【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以多種改善方法為準(zhǔn)則的規(guī)劃問題，首先建立了層次分析模型，針對(duì)問題，確立了目標(biāo)層為緩解交通擁堵，準(zhǔn)則層為交通流、功能區(qū)構(gòu)架、居民區(qū)情況，方案層為各通道的情況：南寶通道（南山—寶安）、福寶通道（福田—寶安）、福龍通道（福田—龍崗）、羅龍通道（羅湖—龍崗）四條通道。通過層次分析法基本算法，可以確定方案層各通道的權(quán)重，即各分區(qū)通道對(duì)交通擁堵情況的影響，為了使層次分析法所的權(quán)重更具客觀性，決定采用熵值權(quán)重賦值法對(duì)層次分析法所得權(quán)重進(jìn)行修正，即兩種方法乘以各級(jí)的客觀系數(shù)綜合為一個(gè)權(quán)值，得到各通道的最終排名。最后依據(jù)各通道排名，結(jié)合地圖中功能區(qū)域的分布，將與擁堵程度較高的通道相連的功能區(qū)調(diào)配到相鄰且對(duì)交通擁堵影響較小的通道所連接的區(qū)域里，即可對(duì)交通擁堵程度較高的關(guān)口通道予以緩解，達(dá)到問題三的目的。某些因素是相互制約、相互影響的。我們將這樣的復(fù)雜系統(tǒng)稱為一個(gè)決策系統(tǒng)。這些決策系統(tǒng)中很多因素之間的比較往往無法用定量的方式描述，此時(shí)需要將半定性、半定量的問題轉(zhuǎn)化為定量計(jì)算問題。層次分析法是解決這類問題的行之有效的方法。層次分析法將復(fù)雜的決策系統(tǒng)層次化，通過逐層比較各種關(guān)聯(lián)因素的重要性來為分析、決策提供定量的依據(jù)。層次分析法的步驟：建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)首先要把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)模型。一個(gè)決策系統(tǒng)大體可以分成三個(gè)層次：(1)最高層（目標(biāo)層）：這一層次中只有一個(gè)元素，一般它是分析問題的預(yù)定目標(biāo)或理想結(jié)果；(2)中間層（準(zhǔn)則層）：這一層次中包含了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)，它可以由若干個(gè)層次組成，包括所需考慮的準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則；(3)最低層（方案層）：這一層次包括了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等。在問題三中，我們可以得到下面的決策系統(tǒng)：目標(biāo)層—— 緩解交通擁堵準(zhǔn)則層—— 交通流、功能區(qū)構(gòu)架、居民區(qū)方案層——南寶通道（南山—寶安）、福寶通道（福田—寶安）、福龍通道（福田—龍崗）、羅龍通道（羅湖—龍崗）。構(gòu)造成對(duì)比較判斷矩陣和正反矩陣方案層的通道參數(shù)依據(jù)具體的路段數(shù)據(jù)得到相對(duì)重要性。南山區(qū)寶安區(qū)（西鄉(xiāng)鎮(zhèn)）：1號(hào)107國(guó)道(廣深公路）南頭檢查站南行北戰(zhàn)略、3號(hào)G4(廣深高速)(2260km+969m)南行北戰(zhàn)略、6號(hào)松白路白芒檢查站入北戰(zhàn)略。福田區(qū)寶安區(qū)（龍華鎮(zhèn)）：7號(hào)福龍隧道南向北行駛、8號(hào)福龍隧道北向南行駛福田區(qū)龍崗區(qū)（布吉鎮(zhèn)）：12號(hào)清坪快速清水河聯(lián)檢站入口南行北戰(zhàn)略、13號(hào)保潔路清水河檢查站出南戰(zhàn)略、14號(hào)西環(huán)路清水河檢查站入北戰(zhàn)略、15號(hào)布吉路深惠路南向北行駛、16號(hào)深惠路布吉路北向南行駛。羅湖區(qū)龍崗區(qū)（橫崗鎮(zhèn)）：17號(hào)丹沙路沙灣檢查站入北戰(zhàn)略。設(shè)要比較四個(gè)因素即四種通道，對(duì)同一目標(biāo)的影響，每次取兩個(gè)因素和，表示與對(duì)目標(biāo)的影響程度之比，其中的取值由SAATY的19值法決定如表51所示： 表51 SAATY的19值法 標(biāo)度含義135792，4，6，8倒數(shù)表示兩個(gè)因素相比，具有相同重要性表示兩個(gè)因素相比，前者比后者稍重要表示兩個(gè)因素相比，前者比后者明顯重要表示兩個(gè)因素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要表示兩個(gè)因素相比，前者比后者極端重要表示上述相鄰判斷的中間值若因素 與因素的重要性之比為，那么因素與因素重要性之比為=。權(quán)向量和一致性指標(biāo)對(duì)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)的步驟如下： (1)計(jì)算一致性指標(biāo)CI (2)查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI。對(duì)，SATTY給出了RI的值，如下表52所示：表52 SATTY中RI的值n123456789RI00RI的值是這樣得到的，用隨機(jī)方法構(gòu)造500個(gè)樣本矩陣：隨機(jī)地從及其倒數(shù)中抽數(shù)字構(gòu)造正反矩陣，求得最大特征根，并定義(3)計(jì)算一致性比例CR 當(dāng)時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受，否則應(yīng)對(duì)判斷矩陣適當(dāng)修正。層次總排序及一致性檢驗(yàn)設(shè)上一層次A層包含共三個(gè)因素，它們的層次總排序權(quán)重分別為。又舍棄后的下一層次（B層）包含四個(gè)因素,它們關(guān)于的層次單排序權(quán)重分別為（當(dāng)B與A無關(guān)聯(lián)時(shí)，=0）。現(xiàn)求B層中各因素關(guān)于總目標(biāo)的權(quán)重，即求B層各因素總排序權(quán)重，計(jì)算按下式所示方式進(jìn)行，即對(duì)層次總排序也需作一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)仍象層次總排序那樣由高層到低層逐層進(jìn)行。這是因?yàn)殡m然各層次均已經(jīng)過層次單排序的一致性檢驗(yàn)，各成對(duì)比較判斷矩陣都已具有較為滿意的一致性。但當(dāng)綜合考察時(shí)，各層次的非一致性仍有可能積累起來，引起最終分析結(jié)果較嚴(yán)重的非一致性。設(shè)B層中與相關(guān)的因素的成對(duì)比較判斷矩陣在單排序中經(jīng)一致性檢驗(yàn)，求得單排序一致性指標(biāo)為，相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)為（、已在層次單排序中求得），則B層總排序隨機(jī)一致性比例為當(dāng)時(shí)，認(rèn)為層次總排序結(jié)果具有比較滿意的一致性并接受該分析結(jié)果。首先構(gòu)造如圖53所示的層次結(jié)構(gòu)模型。圖53 層次結(jié)構(gòu)模型隨后依據(jù)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，構(gòu)造出了準(zhǔn)則層次的判斷矩陣如表54所示。 表54 準(zhǔn)則層的判斷矩陣1 571/5131/71/31其次構(gòu)造了方案層的判斷矩陣如表55,56,57所示。表55 準(zhǔn)則下方案層的判斷矩陣 表56 準(zhǔn)則下方案層的判斷矩陣 11/31/51311/515517111/71 11/31/711/311/517517111/71表57 準(zhǔn)則下方案層的判斷矩陣 131/711/311/73771711/31/71上面得到的是一族元素對(duì)上一層中某元素的權(quán)重向量。接下來要得到的是總排序權(quán)重，自上而下的將單層次的權(quán)重進(jìn)行合成，得到層次總排序合成表如58所示。表58 層次總排序合成表準(zhǔn)則車流密度區(qū)域架構(gòu)居民區(qū)總權(quán)值排序準(zhǔn)則層權(quán)值方案層單位排序權(quán)值南寶通道福寶通道福龍通道羅龍通道、所得排序?yàn)楦｝埻ǖ栏毻ǖ滥蠈毻ǖ懒_龍通道。由實(shí)際情況可知福龍通道在居民區(qū)密集區(qū)，且所處與功能區(qū)聯(lián)系緊密，顯然對(duì)交通擁堵的影響教大，而羅龍通道所連接的地區(qū)人口相對(duì)較為稀疏，且所連接區(qū)域與功能區(qū)聯(lián)系較小，故得到其權(quán)重值較小也是合理的。為了使各通道對(duì)交通擁堵影響的排序更具合理性，采用熵值法權(quán)重賦值模型對(duì)層次分析法的權(quán)重排序進(jìn)行了修正。熵值法基本原理在信息論中，熵是對(duì)不確定性的一種度量。信息量越大，不確定性就越小，熵也就越??；信息量越小，不確定性越大，熵也越大。根據(jù)熵的特性，我們可以通過計(jì)算熵值來判斷一個(gè)事件的隨機(jī)性及無序程度，也可以用熵值來判斷某個(gè)指標(biāo)的離散程度，指標(biāo)的離散程度越大，該指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的影響越大。熵值法步驟(1)選取個(gè)樣本，個(gè)指標(biāo)，則為第個(gè)樣本的第個(gè)指標(biāo)的數(shù)值。(2)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理 (3)計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)的熵值，其中，， (4)計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)對(duì)第項(xiàng)指標(biāo)，指標(biāo)值的差異越大，對(duì)方案評(píng)價(jià)的左右就越大，熵值就越小，定義差異系數(shù)：，式中，,(5)求得權(quán)值： 由熵值法可以求得四類聯(lián)通相鄰兩個(gè)地區(qū)對(duì)于緩解交通擁堵影響的權(quán)重表69所示。其中為了使用熵值法對(duì)于層次分析法的賦值權(quán)重進(jìn)行修正，對(duì)熵值法所的權(quán)重賦予30個(gè)百分點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)，相對(duì)來說，層次分析法擁有70個(gè)百分點(diǎn)，從而對(duì)層次分析法的權(quán)重進(jìn)行修正，所得最終權(quán)值如表59所示。表59 最終權(quán)重賦值權(quán)值南寶通道福安通道福龍通道羅龍通道方法權(quán)重熵值法層次分析最終權(quán)值1由以上權(quán)重賦值結(jié)果，可以得知福田區(qū)到西鄉(xiāng)鎮(zhèn)(福龍通道)對(duì)交通擁堵影響最大，而龍華鎮(zhèn)作為一大功能區(qū)，交通擁堵不僅對(duì)功能區(qū)產(chǎn)業(yè)造成一定影響，而且功能區(qū)的人力資源的需求反作用于交通流量更會(huì)加劇該通道的擁堵程度。所以要找一個(gè)毗鄰的地區(qū)，該地區(qū)所擁有的的交通通道承載能力較大，且擁堵程度較小。可以發(fā)現(xiàn)南山到西鄉(xiāng)（南寶通道）的權(quán)值較小，龍華鎮(zhèn)與西鄉(xiāng)及光明畜牧場(chǎng)方向距離較近，所以建議將龍華功能區(qū)調(diào)往光明、西鄉(xiāng)方向。其次，福田區(qū)到布吉鎮(zhèn)（福龍通道）對(duì)交通擁堵影響也較大，而布吉鎮(zhèn)作為一大功能，是造成交通擁堵的首要原因，同前面一樣，交通擁堵對(duì)于功能區(qū)發(fā)展的影響是雙向的，所以，也需要幫助布吉鎮(zhèn)尋找一個(gè)替換區(qū)域，通過上表可以發(fā)現(xiàn)，羅湖至橫崗方向（羅龍通道）的交通影響權(quán)重也是較小的，而沿著羅湖至橫崗方向的非功能地區(qū)有坪山鎮(zhèn)和大鵬鎮(zhèn)，因此給出建議將布吉鎮(zhèn)的功能區(qū)調(diào)往坪山、大鵬鎮(zhèn)方向。依據(jù)上述分析，最終確立了功能區(qū)調(diào)配方案，并繪制成表如表510所示。為更加形象的對(duì)調(diào)配方案進(jìn)行說明，利用專業(yè)軟件繪制了圖511，利用著色的有向線段代表調(diào)整指向，如下圖所示。表510 功能區(qū)調(diào)整建議表功能區(qū)調(diào)整建議表交通擁堵影響權(quán)重比較調(diào)整建議（福田龍華）大于（南山西鄉(xiāng)）龍華光明、西鄉(xiāng)方向（羅湖橫崗）小于（福田布吉）布吉坪山、大鵬方向圖511 功能區(qū)調(diào)配示意圖上圖中，藍(lán)箭頭代表道路方向，及四種通道福田區(qū)到西鄉(xiāng)鎮(zhèn)(福龍通道)、南山到西鄉(xiāng)（南寶通道）、福田區(qū)到布吉鎮(zhèn)（福龍通道）、羅湖至橫崗方向（羅龍通道）。紅箭頭方向代表了功能區(qū)的調(diào)配方案，這樣以緩解交通擁堵的調(diào)配方案就完成了。問題三模型分析、建立與求解 問題三模型分析問題三要求建立合理模型在合理的地方增加關(guān)內(nèi)通道，用以緩解關(guān)口的交通擁堵。要在求解出適當(dāng)?shù)牡胤?，就是要在兩點(diǎn)間定義一個(gè)新變量，這個(gè)變量要一個(gè)能夠涵蓋距離和兩點(diǎn)間的擁堵情況的綜合指標(biāo)，將這個(gè)變量暫且稱作交通流距。要判斷兩點(diǎn)間是否需要建立新通道，就需要將實(shí)際兩點(diǎn)間最短交通流距與理想兩點(diǎn)間的交通流距（距離為兩點(diǎn)間直線距離），在這里擬定出評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，若實(shí)際最短交通流