基于GRA和改进TOPSIS的城市道路施工期缓堵交通组织方案比选方法技术

本发明专利技术公开了一种基于GRA和改进TOPSIS的城市道路施工期缓堵交通组织方案比选方法，属于交通组织管理领域，构建多层次的道路施工期缓堵交通组织方案评价指标体系；搭建施工影响区域的路网仿真模型，并对各缓堵交通组织方案进行仿真模拟，从而获取各缓堵交通组织方案的评价指标值；确定评价指标体系中各评价指标的主观权重和客观权重，并融合得到综合权重；采用主成分分析法对评价指标进行降维处理；将灰色关联分析法和改进TOPSIS方法相结合计算得到各方案的相对贴近度，并根据相对贴近度对各方案进行排序。本发明专利技术能够科学合理地对施工期缓堵交通组织方案进行比选，并确定最优的施工期交通组织方案，从而有效缓解施工期道路的交通拥堵状况。通拥堵状况。通拥堵状况。

【技术实现步骤摘要】
基于GRA和改进TOPSIS的城市道路施工期缓堵交通组织方案比选方法


[0001]本专利技术属于交通组织管理
，更具体地，涉及一种基于GRA和改进TOPSIS的城市道路施工期缓堵交通组织方案比选方法。

技术介绍

[0002]随着城市规模的不断扩大，城市交通设施的供给能力也越来越难以满足人们的出行需求，因此城市道路改造需求也不断增长。然而由于城市道路改造施工期间会占用部分车道，使得原本就紧张的道路资源更加吃紧，从而导致施工区域周边路网拥堵频发。因此针对城市道路改造施工期间发生的交通拥堵制定合理有效的缓堵交通组织方案是至关重要的。然而目前缓堵交通组织方案通常是根据经验确定的，方案的科学性和合理性难以保证，导致方案实施效果较差，因此需要提出一种定量的比选方法确定最优的施工期缓堵交通组织方案，从而有效改善施工区域周边路网的交通拥堵状况。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种城市道路施工期缓堵交通组织方案比选方法，能够对施工期缓堵交通组织方案进行定量比选，为合理制定施工期缓堵交通组织方案提供了理论依据。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于GRA和改进TOPSIS的城市道路施工期缓堵交通组织方案比选方法，包括：
[0005](1)构建多层次的城市道路施工期缓堵交通组织方案评价指标体系；
[0006](2)搭建施工区域的路网仿真模型，并对各缓堵交通组织方案进行仿真模拟，基于城市道路施工期缓堵交通组织方案评价指标体系获取各缓堵交通组织方案的评价指标值，并对各缓堵交通组织方案的评价指标值进行归一化处理后，构建得到标准化决策矩阵；
[0007](3)确定城市道路施工期缓堵交通组织方案评价指标体系中各评价指标权重值，并由各评价指标权重值及标准化决策矩阵计算得到加权决策矩阵；
[0008](4)采用主成分法分析法PCA对评价指标的加权决策矩阵进行降维处理；
[0009](5)基于降维后的决策矩阵，结合灰色关联分析法GRA和改进TOPSIS方法计算各方案的相对贴近度，并根据相对贴近度对各方案进行排序。
[0010]在一些可选的实施方案中，步骤(2)包括：
[0011]使用VISUM软件对路网进行构建和调整，根据路段车流量反推交通需求矩阵，并采用基于仿真的动态交通分配方法SBA将车流量加载到路网中；将VISUM建立好的模型导入VISSIM后自动生成车辆路径，使用VISSIM软件统计并输出各方案的评价指标值；对各缓堵交通组织方案的评价指标值进行归一化处理后，构建得到标准化决策矩阵。
[0012]在一些可选的实施方案中，步骤(3)包括：
[0013](3.1)采用模糊层次分析法确定各评价指标的主观权重值；
[0014](3.2)采用CRITIC方法确定各评价指标的客观权重值；
[0015](3.3)根据最小鉴别信息原理融合主观权重值和客观权重值确定各评价指标的综合权重值，将综合权重和标准化决策矩阵相乘得到加权决策矩阵。
[0016]在一些可选的实施方案中，步骤(3.1)包括：
[0017](3.1.1)用三角模糊数取代1～9标度值对指标进行模糊评价从而得到各层次指标的模糊判断矩阵R＝(r
ij
)
n
×
n
，r
ij
是指标i相对于指标j的重要性，r
ij
＝(l
ij
,m
ij
,u
ij
)，l
ij
、m
ij
和u
ij
分别为三角模糊数的悲观值、可能值和乐观值，其中，采用九标度模糊评判法描述两个指标的相对重要性，n表示指标个数；
[0018](3.1.2)由计算各指标的模糊综合程度值；
[0019](3.1.3)由d
i
＝V(S
i
≥S1,S2,
…
,S
n
)＝minV(S
i
≥S
j
)计算各指标大于其他指标的可能度，S
i
≥S
j
的可能度为V(S
i
≥S
j
)；
[0020](3.1.4)由进行归一化处理得到各指标的主观权重值。
[0021]在一些可选的实施方案中，步骤(3.2)包括：
[0022](3.2.1)计算各评价指标在不同方案下的标准差，根据各评价指标的标准差以及各评价指标间的相关系数得出个各评价指标的信息量；
[0023](3.2.2)根据信息量由计算各评价指标的客观权重，w
j
为各评价指标的客观权重值，g
j
为第j个指标的信息量，g
k
为第k个指标的信息量。
[0024]在一些可选的实施方案中，步骤(3.3)包括：
[0025](3.3.1)由确定评价指标的综合权重，w
j
为各指标的客观权重值；ω
j
为各指标的主观权重值；W
j
为各指标的综合权重；
[0026](3.3.2)由将综合权重和标准化决策矩阵相乘得到加权决策矩阵Z，z
ij
表示第i个方案的第j个指标的加权指标值；x
mn
表示第m个方案的第n个指标的无量纲化指标值。
[0027]在一些可选的实施方案中，步骤(4)包括：
[0028](4.1)计算加权决策矩阵的协方差矩阵；
[0029](4.2)计算协方差矩阵特征值及其对应的特征向量，并将特征值从大到小进行排列；
[0030](4.3)计算各主成分贡献率及累计贡献率，取累计贡献率在预设值以上的若干个特征值对应的特征向量作为主要成分；
[0031](4.4)将加权决策矩阵与主要成分相乘得到加权决策矩阵降维后的决策矩阵。
[0032]在一些可选的实施方案中，步骤(5)包括：
[0033](5.1)根据降维后的决策矩阵构建正理想解H
+
和负理想解H
‑
，其中，选取各评价指标在所有方案下的最大值作为正理想解，选取各评价指标在所有方案下的最小值作为负理想解；
[0034](5.2)计算每个评价方案与正理想解和负理想解在各评价指标下的灰色关联系数，由灰色关联系数计算每个评价方案与正理想解和负理想解的灰色关联度；
[0035](5.3)计算各方案与正理想解和负理想解之间的马氏距离；
[0036](5.4)由计算各方案相对贴进度，根据相对贴进度的大小对方案进行排序，从而得到最优方案，t
i+
＝ar
i+
+bd
i
‑
，t
i
‑
＝ar
i
‑
+bd
i+
，a和b为常数，f本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GRA和改进TOPSIS的城市道路施工期缓堵交通组织方案比选方法，其特征在于，包括：(1)构建多层次的城市道路施工期缓堵交通组织方案评价指标体系；(2)搭建施工区域的路网仿真模型，并对各缓堵交通组织方案进行仿真模拟，基于城市道路施工期缓堵交通组织方案评价指标体系获取各缓堵交通组织方案的评价指标值，并对各缓堵交通组织方案的评价指标值进行归一化处理后，构建得到标准化决策矩阵；(3)确定城市道路施工期缓堵交通组织方案评价指标体系中各评价指标权重值，并由各评价指标权重值及标准化决策矩阵计算得到加权决策矩阵；(4)采用主成分法分析法PCA对评价指标的加权决策矩阵进行降维处理；(5)基于降维后的决策矩阵，结合灰色关联分析法GRA和改进TOPSIS方法计算各方案的相对贴近度，并根据相对贴近度对各方案进行排序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)包括：使用VISUM软件对路网进行构建和调整，根据路段车流量反推交通需求矩阵，并采用基于仿真的动态交通分配方法SBA将车流量加载到路网中；将VISUM建立好的模型导入VISSIM后自动生成车辆路径，使用VISSIM软件统计并输出各方案的评价指标值；对各缓堵交通组织方案的评价指标值进行归一化处理后，构建得到标准化决策矩阵。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括：(3.1)采用模糊层次分析法确定各评价指标的主观权重值；(3.2)采用CRITIC方法确定各评价指标的客观权重值；(3.3)根据最小鉴别信息原理融合主观权重值和客观权重值确定各评价指标的综合权重值，将综合权重和标准化决策矩阵相乘得到加权决策矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3.1)包括：(3.1.1)用三角模糊数取代1～9标度值对指标进行模糊评价从而得到各层次指标的模糊判断矩阵R＝(r
ij
)
n
×
n
，r
ij
是指标i相对于指标j的重要性，r
ij
＝(l
ij
,m
ij
,u
ij
)，l
ij
、m
ij
和u
ij
分别为三角模糊数的悲观值、可能值和乐观值，其中，采用九标度模糊评判法描述两个指标的相对重要性，n表示指标个数；(3.1.2)由计算各指标的模糊综合程度值；(3.1.3)由d
i
＝V(S
i
≥S1,S2,
…
,S
n
)＝min V(S
i
≥S
j
)计算各指标大于其他指标的可能度，S
i
≥S
j
的可能度为V(S
i
≥S
j
)；(3.1.4)由进行归一化处理得到各指标的主观权重值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3.2)包括：(3.2.1)计算各评价指标在不同方...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，邵俊豪，赵瑞松，郭梦迪，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：