基于灰色关联改进的TOPSIS法在铁路线路方案综合评价中的应用

发布时间：2017-09-16 08:41

  本文关键词：基于灰色关联改进的TOPSIS法在铁路线路方案综合评价中的应用

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【摘要】：在铁路工程设计中,线路选线是一项关乎全局的整体性工作。铁路线路方案比选又是线路选线中的关键工作,不仅比选范围广、牵涉面大,而且还涉及到多学科的综合运用。并且在方案比选中既有是定量指标,又有如环境、社会等定性指标,因此铁路线路方案比选必须深入实际做好调查研究,充分收集资料,以此来进行线路方案多目标综合评价。本文提出基于灰色关联改进的TOPSIS法进行线路方案比选,以最优方案为评价目标进行线路方案综合评价比选研究。首先,通过分析影响线路方案比选的各种影响因素建立了综合评价指标体系,该指标体系由技术、经济、环境、社会4个准则层和其所属的19详细指标层组成。并详细介绍了运用AHP法求解指标权重的过程。通过建立评价指标的递阶层次结构树状模型,采用九标度法建立求解指标权重的判断矩阵,采用MATLAB程序求解判断矩阵的特征值和特征向量,最终得出各个评价指标的权重值。其次,通过分析灰色关联分析法和TOPSIS法的优缺点,提出了一种灰色关联改进的TOPSIS法进行线路方案评价,该方法通过引入模糊数学中隶属度的概念给定性指标进行赋值,将定量和定性指标结合起来,构建评价矩阵并进行无量纲化处理,并形成加权矩阵,通过引入灰色关联分析得到灰色关联系数矩阵;在此基础上确定正、负理想方案,计算评价对象距正负理想方案的欧氏距离,最终得出各个目标的相对贴近度,由贴近度的大小进行方案评价。最后,以敦煌至格尔木铁路鱼卡段线路方案比选为例,对灰色关联改进的TOPSIS法运用于线路方案比选进行了案例分析,其计算结果与设计单位最终采用的线路方案一致,验证了本文方法在线路方案评价中的可行性及合理性,能够实现预期目的,得出令人满意的结果。用灰色关联改进的TOPSIS法进行铁路线路方案比选,与现行的以换算工程运营费法为主的方案比选相比,更能客观的反映评价指标对评价目标的影响,使评价结果更令人信服,科学合理。为方案优选提供了一定的参考与借鉴。
【关键词】：铁路选线 方案比选 AHP法 灰色关联 TOPSIS法
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U212.32
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 论文研究的意义及目的11-12
• 1.1.1 论文研究意义11-12
• 1.1.2 论文研究的目的12
• 1.2 国内相关研究12-14
• 1.3 本文研究方法与技术路线14
• 1.4 本文构架及主要内容14-16
• 2 多目标综合评价的基本理论16-23
• 2.1 多目标综合评价的概念及发展简史16-17
• 2.1.1 多目标综合评价概念16
• 2.1.2 多目标综合评价的发展16-17
• 2.2 多目标综合评价的要素及特点17-19
• 2.2.1 多目标综合评价的要素17-18
• 2.2.2 多目标综合评价的特点18-19
• 2.3 多目标综合评价过程及常用的评价方法19-21
• 2.3.1 多目标综合评价过程19
• 2.3.2 几种常用的综合评价方法19-21
• 2.4 多目标综合评价的发展前景21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 铁路线路方案评价指标体系的建立23-38
• 3.1 评价指标体系的建立原则及方法23-25
• 3.1.1 评价指标体系建立的基本原则23-24
• 3.1.2 评价指标体系建立的基本方法24-25
• 3.2 铁路线路方案综合评价指标体系的建立25-30
• 3.2.1 评价指标的选取25
• 3.2.2 线路方案评价指标准则层25-26
• 3.2.3 线路方案评价的技术指标准则层26-27
• 3.2.4 线路方案评价的经济效益准则层27-28
• 3.2.5 线路方案评价的环境效益准则层28-29
• 3.2.6 线路方案评价的社会效益准则层29-30
• 3.3 铁路线路方案评价指标体系30
• 3.4 运用AHP法计算评价指标权重30-37
• 3.4.1 AHP法确定权重向量具体步骤32-36
• 3.4.2 MATLAB在求解评价指标权重向量中的应用36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 4 基于灰色关联和TOPSIS法多目标评价方法38-48
• 4.1 灰色关联分析法相关理论38-41
• 4.1.1 灰色关联分析原理38-39
• 4.1.2 灰色关联分析法评价比选步骤39-41
• 4.1.3 灰色关联分析法的优缺点41
• 4.2 TOPSIS法相关理论41-44
• 4.2.1 TOPSIS法综述41
• 4.2.2 TOPSIS法评价比选步骤41-43
• 4.2.3 TOPSIS法的优缺点43-44
• 4.3 基于灰色关联改进的TOPSIS法的线路方案评价模型44-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 案例分析48-68
• 5.1 工程概况48-54
• 5.1.1 敦格铁路鱼卡段线路的自然特征48-49
• 5.1.2 沿线社会及经济特征49-50
• 5.1.3 主要技术标准50
• 5.1.4 鱼卡绕避矿区线路方案说明50-54
• 5.2 方案评价指标体系的建立及权重确定54-61
• 5.2.1 评价指标体系54
• 5.2.2 建立评价层次结构模型54-55
• 5.2.3 确定评价指标权重分配向量W55-59
• 5.2.4 评价指标层次总排序及权重分析59-61
• 5.3 运用本文方法进行方案优选决策61-66
• 5.3.1 技术指标贴近度计算63-64
• 5.3.2 经济效益指标贴近度计算64
• 5.3.3 环境和社会指标贴近度计算64-65
• 5.3.4 方案综合评价65-66
• 5.3.5 决策单位综合比选及推荐意见66
• 5.3.6 运用本文方法进行方案优选结果分析66
• 5.4 本章小结66-68
• 6 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 研究不足与展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-73
• 攻读学位期间研究成果73

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本文编号：862031