基于決策分析的智能評價方法

1、第6章 基于決策分析的智能評價方法6.1 引 言 決策分析是以可行方案為評價對象的一類特殊系統(tǒng)評價問題，它不僅與評價對象的各種客觀不確定性信息有關(guān)，而且明顯與歷史經(jīng)驗、心理素質(zhì)、社會公平等多種主觀不確定性信息密切相關(guān)，其組成因素繁多、關(guān)系復(fù)雜，往往很難用經(jīng)典數(shù)學(xué)方法來處理（朱劍英，2001），目前主要應(yīng)用系統(tǒng)工程中的決策分析理論來分析、處理。決策就是人們在未來各項工作、學(xué)習和生活實踐活動中從可供選擇的多個可行方案中確定最佳或滿意方案、并付諸實施的過程它關(guān)系到人類活動的各個方面、特別是在復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、組織建立和運行管理等方面具有重要意義（金菊良，丁晶，2002）。決策正確與否往往關(guān)系到事業(yè)的

2、成敗和利益的重大得失，因此決策被認為是管理工作的核心和系統(tǒng)工程工作過程中最重要的一步（汪應(yīng)洛2001；金菊良，王文圣，洪天求等，2006;衛(wèi)民堂，王宏毅，梁磊，2000)。決策分析(decision analysis)就是在一定信息和經(jīng)驗的主客觀基礎(chǔ)上，在給定各種可行方案處于各種自然狀態(tài)下的益損值、可行方案的各種評價指標值和選擇最佳可行方案的決策準則（它一般是定量描述各可行方案實現(xiàn)決策目標程度的評價函數(shù)）條件下，從若干可行方案中選擇最佳可行方案的過程（金菊良，丁晶，2002）。作為一類廣義決策，決策分析就是解決決策問題的一般步驟（方法論）。從集合論這一現(xiàn)代數(shù)學(xué)觀點看，決策分析就是建立從可行方案

3、集、自然狀態(tài)集、益損值集、評價指標集的笛卡爾集到?jīng)Q策準則的一維實數(shù)集的映射過程。其中，可行方案、自然狀態(tài)、益損值、評價指標值和決策準則是構(gòu)成決策分析問題的5個要素。決策分析是系統(tǒng)工程的核心和系統(tǒng)工程中最重要的一類方法，它涉及自然變化、社會發(fā)展等客觀因素和決策者經(jīng)驗積累、心理素質(zhì)等主觀因素，具有高度的復(fù)雜性和不確定性，屬于自然科學(xué)與襯：會科學(xué)相交叉的一門仍在迅速發(fā)展中的綜合性工程技術(shù)分支學(xué)科(金菊良，王文圣，洪天求等，2006) 。實際的決策分析是認識自然、利用自然、適應(yīng)自然和改造自然的過程，其中涉及自然變化、社會發(fā)展等客觀因素和決策者經(jīng)驗積累、心理素質(zhì)等主觀因素，具有高度的復(fù)雜性和不確定性，這

4、些特性在不確定型決策問題中反映最為明顯。決策分析問題的分類可隨觀察和分析問題的角度不同而不同，內(nèi)容十分豐富。從自然狀態(tài)角度看，可把目前研究的決策分析問題分為4類：只存在一個確定的自然狀態(tài)的決策分析問題，稱為確定型決策分析問題；存在兩個或兩個以上不受決策 者主觀意志影響的自然狀態(tài)、且這些自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率可以估計的決策分析問 題，稱為風險型決策分析問題；存在兩個或兩個以上不受決策者的主觀意志影響的 自然狀態(tài)、且這些自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率不可預(yù)知的決策分析問題，稱為不確定型決 策分析問題；自然狀態(tài)之一是決策者不能控制的競爭對手的決策分析問題，稱為競爭型 決策（又稱博弈論）（郭立夫，李北偉，2006）。

5、這種分類已被目前的系統(tǒng)工程界 廣泛接受(汪應(yīng)洛，2001；譚躍進，陳英武，易進先，1999;衛(wèi)民堂，土宏毅粱磊， 2000)。從決策目標角度（優(yōu)選可行方案）看，任何復(fù)雜系統(tǒng)決策問題，都是以可行 方案為評價對象、對其進行分類排序的一類特殊的系統(tǒng)評價問題(金菊良，魏一鳴，丁晶等，2004a)。從系統(tǒng)優(yōu)化角度看，任何復(fù)雜系統(tǒng)決策問題，均可等價于以益損 值為目標函數(shù)、可行方案為優(yōu)化變量、自然狀態(tài)為約束條件的復(fù)雜優(yōu)化問題。此 外，還有包括多目標決策（決策變量為連續(xù)、可行方案為無限）和多屬性決策（決策 變量為離散、可行方案為有限）的多準則決策（益損值分別屬于不同的目標值，一般 用指標體系反映層次結(jié)構(gòu)的目標

6、系統(tǒng)，不同的指標反映不同的決策準則，然后用系 統(tǒng)綜合方法轉(zhuǎn)化為單目標決策）、群體決策（有多個決策者）和動態(tài)決策等決策問題。 決策分析的一般步驟可歸納為如下7個步驟（汪應(yīng)洛，2001；譚躍進，陳英武，易進先，1999；金菊良，丁晶，2002）：1）提出決策問題，確定決策目標和決策準則?？茖W(xué)的決策問題來源于對不斷演化的實踐、信息和環(huán)境與人們不斷變化的要求之間的差異性的深入細致的調(diào)查研究和認識判斷。根據(jù)所面臨的問題，盡可能用可度量的指標集，如效益、損失等，來描述決策目標。決策準則要考慮整體效益與局部效益相結(jié)合、長遠效益與近期效益相結(jié)合、潛在效益與實際效益想結(jié)合、內(nèi)部條件與外部條件相結(jié)合、定量目標與定

7、性目標相結(jié)合。 2)構(gòu)造多個具有可行性和替代性的可行方案。要利用定性、定量、定時、定位和定人的分析方法，對各方案進行評價。這包括：所收集資料和信息是否正確和完善，在設(shè)計中使用的方法是否科學(xué)，方案的經(jīng)濟、技術(shù)等方面是否可行、是否合理等。 3)研究和預(yù)測未來可能遇到的。對實施可行方案有影響而決策者又無法控制和改變的自然狀態(tài)。 4)采用歷史統(tǒng)計資料或主觀概率等方法，盡可能對這些自然狀態(tài)的概率進行估計。 5)分析、估算和預(yù)測各可行方案在不同自然狀態(tài)下的益損值。 6)根據(jù)決策準則，運用相應(yīng)的決策分析方法，綜合評價各種方案，為決策者選擇出最滿意的可行方案作為決策方案。7)決策方案的事前評價、執(zhí)行評價、事后

8、評價，以及反饋、調(diào)整與控制。準確而迅速地把決策方案實施過程中出現(xiàn)的問題和信息反饋給決策者或決策機構(gòu)，使決策者或決策機構(gòu)能及時根據(jù)實際情況的變化，對方案進行相應(yīng)的調(diào)整與修正，以提高決策的科學(xué)性。 由于決策分析問題的求解結(jié)果往往與信息條件、決策者的經(jīng)驗、態(tài)度和判斷有很大關(guān)系，具有隨機、模糊、未確知等不確定性，決策準則之間往往具有不可公度性（沒有統(tǒng)一的量綱）和矛盾性（可行方案提高了這個目標值，可能損害了另外的目標值），目前所采取的定性決策分析方法、定量決策分析方法，以及定性方法與定量方法相結(jié)合的綜合決策分析方法如模糊決策、層次分析法等，一般都是先從自然狀態(tài)中選優(yōu)，再從可行方案中選優(yōu)，所得結(jié)果較為粗糙

9、(汪應(yīng)洛，2001；譚躍進，陳英武，易進先，1999；衛(wèi)民堂，王宏毅，梁磊，2000)。為此，本章探討用模擬智能方法處理復(fù)雜系統(tǒng)決策分析問題的幾種評價方法，包括基于客觀賦權(quán)法的工程方案綜合評價方法、基于投影尋蹤的不確定型決策分析方法、基于遺傳算法的城市防洪規(guī)劃方案綜合評價方法、基于遺傳算法的動態(tài)多指標決策分析方法、基于蒙特卡羅法的城市防洪工程經(jīng)濟風險評價方法、基于遺傳算法的內(nèi)部收益率經(jīng)濟評價方法和基于單親遺傳算法的水資源最優(yōu)分配方法等智能評價方法。6.2 基于客觀賦權(quán)法的工程方案綜合評價方法6.2.1 方法原理(金菊良，張禮兵，魏一嗚，2004a；金菊良，劉永芳，丁晶等，2004)工程方案綜合

10、評價，就是根據(jù)所建立的方案評價指標體系和方案的社會效益、經(jīng)濟效益與環(huán)境效益綜合最優(yōu)原則，對各工程方案集進行相對優(yōu)劣的分類排序過程，例女口城市防洪標準方案優(yōu)選、灌區(qū)改造工程方案評價、水稻節(jié)水栽培方案評價、節(jié)水灌溉方案評價等，在系統(tǒng)工程理論與實踐中都具有重要意義。 工程方案綜合評價的關(guān)鍵，就是如何合理地將多個評價指標轉(zhuǎn)換成單個綜合評價指標的形式，以便在一維實數(shù)空間中使方案綜合評價成為可能。這種轉(zhuǎn)換具體反映在如何合理地確定這些評價指標的權(quán)重上，以充分反映工程社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的綜合平衡過程(翟立林，張慶洪，1994；殷峻暹，陳守煜，梁國華，2001)。在近年來提出的確定權(quán)重的主要方法中：統(tǒng)

11、計試驗法、專家評分法和集值統(tǒng)計迭代法在評價指標較多時實現(xiàn)起來較為困難（李洪興，汪培莊，1994）；投影尋蹤（PP）方法直接根據(jù)評價指標樣本集的散布特征，可確定方案之間各評價指標值變化信息所反映的各評價指標的權(quán)重（稱之為指標整體差異權(quán)重）；信息熵權(quán)法直接利用評價指標樣本集的分布特征確定權(quán)重（宋保維，潘光，胡欲立等，2001；孫才志，王敬東，潘俊，2001）；層次分析法(AHP)是目前一種被廣泛應(yīng)用的確定權(quán)重的方法，AHP在實用中存在的主要問題是如何構(gòu)造、檢驗和修正判斷矩陣的一致性問題和計算判斷矩陣各要素的權(quán)重，目前已提出的處理方法的主要問題是主觀性強、修正標準對原判斷矩陣而言不能保證是最優(yōu)的、或

12、只對判斷矩陣的個別元素進行修正，因此至今尚無統(tǒng)一的修正模式，實際應(yīng)用AHP時多數(shù)是憑經(jīng)驗和技巧進行修正，缺乏相應(yīng)科學(xué)的理論和方法（劉萬里，雷治軍，1997）?？梢娺@些方法存在一定的局限性，沒有充分利用工程方案評價指標樣本之間的變化信息。為此，這里給出用基于加速遺傳算法的投影尋蹤方法(PP)提取方案評價指標樣本數(shù)據(jù)集中整體差異信息，確定整體差異權(quán)重，用基于加速遺傳算法的層次分析法( AGA-CAHP)（金菊良，魏一嗚，潘金鋒，2004）提取樣本數(shù)據(jù)集中局部差異信息，確定局部差異權(quán)重，對各評價指標的整體差異權(quán)重和局部差異權(quán)重進行綜合得到客觀組合權(quán)重，然后以這些組合權(quán)重與各評價對象相應(yīng)評價指標的一致

13、無量綱化值進行加權(quán)平均，得到方案評價(schemes evaluation, SE)的綜合指標值，據(jù)此可對各評價對象進行分類排序。我們稱這種評價模型為基于投影尋蹤與遺傳層次分析法的客觀組合賦權(quán)（combined weights）法，簡稱PPAGACAHP-SE（金菊良，吳永林，汪明武，2004），并進行了實例分析。不失一般性，設(shè)工程方案集為。其中為第i個方案第j個評價指標值，m、n分別為方案的數(shù)目和評價指標的數(shù)目。PPAGACAHP-SE的評價過程包括如下5個步驟：步驟l：評價指標值的標準化處理。為消除各評價指標的量綱和統(tǒng)一各評價指標的變化范圍，對越大越優(yōu)型評價指標可采用式(6.1)進行極值標

14、準化處理： 對越小越優(yōu)型評價指標可采用式（6.2）進行極值標準化處理：式中，分別為方案集中第j個評價指標的最小值和最大值。通過式(6.1)和式(6.2)得到的x(i,j)統(tǒng)一為0,1區(qū)間上的越大越優(yōu)型評價指標。 步驟2：用基于加速遺傳算法的投影尋蹤方法(PP)計算指標整體差異權(quán)重（記為w(j,1)，j=1n)。 PP就是把n維數(shù)據(jù)x（I,j）|j=1n）綜合成一維投影值z(i)：式中，投影方向a=(a(1)，a(2)，a(n)）為單位長度向量。為便于方案優(yōu)選，投影時要求投影值盡可能分散，為此在綜合投影值時，要求投影值z(i)的散布特征應(yīng)為：局部投影點盡可能密集，最好凝聚成若干個點團；而在整體上

15、投影點團之間盡可能散開?；诖耍队爸笜撕瘮?shù)可構(gòu)造為(Friedman, Turkey, 1974)。 式中，Sz為投影值z(i)的標準差，DZ為投影值z(i)的局部密度，既式中，；R為求局部密度的窗口半徑，它的選取既要使包含在窗口內(nèi)的投影點的平均個數(shù)不太少，避免滑動平均偏差太大，又不能使它隨著m的增大而增加太高，根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(Friedman, Turkey, 1974)R一般可取為0.1SZ,距離；u(t)為單位階躍函數(shù)，當t0時期函數(shù)值為1，當t<0時其函數(shù)值為0.當方案集給定時，投影指標函數(shù)Q(a)只隨投影方向a變化而變化。不同的投影方向反映不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征，最佳投影方向就是最

16、大可能暴露高維評價指標數(shù)據(jù)某類特征結(jié)構(gòu)的投影方向。通過求解投影指標函數(shù)最大化問題可估計最佳投影方向，即這是一個以為優(yōu)化變量的非線性優(yōu)化問題，用常規(guī)優(yōu)化方法處理較困難（Friedman Turkey,1974；李祚泳，1997b)。模擬生物優(yōu)勝劣汰規(guī)則與群體內(nèi)部染色體信息交換機制的加速遺傳算法，是一種通用的全局優(yōu)化方法，用它來求解上述問題較為簡便和有效（金菊良，丁晶，2002）。對最佳投影方向進行歸一化，既得方案變化權(quán)重：步驟3：用基于加速遺傳算法的層次分析法( AGA-CAHP)（金菊良，魏一鳴，潘金鋒，2004）計算指標局部差異權(quán)重根據(jù)方案集一致無量綱化評價指標樣本值數(shù)據(jù)可構(gòu)造用于確定指標局

17、部差異權(quán)重的判斷矩陣。從方案優(yōu)選的角度看，若評價指標ji的樣本系列的變化程度比評價指標j2的樣本系列變化程度大，則評價指標ji傳遞的方案優(yōu)選信息比評價指標歹2傳遞的方案優(yōu)選信息多(翟立林，張慶洪，1994)?；诖?，可用各評價指標下樣本系列值的標準差反映評價指標對方案優(yōu)選的作用，并用于構(gòu)造判斷矩陣B，其中為各評價指標下樣本系列的均值， 于是按照式(6.10)可得到19級判斷尺度的判斷矩陣(汪應(yīng)洛，2001)：中：稱性質(zhì)為判斷矩陣的單位性；稱性質(zhì)為判斷矩陣的倒數(shù)性（互反性）；稱性質(zhì)為判斷矩陣的一致性條件，它表示相互關(guān)系可以定量傳遞。顯然，性質(zhì)也是性質(zhì)和性質(zhì)的充分條件?，F(xiàn)根據(jù)矩陣B來推求各指標的局

18、部差異權(quán)重w（I,2）|i=ln。若矩陣B滿足式(6.1 1)，決策者能精確度量矩陣B具有完全的一致性，則有式中，| |為取絕對值。在實際應(yīng)用中決策者很難精確度量，只能對它們進行估計判斷，因此，判斷矩陣B的一致性條件不完全滿足在實際應(yīng)用中常常是客觀存在、無法完全消除的，AHP只要求判斷矩陣B具有滿意的一致性，以適應(yīng)各神復(fù)雜的實際評價系統(tǒng)。若判斷矩陣B不具有滿意的一致性，則需要修正。設(shè)B的修正判斷矩陣為Y要素的權(quán)重值仍記為w（i,2）|i=ln，則稱使式(6.13)最小的Y矩陣為B的最優(yōu)一致性判斷矩陣：式中，目標函數(shù)CIC（n）為一致性指標系數(shù)(consistency index coeffic

19、ient)；d為非負參數(shù)，根據(jù)我們的經(jīng)驗可從0，0.5內(nèi)選??；其余符號同前。式(6.13)是一復(fù)雜的非線性優(yōu)化問題，其中權(quán)重值叫w（i,2）|i=ln和修正判斷矩陣的上三角矩陣元素為優(yōu)化變量，對n階判斷矩陣B共有個獨立的優(yōu)化變量。顯然用加速遺傳算法解式(6.13)較為簡便和有效。當判斷矩陣B的CIC(n)小于某個值時，可認為B具有滿意的一致性，據(jù)此計算的各指標變化權(quán)重值w（i,2）是可以接受的；否則就需要提高參數(shù)d，直到具有滿意的一致性為止。經(jīng)大量的數(shù)值計算，我們初步認為，當判斷矩陣的一致性指標系數(shù)時，可認為該判斷矩陣具有滿意的一致性。步驟4：確定各評價指標的組合權(quán)重。由上述得到的指標整體差異

20、權(quán)重和指標局部差異權(quán)重，可得組合權(quán)重為 式中，為指標整體差異權(quán)重的權(quán)系數(shù)。式(6.1 4)表明：組合權(quán)重綜合利用了方案之間各樣本系列的客觀變化信息，以及評價指標之間各樣本系列的變化信息，利用方案樣本集數(shù)據(jù)信息較為全面。我們曾用綜合評價指標值偏差最?。▽O才志，王敬東，潘俊，2001）來確定組合權(quán)重：由式(6. 15)確定的組合權(quán)重值w(j)有時出現(xiàn)與指標整體差異權(quán)重值叫w(j，1)和指標局部差異權(quán)重值w(j，2)的差別較大，不易物理解釋和決策者直觀把握。因此這里我們建議用式(6.14)經(jīng)驗地確定組合權(quán)重w(j)。步驟5：把各評價指標的組合權(quán)重與各方案一致無量綱化評價指標值相乘并累加，可得工程方案

21、優(yōu)選的綜合評價指標值：取對應(yīng)的第k個工程方案為所求的最優(yōu)方案。6.2.2在城市防洪標準方案優(yōu)選中的應(yīng)用（金菊良，吳永林，注明武，2004） 城市防洪標準(city flood control standard)就是指采用工程措施和非工程措施后城市要達到的防御洪水的標準，通常以某重現(xiàn)期的設(shè)計洪水為防洪標準（殷峻暹，陳守煜，梁國華，2001）o防洪標準越高，防御洪水的能力就越強，但投資就越大。城市防洪標準方案優(yōu)選，就是根據(jù)所建立的方案評價指標體系和方案的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益綜合最優(yōu)原則，從有限的城市防洪標準方案集中選出相對最優(yōu)方案的過程，它與城市的政治、社會、經(jīng)濟和環(huán)境等因素，以及城市歷史

22、洪水災(zāi)害的嚴重性及其影響等眾多因素有關(guān)，在城市可持續(xù)發(fā)展與規(guī)劃管理中具有重要意義（殷峻暹，陳守煜，梁國華，2001；施熙燦，徐霞，1995）。 例6.1 根據(jù)中國國家防洪標準GB50201 -94對于特別重要、非農(nóng)業(yè)人口不少于150萬人的城市，其防洪標準不少于200年一遇。中國南方某重要城市，其非農(nóng)業(yè)人口有368萬人，1915年曾發(fā)生過800年一遇的特大洪水，現(xiàn)需200、300、500和800年一遇4個城市防洪標準方案(分別記為方案1、方案2、方案3和方案4)進行優(yōu)選，4個方案的12個評價指標值（相對優(yōu)屬度值）如表6.1所示（殷峻暹，陳守煜，梁國華，2001）。 現(xiàn)試用PPAGACAHP-SE

23、方法對該方案集進行優(yōu)選。把該方案集按式(6.1)進行標準化處理后，依次代人式(6.3)、式(6.5)、式(6.6)和式(6.4)，即得此例的投影指標函數(shù)，然后用加速遺傳算法解由式(6.7)和式(6.8)所定的優(yōu)化問題，得最大投影指標函數(shù)值為0. 321，最佳投影方向為a*= (0. 371，0.371，0.430，0.410，0. 315，0.031，0.389，0.056，0.027，0.056，0.333，0.044)。對口a*按式(6.9)進行歸一化后即得各指標整體差異權(quán)重w(j，1)=0. 131，0.131，0.152，0.145，0.III，0. 0II，0.137，0.020，0

24、.0I0，0.020，0.118，0.015?？梢姡凑w差異權(quán)重值從大到小順序，依次對應(yīng)于評價指標3、4、7、1與2、11、5、8與I0、12、6、9。 由方案集一致無量綱化評價指標樣本數(shù)據(jù)可得到評價指標1至評價指標12下樣本系列值的標準差s(j)分別為0. 373、0.373、0. 373、0.373、0.373、0.373、0.373、0.419、0.446、0.370、0.373和0.373，相對重要性裎度值bm=l.2，再由式(6.10)即得用于確定指標變化權(quán)重的判斷矩陣B然后用AGA-CAHP（金菊良，魏一鳴，潘金鋒，2004）求各指標局部差異權(quán)重，各權(quán)重的初始變化區(qū)間均取0，1，

25、參數(shù)d取0.2，用加速遺傳算法加速10次，得到為0.077,0.079,0.094,0.073,0.081,0.084,0.077，0.091，0. 114,0. 079,0.07,0.073，相應(yīng)的一致性指標系數(shù)值為0.04，說明該判斷矩陣具有滿意的一致性?？梢?，該例除指標9外，其他各評價指標下的樣本系列值的標準差之間的差別不大，所以指標9的局部差異權(quán)重相對較大，其他各指標的局部差異權(quán)重較為接近。取指標整體差異權(quán)重的權(quán)系數(shù)為0.5，把上述2種權(quán)重代人式(6.14)，即得各評價指標的組合權(quán)重為0. 104，0.105，0.123，0.109，0.096，0.047，0.107，0.056，0.

26、062，0.050，0. 097，0.044?？梢?，按組合權(quán)重值從大到小順序，依次對應(yīng)于評價指標3、4、7、2、1、11、5、9、8、10、6、12。把這些組合權(quán)重代人式(6.16)，可得PPAGACAHP-SE的綜合評價指標工(i)為(0. 258，0.463，0.593，0.742)，據(jù)此可判斷第4方案為所求的最優(yōu)城市防洪標準方案，即城市防洪標準取800年一遇。（殷峻暹，陳守煜，梁國華，2001）中用模糊綜合優(yōu)選模型得到該例4個方案的綜合評價指標（隸屬度）向量為(0. 223，0. 180，0. 435，0.483)，用層次分析模型得到該例4個方案的綜合評價指標向量為(0.205，0.23

27、8，0.262，0.286)，這兩種模型的最優(yōu)方案都取方案4，與PPAGACAHP-SE的優(yōu)選結(jié)果相一致。而（殷峻暹，陳守煜，梁國華，2001）中兩種優(yōu)選方法所得的最大與次大綜合評價指標值很接近，不易決策，PPAGACAHP-SE的最大與次大綜合評價指標值差異則比較明顯，有利于決策。6.2.3 在灌區(qū)改造工程方案評價中的應(yīng)用（金菊良，張禮兵，魏一嗚，2004a） 例6.2 選取綜合反映某灌區(qū)發(fā)展水平的評價指標，它們分別是渠系水利用系數(shù)X1，田間水利用系數(shù)X2，年節(jié)約灌溉用水量占原灌溉用水量的百分比X3，采用節(jié)水措施的灌溉面積占總灌溉面積的百分比X4，灌溉渠系建筑物占設(shè)計標準所需建筑物個數(shù)的百分

28、比工X5，工程狀況良好、能正常使用的建筑物占渠系建筑物個數(shù)的百分比X6，田間灌排毛渠工程配套率X7，田間灌排毛溝工程配套率X8；表6.2給出了某灌區(qū)發(fā)展水平的分類評價標準以及不同年份各評價指標值，其中，第1類灌區(qū)表示發(fā)展水平最高，第7類灌區(qū)表示發(fā)展水平最低，其余類推（王順久，侯玉，張欣莉等，2002）。現(xiàn)試用PPAGACAHP-SE對該灌區(qū)不同年份改造工程方案進行綜合評價。在例6.2中，為統(tǒng)一各評價指標對評價結(jié)果的變化特性和消除各評價指標的量綱，并盡可能保留原評價指標值之間相對變化信息（陳守煜，1990），把式（6.1）改寫為把式（6.2）改寫為把式（6.3）改寫為式中，投影方向為歸一化向量，

29、他的第j個分量就是把式（6.4）改寫為把式（6.7）和（6.8）改寫為然后用加速遺傳算法解得最大投影指標函數(shù)值為0.453，最佳投影方向為a*=(0. 040，0.031，0.545，0.185，0.094，0.017，0.026，0.063)，該方向的各個分量就是對應(yīng)指標的整體差異權(quán)重?？梢?，按指標整體差異權(quán)重值從大到小順序，依次對應(yīng)于評價指標，說明從整體差異角度看，影響灌區(qū)發(fā)展水平的主要評價指標是年節(jié)約灌溉用水量占原灌溉用水量的百分比X3,其次是采用節(jié)水措施的灌溉面積占總灌溉面積的百分比X4；。作為比較，(王順久，侯玉，張欣莉等，2002)中PP的投影指標函數(shù)形式取，最佳投影方向（單位長度

30、向量）為a*=(0.3598，0.3591，0.3589, 0.3567，0.3548，0. 3497，0.3467，0.3424)，可見所得8個評價指標的分類權(quán)重幾乎相等，這顯然不便于有針對性地指導(dǎo)灌區(qū)改造工作。 由一致無量綱化評價指標樣本數(shù)據(jù)可得各評價指標的樣本標準差s(j)分別為0.179、0.052、0.330、0.231、0.191、0.150、0.137和0.178，相對重要性程度值bm=6.4，再由式(6.10)即得用于確定各指標局部差異權(quán)重w(j，2)的判斷矩陣B，然后用AGA-CAHP求w(j，2)，各權(quán)重的初始變化區(qū)間均取O，1，參數(shù)d取o2，用加速遺傳算法加速20次，得到

31、w(j，2)為0. 095，0.030，0.360，0.176，0.108，0.075，0.066，0.090，相應(yīng)的一致性指標系數(shù)值為0. 025，說明該判斷矩陣具有滿意的一致性。取指標整體差異權(quán)重的權(quán)系數(shù)為0.5，把上述2種權(quán)重代人式(6.14)，即得例6.2中8個評價指標的組合權(quán)重分別為0.067、0.030、0.453、0.181、0.101、0.046、0.046和0.076.吧這些組合權(quán)重帶人式（6.16），可得PPAGACAHP-SE對第一類灌區(qū)至第七類灌區(qū)的綜合評價指標為1.000、0.950、0.868、0.766、0.657、0.478、0.249.將該灌區(qū)待評價的1998

32、年、2005年和2010年的各評價指標值按式(6.17)進行一致無量綱化處理后，與上述求得的各評價指標組合權(quán)重一起代人式(6.16)得這3個年份該灌區(qū)發(fā)展水平的綜合評價指標值分別為0. 379，0. 865，1.031，可見這3個年份該灌區(qū)分別處于第7類灌區(qū)、第4類灌區(qū)（接近第3類灌區(qū)）和第1類灌區(qū)。上述評價結(jié)果說明，盡管該灌區(qū)1998年處于較低發(fā)展水平，但由于提高了影響灌區(qū)發(fā)展水平的最主要的評價指標X3和X4。，到2005年該灌區(qū)可望達到第4類灌區(qū)、且接近第3類灌區(qū)的水平，到2010年可望達到第1類灌區(qū)的水平。6.2.4 在水稻節(jié)水栽培方案經(jīng)濟效益評價中的應(yīng)用 例6.3 現(xiàn)有4個方案(它們的

33、插秧密度分別為30cm×10cm、30cm×13 cm、30cm×16cm和30cm×20cm)的評價指標樣本集（付強，劉東，王忠波2003）見表6.3現(xiàn)用PPAGACAHP-SE對該方案集進行綜合評價，同例6.2可得指標1至指標8的整體差異權(quán)重值依次為0. 138、0.079、0.014、0.096、0.026、0.082、0.531和0. 035?？梢?，按指標分類權(quán)重值從大到小順序，依次對應(yīng)于評價指標7、1、4、6、2、8、5和3，說明從分類角度看，影響經(jīng)濟效益綜合評價的主要指標是效益增加值X7，其次是插秧成本X1，這一結(jié)果反映了表6.3各指標值的相

34、對變化信息。而(付強，劉東，王忠波，2003)PP中用式(6.1)和式(6.2)對各評價指標值進行一致無量綱化處理，投影指標函數(shù)和投影方向的形式與（王順久，侯玉，張欣莉等，2002）相同，(付強，劉東，王忠波，2003)所得各評價指櫟的整體差異權(quán)重幾乎相等，這對指改進栽培方案是不利的。同例6.2用PPAGACAHP-SE，可得指標1至指標8的局部差異權(quán)重值依次0.177、0.130、0.044、0.046、0.055、0.043、0.452和0.053它們的組合權(quán)重值依次為0.157、0.104、0.029、0.071、0.041、0.063、0.492和0.044，于是可得這4個方案的綜合評

35、價指標分別為0.353、0.455、0.731和1.000說明方案4一最優(yōu)方案3其次，方案2再其次，方案1最劣。例6.2和例6.3的計算結(jié)果說明：PPAGACAHP-SE中各評價指標的整體蘭異權(quán)重與相應(yīng)的局部差異權(quán)重大體一致，說明這2種客觀權(quán)重的計算方法是可目互比較、合理可行的。用PPAGACAHP-SE可以識別各指標對綜合評價的客見影響程度。PPAGACAHP-SE的綜合評價指標一般在0，1內(nèi)取值，便于各亨案之間的相互比較。PP的計算結(jié)果明顯受評價指標一致無量綱化處理方式、殳影指標函數(shù)形式等的影響，在實際應(yīng)用時需注意這一點。6.3 基于投影尋蹤的不確定型決策分析方法 決策是人們在各項工作中的

36、一種重要選擇行為，關(guān)系到人類生活的各個方而，特別是在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、建立和運行等方而決策具有重要的意義，決策正確與否，往往關(guān)系到事業(yè)的成敗和利益的重大得失，因此決策被認為是管理工作的核心和系統(tǒng)工程工作過程中最重要的一步（汪應(yīng)洛，2001）。作為人與自然之間的“對弈”，實際決策過程是認識自然、利用自然、適應(yīng)自然和改造自然的過程，其中涉及自然蔓化、社會發(fā)展等客觀因素和決策者經(jīng)驗積累、心理素質(zhì)等主觀因素，具有高度的復(fù)雜性和不確定性，這些特性在不確定型決策問題中反映最為明顯。由于所面臨掏各種自然狀態(tài)的概率不可預(yù)知，目前求解這類不確定型決策問題的方法隨決策普所依據(jù)的決策標準的不同而不同，常見的有樂觀法、

37、悲觀法、折中法（樂觀系數(shù)去）、等概率法和后悔值法，它們的計算結(jié)果往往有很大的差異（汪應(yīng)洛，2001；衛(wèi)民量，王宏毅，梁磊，2000）。其中，前4種方法的決策標準是根據(jù)決策者對各自然狀態(tài)的態(tài)度制定的，沒有考慮在各種自然狀態(tài)下各行動方案所對應(yīng)的益損值的變化可見，上述方法都有一定的局限性，沒有充分利用決策問題中各益損值的變化 信息。為此，這里從處理不確定型決策問題所蘊涵的機會風險這一角度，給出用投 影尋蹤方法（projection pursuit, PP) (Friedman,Turkey, 1974;李祚泳，1997b)來 求解這類問題的新途徑,并進行了實例研究(金菊良,丁晶，魏一鳴等，2003)

38、。6.3.1方法原理 不確定型決策問題，就是指根據(jù)某種決策準則，在所面臨的m種自然狀態(tài)S1,S2,···，Sm。的概率不可預(yù)知的情況下，如何從n個行動方案A1，A2，An。中選出一個最優(yōu)方案或合理方案，它是一類以行動方案為優(yōu)化變量的復(fù)雜的優(yōu)化問題。設(shè)在自然狀態(tài)Sj下行動方案Ai所對應(yīng)的益損值（收益為正值、損失為負值）記為Cij，益損值矩陣記為益損值矩陣包含著決策者所面臨的機會風險。解不確定型決策問題的實質(zhì)，就是根據(jù)某決策準則，把n ×m階實數(shù)益損值矩陣。壓縮為n維實數(shù)列向量，該向量的第i個分量反映了第i個行動方案Ai在該決策準則下所可望得到的益損值，i=

39、ln，其中的最大分量所對應(yīng)的方案就是所求的最優(yōu)方案。 例如，樂觀法就是取所面臨的各種自然狀態(tài)中對決策者最有利的自然狀態(tài)這 一決策準則，通過對益損值矩陣每行取大運算得到壓縮向量；悲觀法就是取所面臨的各種自然狀態(tài)中對決策者最不利的自然狀態(tài)這一決策準則，通過對益損值矩陣每行取小運算得到壓縮向量;折中法的決策準則介于樂觀法與悲觀法之間，其壓縮向量取樂觀法的壓縮向量與悲觀法的壓縮向量的加權(quán)平均值，即，其中權(quán)重a0，1稱為樂觀系數(shù)；等概率法的決策準則認為所面臨的各種自然狀態(tài)出現(xiàn)的可能性相同，通過對益損值矩陣每行取算術(shù)平均得到壓縮向量；后悔值就是指在同一種自然狀 態(tài)下各行動方案所對應(yīng)的益損值中的最大值與可能

40、采用的行動方案的益損值之差，根據(jù)該后悔值定義就可把益損值矩陣轉(zhuǎn)換為后悔值矩陣，通過對后悔值矩陣每行乘以-1再取小運算得 到壓縮向量，可見Zi,5的絕對值就是第i個行動方案在各種自然，機會中的最大機會損失值。歸納以上分析，可以認為解不確定型決策問題的關(guān)鍵問題，就是如何設(shè)計合理的決策準則，把益損值矩陣壓縮為列向量。近30年來應(yīng)用研究表明，用PP解決這類壓縮變換問題十分有效(Friedman，Turkey，1974；李祚泳，1997b)。 PP的基本思路是：把高維數(shù)據(jù)通道某種組合投影到低維子空間上，對于投影到的構(gòu)形，采用投影指標函數(shù)（即目標函數(shù)）來衡量投影暴露某種結(jié)構(gòu)的可能性大小，尋找出使投影指標函

41、數(shù)達到最優(yōu)（即能反映高維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或特征）的投影值，然后根據(jù)該投影值來分析高維數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征。其中，投影指標函數(shù)的構(gòu)造及其優(yōu)化閥題是應(yīng)用PP能否成功的關(guān)鍵，該問題很復(fù)雜，目前的PP實現(xiàn)方法的計算量相當大（Friedman，Turkey, 1974；李祚泳，1997b），在一定程度上限制了PP的深入研究和廣泛應(yīng)用。為此，我們提出了用實碼加速遺傳算法(RAGA)（金菊良，楊曉華，丁晶，2000）實現(xiàn)PP的新途徑（金菊良，魏一鳴，丁晶，2001）。下面給出用PP求解不確定型決策問題的基本步驟：步驟1：構(gòu)造投影指標函數(shù)。PP就是把益損值矩陣。轉(zhuǎn)換（投影）成n維壓縮向量式中，為投影方向a的m個分向量，需滿

42、足條件 步驟2：優(yōu)化投影指標函數(shù)。當給定益損值矩陣時，投影指標函數(shù)Q(a)只隨投影方向口的變化而變化。不同的投影方向反映不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征，最佳投影勺的投影方向。可通過求解投影指標函數(shù)最大化問題來估計最佳投影方向，既這是一個以為變量的非線性優(yōu)化問題，用模擬生物優(yōu)勝劣汰規(guī)則與群體內(nèi)部染色體信息交換機制的實碼加速遺傳算法(RAGA)來處理該優(yōu)化問題十分簡便和有效。 步驟3：選擇最優(yōu)方案。把由步驟2求得的最佳投影方向a*代入式(6.23)， 即得壓縮向量Zi*）的n個分量，它們對應(yīng)在投影指標函數(shù)最大化這一決策準則下各行動方案所可望得到的益損值，其中最大分量所對應(yīng)的方案就是所求的最優(yōu)方案。 現(xiàn)結(jié)合投影

43、方向、壓縮向量和投影指標函數(shù)的物理意義，對上述求解不確定型決策問題的投影尋蹤方法做進一步說明。式(6.23)表明，投影方向的m個分量實質(zhì)上反映了決策者對各種自然狀態(tài)所賦予的權(quán)重，壓縮向量的分量Zi就是益損值矩陣中行動方案Ai在m種自然狀態(tài)下的益損值的加權(quán)平均值。這些權(quán)重的確定是通過投影指標函數(shù)最大化來實現(xiàn)的。若益損值矩陣中某種自然狀態(tài)下各行動方案所對應(yīng)的益損值的變化幅度越大，分布越分散，則給予這種自然狀態(tài)的權(quán)重（投影方向的分量）值越大，所得的投影指標函數(shù)值將越大。因此，由步驟2求得的最佳投影方向a*的最大分量將對應(yīng)各行動方案所對應(yīng)的益損值的變化幅度最大、分布最分散的那種自然狀態(tài)。換言之，各行動

44、方案所對應(yīng)的益損值的變化幅度最大、分布最分散的那種自然狀態(tài)，決策者將給予最大的權(quán)重，因為在這種自然狀態(tài)下決策者所遇到的機會風險（可能是收益機會的風險，也可能是損失機會的風險）最大，積極而穩(wěn)妥地處理這種機會風險，決策者既可以充分利用可能獲得的最大收益機會，又可以避免可能遭受的最大損失機會。6.3.2 應(yīng)用實例 例6.4 某兵工廠生產(chǎn)考慮平時、戰(zhàn)時相結(jié)合，需對產(chǎn)品生產(chǎn)的3種方案A1、A2和A3進行決策，這些方案在未來形勢分別為戰(zhàn)爭S1、和平S2和不戰(zhàn)不和S3這3種自然狀態(tài)下的益損值矩陣如表6.4所示，而每種自然狀態(tài)發(fā)生的概率不能確定(譚躍進，陳英武，易進先，1999)。根據(jù)益損值矩陣和式(6.23

45、)與式(6.24)，可得此例的投影指標函數(shù)，再用RAGA優(yōu)化由式(6.25)和式(6.26)所確定的問題，得最大投影指標函數(shù)值為6.30，最佳投影方向為a*=(0.9586,0.0289,0.0125.)。把a*代人式(6.23)后即得壓縮向量Zi，結(jié)果見表6.40壓縮向量的分量Zi*值越大，表示Ai方案渴望得打的益損值就越大，據(jù)此可得最有方案A1。例6.5 某廠生產(chǎn)一種新型童車，據(jù)市場需求預(yù)測分析，產(chǎn)品銷路可分為暢銷S1、一般S2和滯銷S3這3種自然狀態(tài)，而每種自然狀態(tài)發(fā)生的概率不能確定（郭仲偉，1987）。童車生產(chǎn)有大批量A1、中批量A2和小批量A3計3種生產(chǎn)方案，各方案在各自然狀態(tài)下的益

46、損值矩陣如表6.5所示。同例6.4，可得例6.5的最大投影指標函數(shù)值為10.14，最佳投影方向為a*=(0.0144，0.0418，0.9438)。把a*代入式(6.23)后即得壓縮向量Zi*，結(jié)果見表6.5，據(jù)此可得最優(yōu)方案為A3。例6.6 某廠準備生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，該產(chǎn)品的市場需要量可分為較高S1、一般S2、較低S3和很低S4這4種自然狀態(tài)，而每種自然狀態(tài)發(fā)生的概率不能確定(汪應(yīng)洛，2001)。為生產(chǎn)該產(chǎn)品，工廠制訂了新建自動線A1、改建生產(chǎn)線A2和原有車間A3共3種工藝方案，各方案在各自然狀態(tài)下的益損值矩陣如表6.6所示。同例6.4，可得例6.6的最大投影指標函數(shù)值為125. 71，最佳投

47、影方向為a*=（0.7890，0. 0420，0.0167，0.1522)。把a*代人式(6.23)后即得壓縮向量Zi*，結(jié)果見表6.6，據(jù)此可得最優(yōu)方案為A1。表6.4、表6.5和表6.6說明：1)以上這6種方法求解不確定型決策問題的過程，都是把已知的益損值矩陣轉(zhuǎn)換為壓縮向量的過程，但它們利用益損值矩陣的信息的方式和程度是不同的。投影尋蹤方法利用了益損值矩陣的全部元素之間的變化信息，反映了決策者利用決策問題所包含的機會風險。當收益機會的風險大于損失機會的風險時，投影尋蹤方法積極地選取收益機會最大的自然狀態(tài)下最大益損值所對應(yīng)的方案，這時一般與樂觀法的決策結(jié)果相同，如例6.4和例6. 6;當損失

48、機會的風險大于收益機會的風險時，投影尋蹤方法穩(wěn)妥地選取損失機會最大的自然狀態(tài)下最大益損值所對應(yīng)的方案，這時一般與悲觀法的決策結(jié)果相同，如例6.5。顯然，當損失機會的風 險等于收益機會的風險時，投影尋蹤方法的決策結(jié)果將與等概率法的決策結(jié)果相 同?？梢?，投影尋蹤方法利用益損值矩陣的信息比樂觀法、悲觀法、等概率法和折 中法全面，根據(jù)決策問題所包含的機會風險能進能退。后悔值法實質(zhì)上是從各方 案最大機會損失值中選取最小者作為最優(yōu)決策，處理機會風險顯然不如投影尋蹤 方法全面。2)在求解不確定型決策問題時，目前常用方法的實質(zhì)都是如何把益損值矩陣 轉(zhuǎn)換為壓縮向量，不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則反映了不同的決策準則，該壓縮向量

49、的第i個分 量反映了第i個行動方案在該決策準則下所可望得到的益損值，取最大分量所對 應(yīng)的方案為最優(yōu)方案。3)益損值矩陣各元素的變化信息包含了決策者所面臨的機會風險（既包括收 益機會的風險又包括損失機會的風險)，變化程度越大則對應(yīng)的機會風險就越大。 為全面處理這種機會風險，提出了新方法投影尋蹤方法。當益損值矩陣所反 映的收益機會的風險大于損失機會的風險時，投影尋蹤方法積極地選取收益機會 最大的自然狀態(tài)下最大益損值所對應(yīng)的方案，這時一般與樂觀法的決策結(jié)果相同； 當損失機會的風險大于收益機會的風險時，投影尋蹤方法穩(wěn)妥地選取損失機會最 大的自然狀態(tài)下最大益損值所對應(yīng)的方案，這時一般與悲觀法的決策結(jié)果相

50、同；當 損失機會的風險等于收益機會的風險時，投影尋蹤方法的決策結(jié)果將與等概率法 的決策結(jié)果相同;投影尋蹤方法利用益損值矩陣的信息比常用方法充分，可根據(jù)決 策問題所包含的機會風險能進能退。6. 4基于遺傳算法的城市防洪規(guī)劃方案綜合評價方法城市防洪規(guī)劃方案的決策分析，就是以城市總體規(guī)劃和所在江河流域防洪規(guī)城市防洪規(guī)劃方案的決策分析，就是以城市總體規(guī)劃和所在江河流域防洪規(guī) 劃為指導(dǎo)，對所提出的城市防洪規(guī)劃方案集從政治、社會、經(jīng)濟、環(huán)境、技術(shù)等各類 指標加以分析比較，從中選出最優(yōu)方案，為城市防洪工程建設(shè)提供科學(xué)的決策依 據(jù)，這對提高城市防洪能力、促進城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義（劉方貴，1999;夏 岑

51、嶺，2001)。目前城市防洪規(guī)劃方案綜合評價的研究焦點，依然是如何科學(xué)、客觀 地將一個多指標問題綜合成一個單指標的形式，以便在一維空間中實現(xiàn)綜合評價。 評價城市防洪規(guī)劃方案的準則較多，許多評價指標難以定量描述，所以層次分析法 (AHP)至今仍是處理這類綜合評價問題的有效方法，它將決策人的思維過程數(shù)學(xué) 化，將人的主觀判斷的定性分析進行定量化，幫助決策者保持思維過程的一致性， 將各種方案之間的差異數(shù)值化，從而為選擇最優(yōu)方案提供易于被人接受的決策依 據(jù)，因而在系統(tǒng)工程實踐中得到了極為廣泛的應(yīng)用。AHP在實用中存在的主要問 題是，判斷矩陣排序權(quán)值的合理計算問題，這也是目前AHP理論研究的熱點和難點,為

52、此,這里提出把基于加速遺傳算法的層次分析法（AGA-AHP）用于實際的城市防洪規(guī)劃方案綜合評價中(金菊良，魏鳴，付強等,2002e）。6. 4.1方法原理用于城市防洪規(guī)劃方案綜合評價的AGA-AHP包括如下4個基本步驟：步驟1:建立城市防洪規(guī)劃方案綜合評價系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)模型。不失一般性， 這里的層次結(jié)構(gòu)模型由從上到下的目標層A、評價準則層B、評價指標層C和方來案層D組成(劉方貴，1999;夏岑嶺，2001)。A層為系統(tǒng)的總目標，即選擇最佳方案， 只有一個要素。D層為要選用的實現(xiàn)系統(tǒng)總目標的nd個規(guī)劃方D1,D2， Dnd。一般在城市防洪工程規(guī)劃設(shè)計階段，根據(jù)城市地形、水情，結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃 和

53、流域防洪規(guī)劃,擬定若干個可行方案以供選擇。B層為評價這些方案實現(xiàn)總目 標程度的nb個準則B1，B2，Bnb，包括規(guī)劃方案的政治影響準則、社會影響準則、經(jīng)濟影響準則、環(huán)境影響準則和施工管理準則等。C層為評價這些方案實現(xiàn)總目 標程度的nc個具體評價指標C1,C2, ,Cnc。各層中的總目標、評價準則、評價指 標和規(guī)劃方案統(tǒng)稱為系統(tǒng)的要素。步驟2:對B層、C層和D層的要素，分別以各自的上一級層次的要素為準則 進行兩兩比較，通常采用19級及其倒數(shù)的判斷尺度來描述人們認識各要素的相對重要性，得到B層的判斷矩陣為，元素aij表示從判斷準則A角度考慮要素玖對要素的相對重要性。對應(yīng)于B層要素Bk的C層的判斷矩

54、陣為 。對應(yīng)于C層要素Ck的D層的判斷矩陣為Ck = 在城市防洪規(guī)劃方案的綜合評價過程中，需要進行兩要素重要性的比較。因 直接確切地給出19級判斷尺度較為困難，為此可先給出1、2和0三個判斷尺度的間接判斷矩陣，再換算為19級判斷尺度的判斷矩陣，以避免在判斷時產(chǎn)生邏 輯上的錯誤(汪應(yīng)洛，2001)。步驟3:用AGA-AHP計算B層、C層和D層的各要素的單排序權(quán)值及其一 致性檢驗。步驟4:根據(jù)D層各要素的總排序權(quán)值，確定各防洪規(guī)劃方案的優(yōu)選排序,以供決策。6.4.2在城市防洪規(guī)劃方案綜合評價中的應(yīng)用例6.7某城市屬中國政府規(guī)定的31個重點防洪城市之一,受洪水直接威脅 的有南淝河上游及其支流四里河和

55、板橋河沿岸約40km2的新老城區(qū)，以及位于二 十鋪河左岸22km2的龍崗工業(yè)開發(fā)區(qū)。根據(jù)該市地形、水系和歷次防洪規(guī)劃，為 達到百年一遇的防洪標準，擬定了 6個防洪規(guī)劃方案（劉方貴，1999;夏岑嶺，2001):屯溪路以上原防洪堤墻的加高加固，河道維持現(xiàn)狀（方案D1);加島加固滁 河干渠上五座中小型農(nóng)用水庫(方案D2);在板橋河上興建板橋水庫（方案D3);開挖板橋河分洪道（方案D4);在四里河上興建大房郢水庫（方案D5);在四里河上興建大房郢水庫，并加高加固滁河干渠上兩座中型農(nóng)用水庫(方案D6)。在上述方案中，合作化路橋至亳州路橋均需新建防洪堤，亳州路橋至屯溪路橋防洪堤墻均需加高?，F(xiàn)用AGA-A

56、HP模型對該市防洪規(guī)劃方案進行綜合評價。該市防洪規(guī)劃方案綜合評價的層次結(jié)構(gòu)如圖6. 1所示（劉方貴，1999;夏岑嶺，2001)。相應(yīng)于圖 6.1的15個判斷矩陣分別為：在上述判斷矩陣中：C2、C3和C4根據(jù)（夏岑嶺，2001)相應(yīng)的定量評價指標由筆者給出三個判斷尺度的間接判斷矩陣，再換算而得;其余矩陣由（劉方貴，1999; M岑嶺，2001)提供。用AGA-AHP計算這些矩陣的排序權(quán)值，結(jié)果見表6.7。表6. 7說明：AGA-AHP的計算精度高于（劉方貴，1999，夏岑嶺，2001）特征值法的相應(yīng)結(jié)果;AGA-AHP在排序權(quán)值可能取值的民間0，1內(nèi)進行快速自適 應(yīng)全局優(yōu)化搜索，計箅結(jié)果穩(wěn)定;

57、這些判斷矩陣的一致性指標閑數(shù)值均小干0. 10， 具有滿意的一致性，從而可進一步得到C層各評價指標C1C10的總排序權(quán)值分別為0. 2858,0. 2858,0. 1680,0. 0265,0. 0678,0. 0247,0. 0247,0. 0648,0. 0259和0. 0259,總排序一致性指標函數(shù)值為0. 0010同理可得到D層各方案D1D6的總排序權(quán)值分別為 0. 1891、0. 1251、0. 1294、0. 0881、0. 2641 和 0. 2041,總排序一致性指標函數(shù)值為0. 007,說明各判斷矩陣均具有滿意的一致性，上述計算的總排序權(quán)值是可以接受的。據(jù)此，選方案D5為最佳

58、方案，這與（劉方貴，1999；夏岑嶺，2001)的結(jié)果和工程實際情況相符?，F(xiàn)對上述計算結(jié)果作些分析說明。表中6.7判斷矩陣A的排序權(quán)值說明. 在優(yōu)選方案時主要關(guān)注社會影響準則，其次為經(jīng)濟影響準則，兩者的權(quán)重之和為93.4%:判斷矩陣B1，B2的排序權(quán)值說明，在優(yōu)選方案時主要關(guān)注市政建設(shè)、移民和投資這3個指標，判叛矩陣C1和C2的排序權(quán)值說明，方案D5與方案D6樣重要;判斷矩陣C3的排序權(quán)值說明，方案D5明顯比方案D6重要；因此最終確定最佳方案為D5。這里須指出的是，（劉方貴，1999；夏岑嶺，2001)給出的圖6.1中的層次結(jié)構(gòu)，沒有考慮政治影響準則（例如對國際交流與改革開放、國際投資環(huán)境、政治安定團結(jié)等方面的重要影響），在社會影響準則中也沒有考慮對促進社會發(fā)展、促進城市 發(fā)展繁榮、保護人民生命財產(chǎn)安全等方面的重要影響，因此是不全面的。為了