交通系统层次分析法实验报告及程序案例

重庆交通大学学生实验报告实验课程名称交通系统工程实验开课实验室交通运输工程实验教学中心学院交通运输年级2011级专业交通工程班级交规一班姓名张鑫学号631105120131开课时间2013至2014学年第二学期实验二实验名称层次分析法实验类型综合性实验实验时间2014.4.30实验地点基础实验楼北506实验目的：学习和掌握层次分析法的过程，并进行程序计算仪器、设备名称：编程软件、办公软件实验要求及注意事项：学习和掌握层次分析的全过程，并用软件进行编程，结果不统一，不得抄袭他人的成果。实验内容、操作步骤：实验内容为用层次分析法对给出的两个案例进行分析，选出优选方案，案例具体内容如下：案例一：某市市政部门管理人员对修建一项市政工程进行决策，

有两个解决方案，即建高速路或建地铁。需要考虑的主要准则有三个，即经济效益、社会效益和环境效益。通过深入思考，决策人员认为还必须考虑直接经济效益、间接经济效益、方便日常出行、方便假日出行、减少环境污染、改善城市面貌等因素（准则）。试用层次分析法（AHP）解决。以第三层要素（准则层）为依据，对第四层要素（方案层）建立判断矩阵如下表：直接经济效益C1D1D2建高速公路D113建地铁D21/31间接经济效益C2D1D2建高速公路D111/3建地铁D231方便日常出行C3D1D2建高速公路D111/5建地铁D251方便假日出行C4D1D2建高速公路D117建地铁D21/71减少环境污染C5D1D2建高速公路D111/7建地铁D271改善城市面貌C6D1D2建高速公路D111/3建地铁D231用matlab编程如下：a=[135;1/313;1/51/31];b1=[11/3;31];b2=[15;1/51];b3=[13;1/31];c1=[13;1/31];c2=[11/3;31];c3=[11/5;51];c4=[17;1/71];c5=[11/7;71];c6=[11/3;31];b=max(eig(a));d=[];fori=1:(length(a))c=prod(a(i,:))^(1/length(a));d(i)=c;endfori=1:length(a)e=d(i)/sum(d);w(i)=e;endCI=(b-length(a))/(length(a)-1);RI=[000.580.961.121.241.321.411.45];CR=CI/RI(length(a))B=[b1b2b3c1c2c3c4c5c6];d=[];ss=[];forj=1:9f=B(:,(1+(j-1)*length(b1):(j*length(b1))));fori=1:(length(f))c=prod(f(i,:))^(1/length(f));d(i)=c;endfork=1:length(f)e=d(k)/sum(d);s(k)=e;ends1=s';ss=[ss,s1];endt1=[];fori=1:length(w)t=w(i)*ss(:,i);t1=[t1,t];endt3=[];fori=1:6t2=ss(:,i+3)*t1(i);t3=[t3,t2];endfori=1:length(t3(:,1))zong(i)=sum(t3(i,:));endzong由于b1b2b3c1c2c3c4c5c6均是二维方阵，所以一致性检验均合格。案例二：一城市打算在河流上建设公路交通系统，提出了三个建设方案：桥梁F1；隧道F2；渡船F3。对方案的评价有11个指标，请用层次分析法对三个方案作评价。跨河公路交通系统（C跨河公路交通系统（C）对河流航运影响（A8）对环境景观影响（A9）居民的搬迁（A10）对河流生态影响（A7对河流航运影响（A8）对环境景观影响（A9）居民的搬迁（A10）对河流生态影响（A7）对河流水质影响（A6）可满足交通量（A5）安全性（A4）可靠性（A3）使用中的维护费（A2）方便性（A11）投资额（A1）准则层隧道（F2）渡船（F3）桥梁（隧道（F2）渡船（F3）桥梁（F1）对不同方案的描述：

桥梁F1：投资较大，维护费低；可靠性、安全性、方便性较好，对河流航运的影响小，对河流中的生态影响小；居民的搬迁较多。

隧道F2：投资大，维护费较低；可靠性、安全性、方便性好，对河流航运的无影响，对河流中的生态无影响；居民的搬迁多。

渡船F3：投资低，维护费高；可靠性、安全性、方便性差，对河流航运的影响大，对河流中的生态影响较大；居民的搬迁少。构建判断矩阵：以第一层要素（目标层）为依据，对第二层要素（准则层）建立判断矩阵：跨河公路交通系统CA1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11投资A1141/31/51/2132222使用维护费A21/411/21/21/4321455可靠性A332112433644安全性A452113353555可满足交通量A5241/21/3141/21632对河流水质的影响A611/31/41/31/4121/2221/2对河流生态的影响A71/31/21/31/52112131对河流航运的影响A81/211/31/5121/2141/41/2对环境景观的影响A91/21/41/61/51/61/211/411/32居民的搬迁A101/21/51/41/51/31/21/31/4311方便性A111/21/51/41/51/22121/211投资A1F1F2F3桥梁F1151/3隧道F21/511/7渡船F3371使用维护费A2F1F2F3桥梁F111/33隧道F2315渡船F31/31/51可靠性A3F1F2F3桥梁F111/33隧道F2315渡船F31/31/51安全性A4F1F2F3桥梁F111/33隧道F2315渡船F31/31/51实验结果分析（含数据、图表整理）：案例一的结果分析：第一层要素（目标层）对第二层要素（准则层）建立的判断的矩阵一致性CR=0.0332<0.1,所以一致性检验合格。总体优先级为D1：0.3288，D2：0.6