交通系統(tǒng)層次分析法實驗報告及程序案例.docx

重 慶 交 通 大 學學 生 實 驗 報 告實驗課程名稱 交通系統(tǒng)工程實驗 開課實驗室 交通運輸工程實驗教學中心 學 院 交通運輸 年級 2011級 專 業(yè) 交通工程 班 級 交規(guī)一班 姓 名 張鑫 學 號 631105120131 開課時間 2013 至 2014 學年第 二 學期 實 驗二實驗名稱層次分析法實驗類型綜合性實驗實驗時間2014.4.30實驗地點基礎(chǔ)實驗樓北506實驗目的：學習和掌握層次分析法的過程，并進行程序計算儀器、設(shè)備名稱：編程軟件、辦公軟件實驗要求及注意事項：學習和掌握層次分析的全過程，并用軟件進行編程，結(jié)果不統(tǒng)一，不得抄襲他人的成果。實驗內(nèi)容、操作步驟：實驗內(nèi)容為用層次分析法對給出的兩個案例進行分析，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市政工程進行決策，有兩個解決方案，即建高速路或建地鐵。需要考慮的主要準則有三個，即經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。通過深入思考，決策人員認為還必須考慮直接經(jīng)濟效益、間接經(jīng)濟效益、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)濟效益（B1）社會效益（B2）環(huán)境效益（B3）直接經(jīng)濟效益（C1）間接經(jīng)濟效益（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）目標層準則層準則層方案層實驗流程圖：分析層次結(jié)構(gòu)模型確定評判基準確定總體優(yōu)先級建立判斷矩陣計算各要素的優(yōu)先級對系統(tǒng)進行分析、評價和排序判斷標度： 重要性標度含義1表示兩個元素相比，具有同等重要性3表示兩個元素相比，要素si比sj稍微重要5表示兩個元素相比，要素si比sj較強重要7表示兩個元素相比，要素si比sj強烈重要9表示兩個元素相比，要素si比sj絕對重要2、4、6、8在上述標準之間取折衷值倒數(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（目標層）為依據(jù)，對第二層要素（準則層）建立判斷矩陣如下表：綜合效益AB1B2B3經(jīng)濟效益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（準則層）為依據(jù)，對第三層要素（準則層）建立判斷矩陣如下表：經(jīng)濟效益B1C1C2直接經(jīng)濟效益C11 1/3間接經(jīng)濟效益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)濟效益C1D1D2建高速公路D11 3 建地鐵D2 1/31 間接經(jīng)濟效益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)，提出了三個建設(shè)方案：橋梁F1；隧道F2；渡船F(xiàn)3。對方案的評價有11個指標，請用層次分析法對三個方案作評價?？绾庸方煌ㄏ到y(tǒng)（C）目標層對河流航運影響（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）使用中的維護費（A2）方便性（A11）投資額（A1）準則層隧道（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，維護費低；可靠性、安全性、方便性較好，對河流航運的影響小，對河流中的生態(tài)影響小；居民的搬遷較多。隧道F2：投資大，維護費較低；可靠性、安全性、方便性好，對河流航運的無影響，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，維護費高；可靠性、安全性、方便性差，對河流航運的影響大，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（目標層）為依據(jù)，對第二層要素（準則層）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 使用維護費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 使用維護費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 實驗結(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（目標層）對第二層要素（準則層）建立的判斷的矩陣一致性CR=0.03320.1,所以一致性檢驗合格?？傮w優(yōu)先級為D1：0.3288，D2：0.6