利用模糊層次分析法和PROMETHEE變電站選址

1、利用模糊層次分析法和PROMETHEE變電站選址：來自孟加拉國的案例研究 摘要：電磁輻射從高壓線路和變電站發(fā)出對生物構成嚴重不良反應的健康后果。 這樣一來，選擇變電站的位置是公共部門和私營部門的一項重要戰(zhàn)略決策問題。 在一般情況下，許多相互矛盾的因素影響而堅持不確定性和不準確的數據的適當 變電站選址問題。在本文中，一個簡單的，系統(tǒng)的，邏輯的科學方法的結構通過 與偏好排序組織法富集評估（PROMETHEE）整合模糊層次分析法（FAHP）評價 變電站的位置。所提出的集成方法提供了更現實和可靠的結果，并通過消除模糊 層次分析法的局限性有利于決策者處理多個相互矛盾的決策視角和PROMETHEE方法。以

2、認可該模型，它是在孟加拉國變電站選址問題實施介紹：分配和變電站系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)和電能1,2的虧損主要觀點的最廣泛的部分 之一。因此，顯著經濟收益可以通過優(yōu)化網絡，減少直接成本（設備安裝費用）， 并進一步費用（有關的能量損失和系統(tǒng)維護）獲得3。在某些情況下，現有的 變電設施不足以在一個服務區(qū)域提供能量。在這些情況下，新的變電站，必須安 裝或完全中一些關鍵的情況下取代，以提供新的需求4。根據Khodr等。5， 變電站的地點的決定是在分發(fā)系統(tǒng)規(guī)劃的一個重要方面，對投資和運行成本的強 烈沖擊。該變電站的選址問題，受多種因素可能會發(fā)生沖突，并堅持不精確，不 確定數據。羅薩和奧古斯丁6 和里瓦斯-D ？阿瓦

3、洛斯與歐文7 大型配電網絡最大限度地降 低成本，優(yōu)化設計采用遺傳算法（GA）。卡拉諾斯等人4組合的準牛頓和GA的 能量分布系統(tǒng)的最佳擴充。Sepasian等8也提出了遺傳算法的長期輸電變電站 擴建計劃（SEP）。Farrokhifar等人2開發(fā)了一種綜合成本函數的副傳輸變電站考 慮技術制約和經濟參數最佳位置的問題。遺傳算法用來優(yōu)化成本函數。Yahav和 奧龍9 用于確定電力變電站考慮的分配和輸送線和饋線結構的構造和功率損失 的費用最佳位置分析一個非線性優(yōu)化問題。Haghifam和Shahabi10利用偽動態(tài) 方法，以達到最佳的位置，大小和確定的高電壓的服務領域/在長期規(guī)劃中期內 電壓（HV/

4、MV）變電站。混合整數線性規(guī)劃（MILP）問題是由埃爾-Fouly等人 制定了配電變電站選址，大小，和時間。1。這是顯而易見的，從上面的大多 數研究者的關注引文獻一直致力于成本的優(yōu)化工作的最小化。然而，已經表明在文獻中，電動和magneticfields （電動勢）有牽連的人類健康 的多個方面，包括增加的威脅生命的疾病的風險，例如腦瘤不利影響11，乳腺 癌12，13，白血病14,15，生殖生物學和生理學16，阿爾茨海默氏病，肌萎 縮側索硬化癥，臨床抑郁癥17，而自殺18。他們也間接地影響到我們周圍的 土壤侵蝕的形式，陸地棲息地改變，地下水污染，噪音和振動的環(huán)境中andfire 由于變壓器油19

5、,20由于多重和相互沖突的標準，多標準分析（MCA）是不可避免的定位變電站。因 此，一個系統(tǒng)的，邏輯的科學方法或數學工具來指導機構在選擇合適的電源 變電站的位置。因此，本研究的主要目的是制定一個變電站選址決策支持模型， 這將決定影響力和相互矛盾的標準和次級標準和評估合適的位置。模糊層次分析 法（FAHP）正在工廠中的定位應用，因為其相似的人類推理21e23 使用越來越 頻繁，處理曖昧，模糊和不確定的特點，想法和判斷。此外，FAHP允許集體決 策的基礎上組兩兩比較24,25，以獲得優(yōu)先考慮。但FAHP方法具有重大的缺點， 在一些條件不錯的分數和成績不好的其他標準之間的補償可能發(fā)生。的模糊層次 方

6、法的另一關鍵缺點是，要作出成對比較的數量，可能會變得非常大（更具體地：？N （N-1/2） 26,27另一方面，偏好排名富集評價的組織法（PROMETHEE），最有效的級別高于方法 28,291是與人類的觀點相一致，它決定多個決定30,31 之間的偏好PROMETHEE 是一個合適的方法為一體的綜合分析itsflexible算法可以使量身定做的增強，以 滿足綜合評估方法的具體要求，特別是，明確考慮到在輸入值31,32的不確定性 的信息。PROMETHEE也有一定的局限性。其中一個主要的限制是相對于考慮的 標準的決策者（DMS）的優(yōu)先級值的定義。PROMETHEE還沒有提供關于怎樣的 權重，可以

7、引出23,33任何正式的指引。它假定決策者能夠適當加權的標準，沒 有指導提供了一種用于其測定26。因此，消除這些限制，并制定改進和系統(tǒng)的 決策過程變電站選址，所提出的決策方法利用這兩個著名的多標準方法之間的協(xié) 同優(yōu)勢。FAHP將適用于確定的標準和亞標準的權重，并且PROMETHEE將用于的 標準的替代品的聚集和排名。本文的其余部分安排如下。在下一節(jié)中，建議的方法進行了說明簡要說明德爾菲 法，模糊層次分析法和PROMETHEE方法。在下面的部分中，所提出的方法，被 應用于評估和選擇孟加拉國電力變電站的最佳位置。接下來，簡短的討論呈現。 最后，最后一節(jié)提出了結論，并討論了限制和范圍，為今后的研究。

8、2.擬議的方法首先，主要標準，子標準和決策問題的結構將使用Delphi method.After即，FAHP 將適用于確定的標準和次級標準的權重，并且PROMETHEE將用于確定的標準集 合，替代品和敏感性分析（圖1）的排名。德爾菲法，模糊層次分析法和PROMETHEE 理論上詳見以下小節(jié)。2.1。德爾菲法德爾菲法積累和分析匿名專家寫的，討論和反饋格式傳達特定主題的結果。匿名 專家分享知識技能，專業(yè)知識和意見，直到相互達成共識34,35。文獻綜述和專 家訪談的結果可以用來識別合成表示在調查的所有共識。因此，本研究評估標準 和次級標準選擇最佳的變電站采用德爾菲法，以及通過進行采訪的匿名專家和結

9、果的調查直接到集中在我們的研究課題。默里和哈蒙斯36表明，Delphi法總結 專家意見的范圍為10 3034。因此，在這項研究中，從工程14位專家，醫(yī)療 和學術背景參與修改后的德爾菲法為基礎的決策小組。有關德爾菲法更詳細的信 息，有興趣的讀者可以參考文獻34e362.2。模糊 AHP模糊性和模糊性，在許多現實生活中的決策問題的共同特點。因此，一個有效的 決策模型需要考慮模糊或模糊24。定性喜好的轉變點估計可能不理智的話語標 記通常提供不確定性的答案，而不是精確值37。常規(guī)的AHP需要主觀值的成對 比較的選擇可能是不夠的和不確定性應該在某些或所有成對比較值25,38被考 慮。薩蒂的AHP的應用有

10、一些缺點如下：（1）層次分析法主要用于近清脆的決 策程序，（2）AHP方法沒有考慮到與一個人的判斷的映射的不確定性為數字，（3） DMS的主觀判斷，選擇和偏好對AHP結果影響很大，（4）層次分析法的排名是 相當不準確的；（5）判斷一個非常不平衡的規(guī)模AHP方法創(chuàng)建并交易。因此，傳 統(tǒng)的AHP似乎不足以捕捉模式草案明確規(guī)定24，通常的DM發(fā)現這是更加有信 心給區(qū)間判斷thanfixed價值判斷。這是因為通常它們不能明確了解他們的喜好， 由于比較處理25的模糊性。由于模糊語言的方法可以采取的DM的悲觀/樂觀態(tài) 度評分考慮，語言值，其隸屬度函數通常特點是三角形或梯形模糊數，建議，評 估收視偏好，而不

11、是常規(guī)的數值等價法38。其結果是，在一個不確定的成對比 較的環(huán)境中，模糊層次應比常規(guī)的AHP更加適當和有效的39,40研究人員提出了幾種方法，如幾何平均的方法，對數最小二乘法的模糊修飾的， 合成的程度分析，模糊最小二乘法，直接模糊化的方法，模糊偏好的編程和 兩階段對數編程實現的優(yōu)先次序FAHP41。修改Chang的程度分析，利用本研究 以評估聚焦問題。常42開發(fā)用于處理模糊層次，利用三角模糊數（TFN）為FAHP 的成對比較的規(guī)模，并且使用的程度的分析方法，所述成對比較的合成程度的值 的新方法。米;表示為M%6l 一個TFN UTH其中l(wèi)M0 （Y）, X級別高于Y上的所有標準。為了說明PRO

12、MRHEE方法中，樣品的例子如下。假設我們必須評估三種選擇（MR1, RI1和SR1 ）考慮四個標準（AT1，AH1，EC1和AP1）。在四個標準表4.Preference 結構，偏好指數骨料，正級別高于流動和秩設置有相對于所述替代的標準的標準， 類型和重量，并為V型的偏好函數偏好和冷漠閾值的性能，消極的級別高于流量 和排名，和凈流量級別高于和樣品例如軍銜，提出了圖。3。3顯示，根據 PROMETHEE II方法，RI1是最好的選擇，而SR1最差2.3.4。蓋亞的平面蓋亞（幾何分析的交互式可視化的援助）是一個群的PROMETHEE排序的方法， 提供了視覺引導的method.gaia的主要標準是

13、用于排名的替代品是基于方法的 PROMETHEE II 28 。蓋亞從矩陣分解的網絡構建是outranking流（X）。矩陣的數 據是，然后處理由主成分分析（PCA）算法和顯示對象23,28蓋亞在線。主成分 分析是用來減少的數量減少而損失的空間信息。這種多目標問題轉化到二維空間 的幾何表示和關系提供了新的視角和標準的替代品的問題inevitable損失關系的 一些特征。其質量控制措施的金額信息，它保存在蓋亞（70 %比值較大的平面對 應到可靠的平面28,57,58蓋亞）。擬議的方法3.應用擬議的方法適用于評估和選擇在孟加拉國一個變電站的最佳位置。3.1。評估程序該三步驟方法進行說明3.1.1。

14、德爾菲法最初的文獻綜述進行識別按位置研究員和DMS1,2,5,8,10,19,21,22考慮各種標準 和子標準。從工程，醫(yī)療和學術背景，本科以上學歷和13年在這一領域的平均 工作經驗的專家十四個被選來形成決策團隊。此后，這些標準被安置在專家組面 前，從他們的經驗和判斷力的變電站選址引發(fā)的最適當和最廣泛的考慮和子標準。 專家組產生這顯示inFig決策層次模型。4.人口研究分析了由專家收窄擬議地點 五個不同的地方。專家試圖以降低風險暴露于電場和magneticfields選擇位置的 選擇至少1公里遠離局部性。至于獲得訪問數據收集的條件，這項研究無法提正 在調查的位置的真實姓名。這些都是MR，RI，

15、SR，CS和DS它們各自的位置， 替代品的第一個字母發(fā)展等級后，數據offive替代的位置從多個來源，如從電源事業(yè)部，電力部，能 源和礦產資源，中華人民共和國政府技術因素（即接近加載，潛在需求以及現有 的供料器）收集在孟加拉國，孟加拉國氣象部門平均溫度和濕度數據，從此，災 難研究培訓和管理中心（DRTMC）自然災害的數據，從統(tǒng)計的孟加拉國統(tǒng)計局（BBS） 的人口數據，從數字地形高程數據的地形/高程數據（DTED ）孟加拉國。根據這 些數據和信息，專家評估每個備用位置的狀態(tài)的評分相對于該標準。在所有的標 準或屬性，AT （F） AH （%）和TE （米）被認為是被認為是定性標準定量標準的 屬性和

16、休息。作者并沒有獲得許可告知實際CC和FC。這就是為什么CC和FC被 視為定性標準。對于定性標準，7點定性規(guī)模呈現認為這項研究于表5是。SP， EF，PD，EC和AP被視為有利屬性和更高的值是理想的。輸入詳細信息（例如， 它必須最小化或最大化，定量和定性數據，單位為每標準）offive替代位置在表 6中。3.1.2。模糊 AHP定義決策層次模型后，前面一節(jié)中所提出的方法應用。要確定的標準和子標準的 重要性的權重，專家組被要求做兩兩比較的主使用表1中的各個任務的幾何平均值顯示模糊尺度子標準可以被用于獲得總的 結果，然而，在此情況下，組成員達成了共識評價。因此，一個單一的評價表示 該球隊的opin

17、ion.Table7表示為標準的比較矩陣相對于總目標或目標比較矩陣（表7）的一致性比率為0.044759使用RI1.12。作為CR0.1不一致存 在于存儲在比較矩陣的信息的水平是令人滿意的。因為其他的計算是相似的每個 比較矩陣，那些沒有在這里給出，并且可以簡單地根據下面的計算來完成。模糊 合成程度相對于第i個對象的值（i%1,2, .，5）計算為獲得的總積分值之后，獲得的標準的重要性的權重。在此之后，比較矩陣和子標準的局部權重被確定按照相同的程序。的子標準的局 部和全局的權重呈現于表8.根據專家的意見，LR和其中所述變電站是位于該區(qū) 域的SP為建造和變電站的操作可行性和相關聯的網絡的一個重要的

18、決定因素互 連饋線。像不穩(wěn)定的政治環(huán)境，社會動蕩，文盲和恐怖主義約束造成重大困難人 員，工人和管理。施工過程中開始與私人土地所有者和政府部門，如森林，收入 和鐵路之前批準。根據傳輸網絡的途徑和土地購置的變電站貨幣補償的類型時需 要考慮到受影響的各方。對于兩兩比較判斷的社會標準矩陣的決心，這些條件進 行了審議。像AT和AH環(huán)保標準也影響了決策。較高的環(huán)境溫度導致從變壓器 和斷路器可以創(chuàng)建在周圍閃危害電弧。因此，該設備的必須有額外的絕緣保護， 這增加了成本。同樣，周圍大氣中的水分含量會影響設備的（斷路器，絕緣子等）。 有迅速腐蝕，由于高濕度和由于濕導電層在絕緣表面的形成;有電弧放電，最終 導致af

19、lashover。像風暴，洪水，干旱，龍卷風等自然災害也導致整個系統(tǒng)的失 敗。對于兩兩比較判斷的環(huán)境標準矩陣的決心，這些條件進行了審議。用于建立 網絡的傳輸費用可以通過減少傳輸線的長度被最小化。它可以通過定位變電站靠 近需求中心（人口密度高負荷中心）來實現。然而，為了最大限度地減少對健康 的危害，設施應遠離人口中心。同樣，技術和場地特征的兩兩比較判斷矩陣確定。3.1.3。PROMETHEE I，II 和 GAIA每個備用位置的狀態(tài)的評價相對于標準（表6）和標準（表8）的權重將在 PROMETHEE被使用。在這項研究中，7方案已經考慮。對于thefirst六個情況平 時，U形，V形，水平，線性，

20、和高斯偏好函數已經用于定性和定量的標準。對 于定量和定性評估，對PROMETHEE指南建議應用線性偏好函數和往常一樣或級 別偏好函數，分別為23,57。因此，對于最后一個方案中，線性和通常的偏愛功 能已，應用于定量和定性評估分別。無差異的閾值被選擇，以便對，而中，偏好 的閾值被選擇以每個標準的最高和最低的評價之間的差的5%的具有用于每個 標準的最高和最低的評價之間的差的60%。在高斯標準中，C閾值的值被選擇作 為每個標準33的最高和最低的評價之間的差的30%。評價矩陣和喜好的功能確 定后，替代的位置由多標準決策輔助軟件來評估和排名，視覺PROMETHEE58。 視覺PROMETHEE軟件的簡要

21、介紹與討論圖。五視覺PROMETHEE對于PROMETHEE和GAIA實施完整的軟件。在視覺PROMETHEE 決策問題是由一組動作定義（可能作出的決定或選擇，或項目來評價，例如MR, RI, SR，CS，DS），一套標準（屬性進行比較的操作，例如，LR，SP，EF，等）， 一個標準組（的，在分析例如SOF，TEF，ECF，ENF，SIC）的群集內共享相同的 輪廓顏色標準的子集。定性標準上的定性尺度（即，5點，7點，等等），而不是 用數字評估。定性尺度是由多個有序水平（從最差到最好）的定義。決策者的偏 好：在由最小定義/最大值（表示標準是否應該被最小化或最大化，例如LR和SP min和max分

22、別），重量（計算它多少是相對于其它重要標準例如25.20%和LR 和SP，分別），偏好函數（成對如何評價的差異被翻譯成度的偏好，例如平時， U形，V形，水平，線性，高斯）和閾值的8.80%（絕對閾值的每個條件，冷漠 閾值（Q），優(yōu)選的閾值（P）和高斯閾值（S）。統(tǒng)計數據部分顯示一些基本的 統(tǒng)計數據像最小值，最大值，平均值和標準偏差（例如：74.9, 93.5, 85.2和7.0， 分別為AT）。該PROMETHEE我部分排名是基于00band的計算？并允許操作之 間不可比性，當兩者0ban0?偏好流動給沖突的排名。該PROMETHEE II完整排 名是根據凈preferenceflow （O）

23、。該PROMETHEE表顯示OTH，O 2和0分數。該 行動是根據PROMETHEE II完整的名次排名。GAIA分析從開始決策問題與許多尺寸的標準數（13對這一問題）多維表示。PCA是用來 減少維數，同時盡量減少信息的丟失。從本次評測中獲得的正（OTH）和負（O）流（PROMETHEE I）和NetFlow的（O） 值（PROMETHEE II）呈現于表9. PROMETHEE II排名的基礎上，分析了該方案的 凈流動偏好表明，SR位置級別高于所有其他的替代品。表9和圖表明，SR的位 置是在給定條件下的特定應用的正確選擇。接下來的選擇是MR，最后的選擇是 CS此外，該決定的問題是可視化在GA

24、IA平面（圖7），其中的標準九維空間由主成 分分析裝置57投影在二維平面上。用于可視化的質量水平是88.9%，這意味著 很少信息迷路由投影。稱量的標準和PROMETHEE II的排名由決定軸表示。在該 平面中，替代通過由軸點和標準來表示。其結果是，替代得分高于一個特定標準 是由位于相應準則軸30,57的方向點表示。它的位置與它的評估上的一組以這樣 的方式，與類似的剖面行動將是相互接近的標準。標準矢量的長度是它能夠區(qū)分 不同的替代功率的度量。表達類似偏好的標準必須是彼此接近軸。另一方面，沖 突的標準必須被指向相反方向的23,57,58軸。圖。7表示的CC，FC和EC，LR和SP都彼此接近。同樣地

25、，TE和AH是彼此接 近。這意味著像SR位置表現出更高的SP和EC，并且降低AT，CC，FC和LR。而 MR表現出更低的TE和AH。因此，有可能找到相當是好的這些標準在同一時間 位置。同樣，RI做得好就NH，CC和FC但對于TE和AH和AT表現較差。圖。8顯示了 PROMETHEE分析與谷歌地圖的整合。每個替換可以關聯到地圖上 的一個地理位置。替代方案是由正方形表示。陽性流分中顯示綠色和負得分為紅 色。正方形的尺寸增加了與得分57,58的絕對值。所以，最好的排名的行為符合 大型綠色廣場（SR）和最壞的行動，大紅色的方塊（CS）。PROMETHEE I和II的排名被分配的標準和子標準的權重很大的

26、影響。這就是為什 么執(zhí)行該模型的敏感性分析。敏感性分析是特別有價值的，當決策者的腦海里沒 有預定的權重?？梢昉ROMETHEE軟件的一個特殊的特征，稱為行走重量，允許 修改的權重，并觀察所得的PROMETHEE II排名（圖9）的修飾。圖的上部條形 圖。圖9是表示thefive位置的替代品PROMETHEE II完整的排名和較低的柱狀圖 表示由決策者在模糊AHP部分提供了標準的權重。位于下條形圖后滑塊允許改 變的選擇的標準重量和看到的影響。圖。10示出的一些敏感性分析本研究的例 子。從圖。10，它可以很容易觀察到的SR仍然占主導地位的其他選擇。4.討論為了討論的優(yōu)點或所提出的方法比現有方法的優(yōu)勢，替代品的排名都執(zhí)行使用 FAHP method.Table10表示使用FAHP方法的備選地點的排名。的條件的權重，從 表8所收集并基于以下方程的每個其他位置的相對于標準（表