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重 慶 交 通 大 學(xué)學(xué) 生 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)課程名稱 交通系統(tǒng)工程實(shí)驗(yàn) 開課實(shí)驗(yàn)室 交通運(yùn)輸工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 學(xué) 院 交通運(yùn)輸 年級 2011級 專 業(yè) 交通工程 班 級 交規(guī)一班 姓 名 張鑫 學(xué) 號 631105120131 開課時(shí)間 2013 至 2014 學(xué)年第 二 學(xué)期 實(shí) 驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)名稱層次分析法實(shí)驗(yàn)類型綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間2014.4.30實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)樓北506實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)和掌握層次分析法的過程,并進(jìn)行程序計(jì)算儀器、設(shè)備名稱:編程軟件、辦公軟件實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng):學(xué)習(xí)和掌握層次分析的全過程,并用軟件進(jìn)行編程,結(jié)果不統(tǒng)一,不得抄襲他人的成果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、操作步驟:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為用層次分析法對給出的兩個(gè)案例進(jìn)行分析,選出優(yōu)選方案,案例具體內(nèi)容如下:案例一:某市市政部門管理人員對修建一項(xiàng)市政工程進(jìn)行決策,有兩個(gè)解決方案,即建高速路或建地鐵。需要考慮的主要準(zhǔn)則有三個(gè),即經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。通過深入思考,決策人員認(rèn)為還必須考慮直接經(jīng)濟(jì)效益、間接經(jīng)濟(jì)效益、方便日常出行、方便假日出行、減少環(huán)境污染、改善城市面貌等因素(準(zhǔn)則)。試用層次分析法(AHP)解決。合理建設(shè)市政工程,綜合效益最高(A)經(jīng)濟(jì)效益(B1)社會效益(B2)環(huán)境效益(B3)直接經(jīng)濟(jì)效益(C1)間接經(jīng)濟(jì)效益(C2)方便日常出行(C3)方便假日出行(C4)減少環(huán)境污染(C5)改善城市面貌(C6)建高速公路(D1)建地鐵(D2)目標(biāo)層準(zhǔn)則層準(zhǔn)則層方案層實(shí)驗(yàn)流程圖:分析層次結(jié)構(gòu)模型確定評判基準(zhǔn)確定總體優(yōu)先級建立判斷矩陣計(jì)算各要素的優(yōu)先級對系統(tǒng)進(jìn)行分析、評價(jià)和排序判斷標(biāo)度: 重要性標(biāo)度含義1表示兩個(gè)元素相比,具有同等重要性3表示兩個(gè)元素相比,要素si比sj稍微重要5表示兩個(gè)元素相比,要素si比sj較強(qiáng)重要7表示兩個(gè)元素相比,要素si比sj強(qiáng)烈重要9表示兩個(gè)元素相比,要素si比sj絕對重要2、4、6、8在上述標(biāo)準(zhǔn)之間取折衷值倒數(shù)若元素I與元素J的重要性之比為aij,則元素J與元素I的重要性之比為aji=1/aij構(gòu)建判斷矩陣:以第一層要素(目標(biāo)層)為依據(jù),對第二層要素(準(zhǔn)則層)建立判斷矩陣如下表:綜合效益AB1B2B3經(jīng)濟(jì)效益B11 3 5 社會效益B2 1/31 3 環(huán)境效益B3 1/5 1/31 以第二層要素(準(zhǔn)則層)為依據(jù),對第三層要素(準(zhǔn)則層)建立判斷矩陣如下表:經(jīng)濟(jì)效益B1C1C2直接經(jīng)濟(jì)效益C11 1/3間接經(jīng)濟(jì)效益C23 1 社會效益B2C3C4方便日常出行C31 5 方便假日出行C4 1/51 環(huán)境效益B3C5C6減少環(huán)境污染C51 3 改善城市面貌C6 1/31 以第三層要素(準(zhǔn)則層)為依據(jù),對第四層要素(方案層)建立判斷矩陣如下表:直接經(jīng)濟(jì)效益C1D1D2建高速公路D11 3 建地鐵D2 1/31 間接經(jīng)濟(jì)效益C2D1D2建高速公路D11 1/3建地鐵D23 1 方便日常出行C3D1D2建高速公路D11 1/5建地鐵D25 1 方便假日出行C4D1D2建高速公路D11 7 建地鐵D2 1/71 減少環(huán)境污染C5D1D2建高速公路D11 1/7建地鐵D27 1 改善城市面貌C6D1D2建高速公路D11 1/3建地鐵D23 1 用matlab編程如下:a=1 3 5; 1/3 1 3;1/5 1/3 1;b1=1 1/3;3 1;b2=1 5;1/5 1;b3=1 3;1/3 1;c1=1 3;1/3 1;c2=1 1/3;3 1;c3=1 1/5;5 1;c4=1 7;1/7 1;c5=1 1/7;7 1;c6=1 1/3;3 1;b=max(eig(a);d=;for i=1:(length(a) c=prod(a(i,:)(1/length(a); d(i)=c;endfor i=1:length(a) e=d(i)/sum(d); w(i)=e;endCI=(b-length(a)/(length(a)-1);RI=0 0 0.58 0.96 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45;CR=CI/RI(length(a)B=b1 b2 b3 c1 c2 c3 c4 c5 c6;d=;ss=;for j=1:9 f=B(:,(1+(j-1)*length(b1):(j*length(b1); for i=1:(length(f) c=prod(f(i,:)(1/length(f); d(i)=c;endfor k=1:length(f) e=d(k)/sum(d); s(k)=e;ends1=s;ss=ss,s1;endt1=;for i=1:length(w) t=w(i)*ss(:,i); t1=t1,t;endt3=;for i=1:6 t2=ss(:,i+3)*t1(i); t3=t3,t2;endfor i=1:length(t3(:,1) zong(i)=sum(t3(i,:);endzong由于b1 b2 b3 c1 c2 c3 c4 c5 c6均是二維方陣,所以一致性檢驗(yàn)均合格。案例二:一城市打算在河流上建設(shè)公路交通系統(tǒng),提出了三個(gè)建設(shè)方案:橋梁F1;隧道F2;渡船F(xiàn)3。對方案的評價(jià)有11個(gè)指標(biāo),請用層次分析法對三個(gè)方案作評價(jià)??绾庸方煌ㄏ到y(tǒng)(C)目標(biāo)層對河流航運(yùn)影響(A8)對環(huán)境景觀影響(A9)居民的搬遷(A10)對河流生態(tài)影響(A7)對河流水質(zhì)影響(A6)可滿足交通量(A5)安全性(A4)可靠性(A3)使用中的維護(hù)費(fèi)(A2)方便性(A11)投資額(A1)準(zhǔn)則層隧道(F2)渡船(F3)橋梁(F1)方案層對不同方案的描述:橋梁F1:投資較大,維護(hù)費(fèi)低;可靠性、安全性、方便性較好,對河流航運(yùn)的影響小,對河流中的生態(tài)影響小;居民的搬遷較多。隧道F2:投資大,維護(hù)費(fèi)較低;可靠性、安全性、方便性好,對河流航運(yùn)的無影響,對河流中的生態(tài)無影響;居民的搬遷多。渡船F(xiàn)3:投資低,維護(hù)費(fèi)高;可靠性、安全性、方便性差,對河流航運(yùn)的影響大,對河流中的生態(tài)影響較大;居民的搬遷少。構(gòu)建判斷矩陣:以第一層要素(目標(biāo)層)為依據(jù),對第二層要素(準(zhǔn)則層)建立判斷矩陣:跨河公路交通系統(tǒng)CA1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11投資A11 4 1/3 1/5 1/21 3 2 2 2 2 使用維護(hù)費(fèi)A2 1/41 1/2 1/2 1/43 2 1 4 5 5 可靠性A33 2 1 1 2 4 3 3 6 4 4 安全性A45 2 1 1 3 3 5 3 5 5 5 可滿足交通量A52 4 1/2 1/31 4 1/21 6 3 2 對河流水質(zhì)的影響A61 1/3 1/4 1/3 1/41 2 1/22 2 1/2對河流生態(tài)的影響A7 1/3 1/2 1/3 1/52 1 1 2 1 3 1 對河流航運(yùn)的影響A8 1/21 1/3 1/51 2 1/21 4 1/4 1/2對環(huán)境景觀的影響A9 1/2 1/4 1/6 1/5 1/6 1/21 1/41 1/32 居民的搬遷A10 1/2 1/5 1/4 1/5 1/3 1/2 1/3 1/43 1 1 方便性A11 1/2 1/5 1/4 1/5 1/22 1 2 1/21 1 投資A1F1F2F3橋梁F11 5 1/3隧道F2 1/51 1/7渡船F(xiàn)33 7 1 使用維護(hù)費(fèi)A2F1F2F3橋梁F11 1/33 隧道F23 1 5 渡船F(xiàn)3 1/3 1/51 可靠性A3F1F2F3橋梁F11 1/33 隧道F23 1 5 渡船F(xiàn)3 1/3 1/51 安全性A4F1F2F3橋梁F11 1/33 隧道F23 1 5 渡船F(xiàn)3 1/3 1/51 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(含數(shù)據(jù)、圖表整理): 案例一的結(jié)果分析:第一層要素(目標(biāo)層)對第二層要素(準(zhǔn)則層)建立的判斷的矩陣一致性CR=0.03320.1,所以一致性檢驗(yàn)合格??傮w優(yōu)先級為D1:0.3288,D2:0.6
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