铁路线路设计方案综合优选决策系统的研究

研究简报

铁路线路设计方案综合优选决策系统的研究¹

李远富,薛　波,易思蓉

(西南交通大学土木工程学院,成都610031)

摘要:介绍了基于多目标模糊综合优选模型的铁路线路设计方案综合优选决策系统软件的研制与开发过程,给出了其应用算例,较好地解决了传统方法在各方案定量与定性指标出现交叉时难于评优的问题.

关键词:铁路线路设计方案;综合优选;多目标决策

中图分类号:U212 文献标识码:A 文章编号:1000-5781(2001)02-0151-05

Development of system for synthetic optimal selection and decision making of variant projects in railway location

LI Yuan-fu,XUE Bo,YI Si-r ong

(Institute of Civil Engineering,Southwest Jiaotong U niversity,Chengdu610031,China) Abstract:T his paper describes the development process of the system for synthetic optimal selection and decision making of the variant pr ojects in railway location,which is based on the multi-objective fuzzy synthetic optimal selection model,along with an application for an engineering project.It solves the problem that the traditional method fails to select the optimal project if there are intersects among quantitative indices and qualitative ones.

Key words:variant projects in railway location;synthetic optimal selection;multi-objective decision making

0　引　言

在铁路线路设计方案比选中,通常是用原苏联的换算工程运营费法,在计算各方案的工程费和运营费等定量指标基础上,分析其定性因素,推荐最优方案.这在各方案定量与定性指标出现交叉时有时难于评选,该方法考虑因素不够全面.因此,需研制开发铁路线路设计方案综合优选决策系统,以提高方案比选工效和质量.有的文献提出用模糊综合评判模型进行方案比选,但其评判值往往趋于均化(尤其在多层评判中)而不易决策.本文通过对铁路线路设计方案综合选优影响因素的分析研究,用文[1,2]的多目标决策模糊集理论,将设计方案优选视为多目标决策系统模糊优化问题,探讨建立了相应的系统模糊优化模型,并结合某段铁路线路设计方案比选实例,编制了系统软件.

第16卷第2期2001年4月

系　统　工　程　学　报

JOURNAL OF SYST EMS ENGINEERING

Vol.16No.2

Apr.,2001

¹收稿日期:1999-10-18;修订日期:2000-01-20.

基金项目:铁道部科技司重点课题“铁路新线设计智能CAD系统的研究”项目资助(96G30-G).

1　系统的建立

1.1　系统开发环境

本系统以Visual C++ 5.0为开发工具,在其集成开发环境中编制相应系统软件.1.2　铁路线路设计方案综合优选指标

铁路线路设计方案综合优选系统的评价指标体系可由总目标层、宏观、中观和微观目标层组成;下一级目标层指标是对上一级目标层目标的细化分解(如图1),它可据实际情况作相应调整.

总目标 宏观层目标 中观层目标 微观层目标

方案综合优选O 技术可行性O1

运营条件O11

能力利用率u11

曲线长度及总转角u12

最小曲线半径u13

线路总长度u14

连续紧坡长度u15

工程条件O12

重点工程工期u21

主要工程数量u22

占用耕地亩数u23

拆迁工程数量u24

地形及地质条件u25经济合理性O2

运营费O21

与行车有关运营支出u31

固定设备维修费u32

列车起停车附加费u33

工程费O22

土建工程投资u41

相关工程投资u42

机车车辆购置费u43

施工及环境影响O3

相邻铁路的能力协调u51

工程施工的环境条件u52

工程施工的技术条件u53

对沿线生态环境的影响u54

对沿线历史名胜的影响u55

社会政治经济意义O4

与国家重点建设项目配合u61

促进地区经济发展的作用u62

开发老少边穷地区的作用u63

改善铁路网布局的意义u64

对促进科技进步的作用u65

对改善工业布局的作用u66

图1　铁路线路设计方案综合优选指标体系图

1.3　多目标决策模糊综合优选模型

将铁路线路设计方案模糊综合优选系统按对目标的属性划分为若干个分系统.考虑一般情形,假设该系统有m个待优选的评价方案集C= {C1,

C2,…,C m};有q个因素组成系统的评价目标集o= {o1,o2,…,o q},如果某个o i(i∈{1,2,…,q})又由q i个子目标组成,则评价子目标集记为o i={o i1,o i2,…,o iq

i

};由全体评价指标组成指标集U,按n 个不能再分目标将评价指标分成n个子集U i,则U={U1,U2,…,U n}且满足

∪

n

i=1

U i=U,U i∩U j=5,

i≠j,i,j∈{1,2,…,n}(1)

对于与U i对应的第i个目标而言,m个方案评价指标的特征值可用下列矩阵表示

—

152

—系　统　工　程　学　报 第16卷　第2期