng)評價問題,其涉及的評價指標(biāo)和因素很多,本著全面性、代收稿日期: ? ? :修改期:一 ? 作者簡介:蔣 軍一 ,男,湖北石首人,碩士,主要從事港: 、航運(yùn)與綜合物流等方面研究。 ? :. .。第 期 蔣 軍:基于不確定性和群決策理論的港口岸線等級評價模型續(xù)表【 】. . 誤差傳遞理論在權(quán)重計算中的應(yīng)用將區(qū)間數(shù)判斷矩陣? , 口 ,進(jìn)行一致性逼近得

4、判斷矩陣 ,其權(quán)重向量為:, ,?, 。記 一口 , ? , 。和 稱為 與 的極差矩陣。考慮隨機(jī)誤差的傳遞計算,設(shè)函數(shù). ,?, , , ,?, 的隨機(jī)誤差記為 ,:,? , ,相應(yīng)的均方差為 ,?, ,那么函數(shù) 的隨機(jī)誤差均方差的計算公式為:薹 ,基于不確定性和群決策理論其中: 為相關(guān)系數(shù)。假設(shè) 的隨機(jī)誤差相互獨(dú)立,的評價指標(biāo)權(quán)重確實定那么上面的公式可以簡化為:因為人們對事物認(rèn)識的多樣性以及評判過程中存在的不確定性和模糊性,所以,不確定性法 ;。改變了傳統(tǒng)法中評估專家在構(gòu)造判斷矩陣時,由于在大多數(shù)實際問題中,采用極差進(jìn)行誤差比擬的結(jié)果只能是介于/ 與 之間的 個確定數(shù)評定比擬容易,因此函數(shù)

5、 的隨機(jī)誤差傳遞公式可字的模式,而改由采用 個區(qū)間數(shù)來加以量化,這樣改寫為:就較好地解決了數(shù)值描述與實際狀態(tài)不相符的問煮題。不確定性法是對傳統(tǒng)法的改良,兩應(yīng)用誤差傳遞公式可進(jìn)行區(qū)間數(shù)判斷矩陣的權(quán)者具有相同的應(yīng)用步驟。不確定性法評估指重向量分析計算?？傻?標(biāo)權(quán)重的計算要分 步 :利用判斷矩陣的一致性逼近與誤差理論計算區(qū)間權(quán)重;根據(jù)專家的 。 ? : ,打分結(jié)果,計算出各專家的相對可信度;將各專家 可信度和對指標(biāo)的評判值加權(quán)匯總,得出最后各指由極差矩陣定義知:標(biāo)的權(quán)重。 口 ?, ? . 區(qū)間權(quán)重計算 卜由此可得區(qū)間數(shù)判斷矩陣 的權(quán)重為:. . 區(qū)間數(shù)判斷矩陣一致性逼近的計算, , , 定理 :設(shè)

6、某一區(qū)間判斷矩陣, ,其中: : 一 , /,取. 專家可信度的計算 由于不同專家的知識背景不同,個人偏好不同, , ,?,/所以各專家評判值肯定有差異。為準(zhǔn)確反響各個專那么稱互反性的一致性數(shù)字矩家的評判水平,應(yīng)求得各專家判斷矩陣的可信度,并陣。據(jù)此作為各專家的可信度。專家可信度由專家評判定理 :設(shè) 為一致性數(shù)字判斷矩值的相似度和差異度來組合度量。陣,那么 的權(quán)重向量為 , :,?, ,其中: . . 群判斷中相似度的計算利用向量間的空間位置關(guān)系來反映專家評判的 : , ,?, 相似性,即利用兩向量夾角余弦的大小來反映。設(shè)有兩個 維列向量 和/ ,其中 ,口:,?,由定理 可知,令 的權(quán)重向量

7、為, , : , :,?, ,兩向量問的夾角為 ,那么山 ,?, ,其中:由兩向量的夾角的余弦定義可知:重慶交通 大學(xué)學(xué)報 自然科 學(xué)版 第 卷評判因素所作的評判值 即判斷矩陣的特征向量 ,甜 , ,?, ,?, ,表示 個專家的可信度矩陣。那么第 個判斷因素的相對權(quán)重為:一 評價指標(biāo)定量化港口岸線等級評價指標(biāo)定量化是件很復(fù)雜的事情,局部指標(biāo)可以直接定量化,如氣候條件中年霧日或其他惡劣天氣導(dǎo)致碼頭不能作業(yè)的天數(shù)、改造水陸域條件所需投資額、使用岸線的直接收益等,只需叼 叼 一要按水工工程設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或按常理確定一個滿意值 上限 和不滿意值 下限 ,根據(jù)實際值按上限 和下限插值即可。具體插值方法為

8、:.,一 一: , , 上 一 下式中: 為第 段港口岸線第 個評價指標(biāo)的定量化評分 ; 嘲為第 段港口岸線第 個:叩/叩 , ,?,評價指標(biāo)的直接定量化值; 為港口岸線第 個評價指標(biāo)的滿意值上限; 下為港口岸線第個評價指標(biāo)的滿意值下限。其余大局部指標(biāo)屬定性指標(biāo),不能直接定量描述,可采用專家打分法來使其定量化,即設(shè)定滿意值 上限 為 ,不滿意值 下限 為 。另外,定性指標(biāo)除很滿意 上限 為 ,不滿意 下限。, ,?,凡為 外,還約定中間取值的參考標(biāo)準(zhǔn):滿意為 . ,比擬滿意為 . ,一般為 . ,較不滿意為 . 。評價結(jié)果的計算與歸類港口岸線等級評價模型的計算公式為:再令 尼 , ,?, 式中

9、: 為第 段港口岸線的綜合得分值, ; 為港口岸線第 個評價指標(biāo)的總權(quán)重,令 : ; 為第 段港口岸線第 個評價指標(biāo)的定量化得分, 。結(jié)合以往研究成果和相關(guān)專家的意見,最終評價結(jié)果可以歸類為 個不同的等級。即:一類港口岸線 . ;二類港口岸線 .;三類港口岸線 . .。此外,假設(shè) . ,那么說明該岸線有明顯的先天缺乏,要建設(shè)令 為第 個專家的可信度,當(dāng)/ ,成為港口岸線,需要經(jīng)過很復(fù)雜很困難的工程整治,技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都很不合理,因此不適合作為港口, 一/ 一 岸線,可在經(jīng)過有關(guān)主管部門的批準(zhǔn)后調(diào)劑到相關(guān)行業(yè)開發(fā)利用或直接留作自然岸線保存。算例分析現(xiàn)有 位權(quán)威專家進(jìn)行評判打分,以第 級指標(biāo)為例,

10、 位專家的評判數(shù)據(jù)為:第 期 蔣 軍:基于不確定性和群決策理論的港口岸線等級評價模型, 兒 . , . 兒 . , . 兒 , . 兒 . ,. , ,號 , ,%,.,. ,.,了 兒,丁, , 專.,.,兒 兒了, , ,手,.辛去, .,.,.兒 了 兒 了 兒了, , , , , ,去 , , , ?, 兒 . , . 兒 . , . 兒 . , 兒 . , . , . ., . , . , ,. ,. ,. ,.,%,.,.,.,了 . . ., ,了 :, , . ,. . ,% , ,.,% ,去, ,.了, 專 .。 , , .,. ,.,. ,.。 . 計算區(qū)間權(quán)重根據(jù)區(qū)間權(quán)

11、重計算公式,可得表 所示的各專,%,.,.,.,.家對 級評判指標(biāo)的評判值區(qū)間。, 。, .,.,.,. 計算專家可信度將表 中各專家對 級指標(biāo)的評判值區(qū)間取中, ,%: , ,.值,作為各專家對 級指標(biāo)的評判值,并組成 個行向量,即:,% , 川.,表 各專家對 級評判指標(biāo)的評判值區(qū)間匯總 .度為: .; : .; : . ;.: . ,. , . , . ,.: . ,. , . , . , .: .;. 將專家可信度與專家對/. , . , . , . , .各指標(biāo)的評判值加權(quán)匯總得 級指標(biāo)的相對權(quán)重, . , . , . , . , .匯總?cè)绫?。. , . ,. , . , .表 級

12、指標(biāo)最終評判結(jié)果 . 那么有:各專家與其他專家評判相似度為: . ;。 ; 。; :. ;. 同理,各 級指標(biāo)權(quán)重的評判結(jié)果也可依此算那么有:各專家的評判差異度為: . ; . ; . ; . ; 出。. . 計算各評價指標(biāo)的總權(quán)重將指標(biāo)層中每個指標(biāo)的相對權(quán)重乘以與之對應(yīng)由于. ,所以各專家可信的某類因素的權(quán)重,計算結(jié)果見表 。 重慶 交通大學(xué)學(xué)報 自然科 學(xué)版 第 卷 圓啪 表 各指標(biāo)總權(quán)重匯總 根據(jù)以上計算結(jié)果,可以將 個評價港區(qū)單元 .劃分為 類。即:一類港口岸線 . :白滸山港區(qū)岸線: . 、陽邏港區(qū)岸線 . 、武石化港區(qū)岸線: . 、武鋼工業(yè)港港區(qū)岸線 . 。一類港口岸線是建設(shè)港口碼

13、頭,特別是公用碼頭的優(yōu)良岸線,沒有自然岸線資源方面的明顯缺陷,具有強(qiáng)烈的排他性。應(yīng)確保用于港口建設(shè),并在碼頭建設(shè)集約化和運(yùn)營高效率的原那么下合理使用、持續(xù)開發(fā)。二類港口岸線 . . :楊泗港區(qū)岸線: . 、沌口港區(qū)岸線: . 、漢口客運(yùn)港區(qū)岸線: . 、金口港區(qū)岸線. 、紅鋼城港區(qū)岸線 . 、涂家巷港區(qū)岸線 .、余家頭港區(qū)岸線. 。二類港口岸線,是建設(shè)港口比擬優(yōu)良的岸線,有一定的自然條件方面的缺乏,但也具有較強(qiáng)的排他性。應(yīng)優(yōu)先用于港口建設(shè),遵循深水深用、淺水淺用、遠(yuǎn)近結(jié)合、各得其所的原那么加以開發(fā)利用。三類港口岸線 . .:紗帽港區(qū)岸線 . 、諶家磯港區(qū)岸線.。三類港口岸線,是經(jīng)過一定的工程措施整治后可以建設(shè)港口的岸線,雖有明顯的先天缺乏,但也