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浅谈改进层次分析法在水库除险加固项目评估中的应用

作者:2016-12-09 16:23文章来源:未知
  水利工程是保障生活生产安全以及经济社会可持续发展的支撑性民生工程 针对其开展除险加固工作是强化农村基础设施建设保障农村稳定发展的重要任务
  对水库除险加固项目进行科学与有效的评估是水库除险加固建设的基础工作传统
  评估通常使用层次分析法求解各层指标排序权重值层次分析法进行检验判断矩阵的一致性时较为困难
  鉴于此有关学者提出了基于遗传理论的层次分析法O.OM同时依照判断矩阵的含义推求指标函数来判断矩阵一致性 该方法采用的遗传算法存在易过早收敛等问题并影响了计算精度
  模拟退火算法作为金属退火理论而被首先推算出的随机优化模型 通过采取随机搜素理论寻求目标函数概率中的全局最优值从而实现将一致性检验替换为非线性组合优化问题#即基于模拟退火理论的改进层次分析法 0O.OM以我国北方某水库的除险加固项目评估为应用实例结果表明该方法实用性及可操作性较强# 研究可为类似水库除险加固项目评估提供参考依据
  层次分析法
  基本内涵
  层次分析法通过分解实际问题# 实现将复杂问题指标要素层次化的目的 同时通过构建层次分析法结构递阶模型计算两两重要性对比的判别矩阵从而求解分析元素重要性排序权重值及判断矩阵一致性
  评估计算步骤
  构造递阶结构模型
  通过分解实际问题各要素间的逻辑联系#构建具备层次结构的递阶模型 针对水库除险加固项目实施评估 其计算评估所需指标体系即为构建的递阶层次结构模型
  鉴于对评估指标要素的理解与认知存在差异性同时缺乏一致性的判别标准以评估系统各指标间的重要程度 实际推求中仅可判别估算,而无法精确判别各要素间的相对重要性 所以 为精确推求复杂指标层次结构# 层级分析法仅需实现满意一致性即可所示左边数值越高 则一致性水平越低鉴此 可采用整合优化方法推求指标要素集合3层次性单排序并判别其一致性水平一致性检验与层次总排序层次总排序旨在依次由最高层直至最底层求解确定最高层指标层相对各层指标的权重值排序# 同时验证判别矩阵一致性水平 计算过程和层次单排序与一致性检验相同# 不过需将替换直至确定确定最后一层指标
  权重值计算
  通过计算分析最底层各要素总排序权重值# 从而评估项目管理的决策水准改进层次分析法基于层次分析法推求优化组合 式中的非线性问题相对困难 采用模拟退火算法求解该问题较为简单 因此 可运用模拟退火算法进行一致性检
  验与计算-
  即0O.OM 模拟退火法采用罚函数理论检验判断矩阵的一致性水平 将式" 中的非线性优化组合问题转化为无约束性问题若C的值小于某一标准值 一般可取为代表具备满意一致性检验水平 则可据此推求判别矩阵各元素-7值同时 应优化判别矩阵取值直至符合一致性检验要求
  上述算法依据
  通过冷却进度表参数实现对算法过程的控制 该原理可在多项式准许时间内求得目标函数全局最优解
  实例应用与分析
  评估指标体系建立
  以我国北方地区某一水库为例将改进层次分析法应用到该水库除险加固项目评估中建立的评估指标体系
  指标值确定
  以表评估指标体系为基础依据该水库除险加固项目建设情况判断评估指标两两的相对重要度基于0O.OM法构建该水库除险加固项目评估指标体系该体系涵盖层指标与组判别矩阵采用57%TC4程序推求判别矩阵各评估指标排序权重值 同时进行判别矩阵一致性水平检验.层次单排序的权重值推求结果所示对于判别矩阵R# 可将几何平均法与0O.OM法推求结果进行对比
  计算结果分析
  通过数据可知上述各层评估指标要素总排序权重值 从而可基于模糊综合评估法将上述所求指标权重值应用至水库除险加固项目评估体系采用0O.OM法计算得到的一致性函数指标值均小于与几何平均法计算结果相一致 具有满意一致性即表明0O.OM法是适合运用于水库除险加固项目的评估
  几何平均法与0O.OM法在判别矩阵的单排序层次推求结果方面存在差异# 但各指标重要性排序计算结果和几何平均法相同 同时0O.OM法能在范围内进行快速协调性全
  局优化搜索计算结果更加稳定和精确 因此0O.OM法精确 可操作性以及实用性较强 适用于水库除险加固项目评估实际工程同时可为该类项目的后续评估提供决策依据
  结语
  融合模拟退火理论的层次分析法可有效克服判别矩阵一致性水平验证的难题改进的层次分析法针对判别矩阵的一致性水平验证计算可通过构造指标函数检验一致性水平利用模拟退火算法推求多层次结构模型的最优值 从而提高了计算的精度与稳定性减小了验证一致性水平的难度水库除险加固项目评估实例应用显示法具有精度较高计算简捷以及结果可靠等优点该方法应用于水库除险加固项目的评估中具有较强适用性及可行性
 

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