一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法，首先构建指标模糊分割模型；其次计算待识别样本在各指标下隶属于各级别的隶属度值，建立以隶属度函数表征的决策矩阵，利用TOPSIS方法解决该多属性决策问题，获得待识别样本权重级别；最后对案例数据权重进行排序，得到相应的通航应急救援资源需求数量等级，通过巧妙的设计，以通航应急救援资源需求预测为出发点，将通航应急救援资源需求预测问题转化为多属性决策问题；随后利用TOPSIS多属性决策方法合理寻求通航应急救援资源需求预测的数量，为预测通航应急救援资源需求数量提供了一种科学的方法，有很强的工业实用性，便于推广和使用。

A forecasting method of emergency rescue resource demand for navigation based on index fuzzy segmentation and TOPSIS

【技术实现步骤摘要】
一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法
本专利技术涉及应援急救与需求资源
，特别涉及一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法。
技术介绍
我国幅员辽阔，地理气候条件复杂，自然灾害种类多且发生频繁，除现代火山活动导致的灾害外，几乎所有的自然灾害,如水灾、旱灾、地震、台风、风雹、雪灾、山体滑坡、泥石流、病虫害、森林火灾等，每年都有发生。我国各省(自治区、直辖市)均不同程度受到自然灾害影响，70％以上的城市、50％以上的人口分布在气象、地震、地质、海洋等自然灾害严重的地区。据应急管理部、国家减灾委办公室统计，2018年全国各类自然灾害共造成1.3亿人(次)受灾，因灾共造成589人死亡，46人失踪，524.5万人次紧急转移安置；9.7万间房屋倒塌，23.1万间严重损坏，120.8万间一般损坏；农作物受灾面积20814.3千公顷，其中绝收2585千公顷；因灾直接经济损失2644.6亿元。自然灾害发生后，必须及时的对受灾群众进行救助，但由于自然灾害通常会造成道路、通讯中断，灾区群众的伤亡情况不能及时的传达到指挥部，不利于救灾部门的进行资源的部署和调度规划。近年来，通用航空器在运送伤员、运输救援物资、收集灾难态势信息等方面发挥了不可替代的作用，显示出了极大的优越性和时效性。在2008年汶川地震时，以直升机为救援总部队的通航应急救援共保障完成救援任务956架次，运送物资770.6吨，接出伤员、灾民等2323人，在2013年芦山地震中成都空军航空管制中心直接负责空中救援指挥工作，指挥军民航救灾飞行444架次，保障各种各类飞行器3817架次。在现有技术中，通航应急救援在自然灾害上的作用越来越重要，但是就目前我们的通航应急救援情况来说，我国通用航空应急救援的发展明显落后于西方国家。从洪水、雪灾到地震，这些自然灾害的处理已经暴露出了通航应急救援资源配置不尽合理的问题。因此，研究出一种能够在自然灾害发生时，通过灾区发出的第一信息及时的预测出直升机数量等通航应急资源的方法是十分必要的，具有重要的实际意义。
技术实现思路
针对上述背景内容中提出的实质性缺陷和不足，本专利技术提供一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法，借鉴模糊控制中隶属度函数的思想，基于模糊隶属度函数的思想构建指标模糊分割模型，可以解决
技术介绍
中所指出的问题。一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法，首先构建指标模糊分割模型；其次基于构建的模糊分割函数，计算待识别样本在各指标下隶属于各级别的隶属度值，建立以隶属度函数表征的决策矩阵，进而将通航应急救援资源预测问题转换为多属性决策问题，利用TOPSIS方法解决该多属性决策问题，获得待识别样本权重级别；最后，对收集的6个案例数据权重进行排序，得到相应的通航应急救援资源需求数量等级，其具体步骤为：步骤Q1：以通航应急救援资源需求预测数量为研究对象，考虑传统通航应急救援需求预测的指标体系未考虑级别划分界限的模糊特性构建指标模糊分割模型，基于构建的模糊分割函数，计算待测试样本在各指标下隶属于各级别的隶属值，建立以隶属度函数表征的决策矩阵，将通航应急救援资源需求预测问题转换为多属性决策问题；步骤Q2：利用TOPSIS方法解决该多属性决策问题，获得待测试样本权重及排序，根据通航应急救援资源需求数量指标分级标准确定通航应急救援资源需求数量。在上述技术方案中，步骤Q1所述指标模糊分割模型的建立，具体如下：Q11：所述的指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测模型有以下前提条件：目前，应用于应急救援中的通航资源主要为各类通航飞机，不同通航飞机可执行不同应急救援任务，在应用模型拟定通航应急救援资源预测模型时，只考虑单一任务，如消防灭火、伤员转运、物资运送等，可以确定直升机所需的数量，不对直升机机型和功能做需求决策；Q12：所述的指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测模型中使用的变量及其含义如下：xi(i＝1,2,…,s)为研究对象空间X取s个样本；Ij(j＝1,2,…,n)为每个样本有n个特征指标；xij为样本xi在特征指标Ij下的测量值；{C1,C2,…,Cm}为属性空间F上的一个有序分割类，其中设F为X上的某类属性空间，{C1,C2,…,Cm}为属性空间F上的任意分割，且满足C1＞C2＞…＞Cm或C1＜C2＜…＜Cm；[ajk,aj(k+1)]为指标Ij(j＝1,2,…,n)在属性空间上的第k(k＝1,2,…,m)个分割区间，且满足aj1＜aj2＜…＜ajm＜aj(m+1)或aj1＞aj2＞…＞ajm＞aj(m+1)；Q13：所述的指标模糊分割模型建立如下：根据已知的各指标分类标准，属性分类标准矩阵为:考虑信息的缺失可能影响最终评估结果的合理性，本文借鉴模糊控制理论中隶属度函数的思想，对式(1)作如下改进：选取三角分布函数作为隶属度函数进行相关计算。其中，参数(a,c)决定着隶属度函数的范围，而参数b影响着隶属度函数的最大值的位置。在上述技术方案中，步骤Q2所述TOPSIS模型的求解具体如下：Q21：设具有m个备选方案和n个特征因素的多属性决策问题的决策矩阵为：其中，hij表示第i个备选方案在第j个决策因素下的评估值，当Ij为效益型指标时，hij的值越大越好；当Ij为成本型指标时，hij的值越小越好；Q22：将决策矩阵化为相对隶属度矩阵R＝(rij)m×n，对于矩阵R,理想解X*＝(1，1，…,1),负理想解X-＝(0,0,…,0)；Q23：求指标权重，设指标G1,G2,…,Gn的权重分别为w1,w2,…,wn，方案Ai(i＝1,2,…,m)到理想解和负理想解的加权距离的平方和为若某一方案最接近理想解的同时又远离负理想解，则该方案即为方案集中的最佳方案，在距离意义体现下，fi(w)越小越好，由此建立如下的多目标规划模型由于fi(w)≥0,(i＝1,2,…,m)，上述多目标规划可以化为单目标规划；Q24：计算各个方案到理想解和负理想解的加权距离di*、di-；Q25：计算各个方案到理想解的贴近度ci*；Q26：方案优劣度排序，将ci*由大到小排序，得到优劣顺序。本专利技术提供的一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法，通过巧妙的设计，以通航应急救援资源需求预测为出发点，考虑传统通航应急救援资源需求预测指标体系未考虑级别划分界限的模糊特性，基于模糊隶属度函数的思想构建了指标模糊分割模型；结合该模型，将通航应急救援资源需求预测问题转化为多属性决策问题；随后，利用TOPSIS多属性决策方法合理寻求通航应急救援资源需求预测的数量，为预测通航应急救援资源需求数量提供了一种科学的方法，有很强的工业实用性，便于推广和使用。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法，其特征在于，首先构建指标模糊分割模型；其次基于构建的模糊分割函数，计算待识别样本在各指标下隶属于各级别的隶属度值，建立以隶属度函数表征的决策矩阵，进而将通航应急救援资源预测问题转换为多属性决策问题，利用TOPSIS方法解决该多属性决策问题，获得待识别样本权重级别；最后，对收集的6个案例数据权重进行排序，得到相应的通航应急救援资源需求数量等级，其具体步骤为：/n步骤Q1：以通航应急救援资源需求预测数量为研究对象，考虑传统通航应急救援需求预测的指标体系未考虑级别划分界限的模糊特性构建指标模糊分割模型，基于构建的模糊分割函数，计算待测试样本在各指标下隶属于各级别的隶属值，建立以隶属度函数表征的决策矩阵，将通航应急救援资源需求预测问题转换为多属性决策问题；/n步骤Q2：利用TOPSIS方法解决该多属性决策问题，获得待测试样本权重及排序，根据通航应急救援资源需求数量指标分级标准确定通航应急救援资源需求数量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法，其特征在于，首先构建指标模糊分割模型；其次基于构建的模糊分割函数，计算待识别样本在各指标下隶属于各级别的隶属度值，建立以隶属度函数表征的决策矩阵，进而将通航应急救援资源预测问题转换为多属性决策问题，利用TOPSIS方法解决该多属性决策问题，获得待识别样本权重级别；最后，对收集的6个案例数据权重进行排序，得到相应的通航应急救援资源需求数量等级，其具体步骤为：
步骤Q1：以通航应急救援资源需求预测数量为研究对象，考虑传统通航应急救援需求预测的指标体系未考虑级别划分界限的模糊特性构建指标模糊分割模型，基于构建的模糊分割函数，计算待测试样本在各指标下隶属于各级别的隶属值，建立以隶属度函数表征的决策矩阵，将通航应急救援资源需求预测问题转换为多属性决策问题；
步骤Q2：利用TOPSIS方法解决该多属性决策问题，获得待测试样本权重及排序，根据通航应急救援资源需求数量指标分级标准确定通航应急救援资源需求数量。


2.根据权利要求1所述的一种基于指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测方法，其特征在于，步骤Q1所述指标模糊分割模型的建立，具体如下：
Q11：所述的指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测模型有以下前提条件：
目前，应用于应急救援中的通航资源主要为各类通航飞机，不同通航飞机可执行不同应急救援任务，在应用模型拟定通航应急救援资源预测模型时，只考虑单一任务，如消防灭火、伤员转运、物资运送等，可以确定直升机所需的数量，不对直升机机型和功能做需求决策；
Q12：所述的指标模糊分割和TOPSIS的通航应急救援资源需求预测模型中使用的变量及其含义如下：
xi(i＝1,2,K,s)为研究对象空间X取s个样本；
Ij(j＝1,2,K,n)为每个样本有n个特征指标；
xij为样本xi在特征指标Ij下的测量值；
{C1,C2,K,Cm}为属性空间F上的一个有序分割类，其中设F为X上的某类属性空间，{C1,C2,K,Cm}为属性空间F上的任意分割，且满足C1＞C2＞L＞Cm或C1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全义，何鑫，熊升华，艾洪舟，张健萍，胡茂绮，刘雨佳，徐佳，李海，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：四川;51