基于不确定性AHP和群决策理论的港口岸线等级评价模型

1、基于不确定性AHP和群决策理论的港口岸线等级评价模型 第 卷第 期 重庆交通大学学报 自然科 学版 . . 年 月 .基于不确定性和群决策理论的港口岸线等级评价模型蒋 军重庆交通大学交通运输学院,重庆摘要:从政策法规、自然条件、经济、交通区位、配套效劳等方面选取了影响港口岸线等级优劣的指标,引入了不确定性和群决策理论来确定评价指标权重。使评价结果更具科学性和可信性。通过实证分析,将港口岸线分为个等级,并提出了不同等级的开发使用意见,具有一定的推广和应用价值。关 键 词:不确定性;群决策;港口岸线;等级评价中图分类号: . 文献标志码: 文章编号: ? ? , , : , , ?, , ?, .

2、 ?, ,.: ; ;近年来,随着我国国民经济和对外贸易的高速 表性、可行性等原那么,笔者从政策法规、自然条件、经开展,港口岸线的区位优势得到了更加明显的表达。 济、交通区位、配套效劳等方面选取了影响港口岸线等级优劣的评价指标 ,详见表 。为适应这一趋势,我国许多港口城市不断新建或改表 港口岸线等级评价指标体系扩建码头泊位,取得了骄人的业绩。但也暴露出了 .工程建设时缺乏对岸线利用的合理规划,出现了深水岸线浅用、港口建成后“晒太阳或维护费用太高等诸多问题。因此,在港口工程建设前,对港口岸线等级进行综合评价,并提出不同等级岸线的建设使用意见就显得尤为重要。然而,传统的评价方法大多存在评价指标不够

3、全面,评判过程过于主观化等弊端。因此,笔者在全面分析影响港口岸线等级优劣因素的根底上,拟定出全面且有代表性的指标。在确定评价指标权重时引入不确定性层次分析法和群决策理论,以期使评价结果更具科学性和可信性。评价指标的选取港口岸线等级评价是一个多因素的系统评价问题,其涉及的评价指标和因素很多,本着全面性、代收稿日期: ? ? :修改期:一 ? 作者简介:蒋 军一 ,男,湖北石首人,硕士,主要从事港: 、航运与综合物流等方面研究。 ? :. .。第 期 蒋 军:基于不确定性和群决策理论的港口岸线等级评价模型续表【 】. . 误差传递理论在权重计算中的应用将区间数判断矩阵? , 口 ,进行一致性逼近得

4、判断矩阵 ,其权重向量为:, ,?, 。记 一口 , ? , 。和 称为 与 的极差矩阵。考虑随机误差的传递计算,设函数. ,?, , , ,?, 的随机误差记为 ,:,? , ,相应的均方差为 ,?, ,那么函数 的随机误差均方差的计算公式为:薹 ,基于不确定性和群决策理论其中: 为相关系数。假设 的随机误差相互独立,的评价指标权重确实定那么上面的公式可以简化为:因为人们对事物认识的多样性以及评判过程中存在的不确定性和模糊性,所以,不确定性法 ;。改变了传统法中评估专家在构造判断矩阵时,由于在大多数实际问题中,采用极差进行误差比拟的结果只能是介于/ 与 之间的 个确定数评定比拟容易,因此函数

5、 的随机误差传递公式可字的模式,而改由采用 个区间数来加以量化,这样改写为:就较好地解决了数值描述与实际状态不相符的问煮题。不确定性法是对传统法的改良,两应用误差传递公式可进行区间数判断矩阵的权者具有相同的应用步骤。不确定性法评估指重向量分析计算。可得:标权重的计算要分 步 :利用判断矩阵的一致性逼近与误差理论计算区间权重;根据专家的 。 ? : ,打分结果,计算出各专家的相对可信度;将各专家 可信度和对指标的评判值加权汇总,得出最后各指由极差矩阵定义知:标的权重。 口 ?, ? . 区间权重计算 卜由此可得区间数判断矩阵 的权重为:. . 区间数判断矩阵一致性逼近的计算, , , 定理 :设

6、某一区间判断矩阵, ,其中: : 一 , /,取. 专家可信度的计算 由于不同专家的知识背景不同,个人偏好不同, , ,?,/所以各专家评判值肯定有差异。为准确反响各个专那么称互反性的一致性数字矩家的评判水平,应求得各专家判断矩阵的可信度,并阵。据此作为各专家的可信度。专家可信度由专家评判定理 :设 为一致性数字判断矩值的相似度和差异度来组合度量。阵,那么 的权重向量为 , :,?, ,其中: . . 群判断中相似度的计算利用向量间的空间位置关系来反映专家评判的 : , ,?, 相似性,即利用两向量夹角余弦的大小来反映。设有两个 维列向量 和/ ,其中 ,口:,?,由定理 可知,令 的权重向量

7、为, , : , :,?, ,两向量问的夹角为 ,那么山 ,?, ,其中:由两向量的夹角的余弦定义可知:重庆交通 大学学报 自然科 学版 第 卷评判因素所作的评判值 即判断矩阵的特征向量 ,甜 , ,?, ,?, ,表示 个专家的可信度矩阵。那么第 个判断因素的相对权重为:一 评价指标定量化港口岸线等级评价指标定量化是件很复杂的事情,局部指标可以直接定量化,如气候条件中年雾日或其他恶劣天气导致码头不能作业的天数、改造水陆域条件所需投资额、使用岸线的直接收益等,只需叼 叼 一要按水工工程设计技术标准或按常理确定一个满意值 上限 和不满意值 下限 ,根据实际值按上限 和下限插值即可。具体插值方法为

8、:.,一 一: , , 上 一 下式中: 为第 段港口岸线第 个评价指标的定量化评分 ; 嘲为第 段港口岸线第 个:叩/叩 , ,?,评价指标的直接定量化值; 为港口岸线第 个评价指标的满意值上限; 下为港口岸线第个评价指标的满意值下限。其余大局部指标属定性指标,不能直接定量描述,可采用专家打分法来使其定量化,即设定满意值 上限 为 ,不满意值 下限 为 。另外,定性指标除很满意 上限 为 ,不满意 下限。, ,?,凡为 外,还约定中间取值的参考标准:满意为 . ,比拟满意为 . ,一般为 . ,较不满意为 . 。评价结果的计算与归类港口岸线等级评价模型的计算公式为:再令 尼 , ,?, 式中

9、: 为第 段港口岸线的综合得分值, ; 为港口岸线第 个评价指标的总权重,令 : ; 为第 段港口岸线第 个评价指标的定量化得分, 。结合以往研究成果和相关专家的意见,最终评价结果可以归类为 个不同的等级。即:一类港口岸线 . ;二类港口岸线 .;三类港口岸线 . .。此外,假设 . ,那么说明该岸线有明显的先天缺乏,要建设令 为第 个专家的可信度,当/ ,成为港口岸线,需要经过很复杂很困难的工程整治,技术上和经济上都很不合理,因此不适合作为港口, 一/ 一 岸线,可在经过有关主管部门的批准后调剂到相关行业开发利用或直接留作自然岸线保存。算例分析现有 位权威专家进行评判打分,以第 级指标为例,

10、 位专家的评判数据为:第 期 蒋 军:基于不确定性和群决策理论的港口岸线等级评价模型, 儿 . , . 儿 . , . 儿 , . 儿 . ,. , ,号 , ,%,.,. ,.,了 儿,丁, , 专.,.,儿 儿了, , ,手,.辛去, .,.,.儿 了 儿 了 儿了, , , , , ,去 , , , ?, 儿 . , . 儿 . , . 儿 . , 儿 . , . , . ., . , . , ,. ,. ,. ,.,%,.,.,.,了 . . ., ,了 :, , . ,. . ,% , ,.,% ,去, ,.了, 专 .。 , , .,. ,.,. ,.。 . 计算区间权重根据区间权

11、重计算公式,可得表 所示的各专,%,.,.,.,.家对 级评判指标的评判值区间。, 。, .,.,.,. 计算专家可信度将表 中各专家对 级指标的评判值区间取中, ,%: , ,.值,作为各专家对 级指标的评判值,并组成 个行向量,即:,% , 川.,表 各专家对 级评判指标的评判值区间汇总 .度为: .; : .; : . ;.: . ,. , . , . ,.: . ,. , . , . , .: .;. 将专家可信度与专家对/. , . , . , . , .各指标的评判值加权汇总得 级指标的相对权重, . , . , . , . , .汇总如表 。. , . ,. , . , .表 级

12、指标最终评判结果 . 那么有:各专家与其他专家评判相似度为: . ;。 ; 。; :. ;. 同理,各 级指标权重的评判结果也可依此算那么有:各专家的评判差异度为: . ; . ; . ; . ; 出。. . 计算各评价指标的总权重将指标层中每个指标的相对权重乘以与之对应由于. ,所以各专家可信的某类因素的权重,计算结果见表 。 重庆 交通大学学报 自然科 学版 第 卷 圆啪 表 各指标总权重汇总 根据以上计算结果,可以将 个评价港区单元 .划分为 类。即:一类港口岸线 . :白浒山港区岸线: . 、阳逻港区岸线 . 、武石化港区岸线: . 、武钢工业港港区岸线 . 。一类港口岸线是建设港口码

13、头,特别是公用码头的优良岸线,没有自然岸线资源方面的明显缺陷,具有强烈的排他性。应确保用于港口建设,并在码头建设集约化和运营高效率的原那么下合理使用、持续开发。二类港口岸线 . . :杨泗港区岸线: . 、沌口港区岸线: . 、汉口客运港区岸线: . 、金口港区岸线. 、红钢城港区岸线 . 、涂家巷港区岸线 .、余家头港区岸线. 。二类港口岸线,是建设港口比拟优良的岸线,有一定的自然条件方面的缺乏,但也具有较强的排他性。应优先用于港口建设,遵循深水深用、浅水浅用、远近结合、各得其所的原那么加以开发利用。三类港口岸线 . .:纱帽港区岸线 . 、谌家矶港区岸线.。三类港口岸线,是经过一定的工程措施整治后可以建设港口的岸线,虽有明显的先天缺乏,但也