交通运输系统工程第六章系统评价课件.ppt
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- 交通运输 系统工程 第六 系统 评价 课件
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1、交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价*主要内容主要内容*第六讲第六讲 运输系统模拟运输系统模拟第五讲第五讲 运输系统网络计划技术运输系统网络计划技术第四讲第四讲 运输系统预测运输系统预测第三讲第三讲 运输系统模型运输系统模型第二讲第二讲 运输系统分析运输系统分析第七讲第七讲 运输系统评价运输系统评价课程知识结构第八讲第八讲 运输系统决策运输系统决策第九讲第九讲 运输决策支持系统运输决策支持系统第一讲第一讲 概论概论第十讲第十讲 智能运输系统智能运输系统交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价第六讲 运输系统模型 系统评价概述系
2、统评价概述6.1 层次分析法层次分析法6.2 模糊综合评判法模糊综合评判法6.3 案例及习题案例及习题6.4交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价【系统评价系统评价】一、定义一、定义 系统评价系统评价是对系统的各种可行方案,从社会、是对系统的各种可行方案,从社会、政治、经济等方面给予综合考察,确定系统的综合评价政治、经济等方面给予综合考察,确定系统的综合评价值,在众多的备选方案中找出最优方案,作为进一步决值,在众多的备选方案中找出最优方案,作为进一步决策的参考。策的参考。6.1 6.1 系统评价概述系统评价概述交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运
3、输系统评价运输系统评价1、评价的客观性和科学性原则、评价的客观性和科学性原则 (1)评价资料的全面性和可靠性;评价资料的全面性和可靠性;(2)评价人员的代表性和客观公正性。评价人员的代表性和客观公正性。2、评价方案的可比性和可操作性原则、评价方案的可比性和可操作性原则3、评价指标的系统性和合理性原则、评价指标的系统性和合理性原则v二、系统评价的原则二、系统评价的原则交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v三、系统评价指标体系三、系统评价指标体系指标体系指标体系政策性指标政策性指标技术性指标技术性指标经济性指标经济性指标资源性指标资源性指标社会性指标社会性指标时
4、间性指标时间性指标方针方针法令法令政策政策政策政策性能性能可靠性可靠性寿命寿命安全性安全性方案成本、利方案成本、利润、税金、投润、税金、投资额、流动资资额、流动资金、回收期及金、回收期及建设周期,地建设周期,地方性间接受益方性间接受益社会福利、社社会福利、社会节约、综合会节约、综合发展、就业机发展、就业机会、生态环境会、生态环境物资、人力、物资、人力、能源、水源、能源、水源、土地条件土地条件工程进工程进度度试制周试制周期期交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价【大类指标和分类指标数量问题大类指标和分类指标数量问题】v 指标数量越多,指标覆盖的范围越宽,则方案之
5、间的差指标数量越多,指标覆盖的范围越宽,则方案之间的差异表现就越明显,越有利于方案的判断和评价,但确定大类异表现就越明显,越有利于方案的判断和评价,但确定大类指标和分指标重要程度也就越困难,因而歪曲方案本质特性指标和分指标重要程度也就越困难,因而歪曲方案本质特性的可能性也越大。大类指标和分类指标越多,在研究、分析的可能性也越大。大类指标和分类指标越多,在研究、分析 决策所花费的时间、费用越多,但方案评价的效果越好。决策所花费的时间、费用越多,但方案评价的效果越好。v 这个矛盾体如何处理取决于决策者对方案精度、费用、这个矛盾体如何处理取决于决策者对方案精度、费用、时间的综合考虑,在实际工作中,系
6、统工程工作者强调在达时间的综合考虑,在实际工作中,系统工程工作者强调在达到评价精度要求的前提下,指标体系尽可能的简单易行。到评价精度要求的前提下,指标体系尽可能的简单易行。交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价【评价指标之间的相互独立问题评价指标之间的相互独立问题】v 原则上要求指标之间应相互独立,互不重复。原则上要求指标之间应相互独立,互不重复。例如企业费用和投资费用,折旧费用和成本,在使例如企业费用和投资费用,折旧费用和成本,在使用中的交叉处必须明确加以划分和规定。用中的交叉处必须明确加以划分和规定。v 对于某些有因果关系的指标,理论上取某一方对于某些有因
7、果关系的指标,理论上取某一方面指标。或者在设计模型时考虑指标存在相关的问面指标。或者在设计模型时考虑指标存在相关的问题,采用某些算法剔除相关关系。题,采用某些算法剔除相关关系。交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价【评价指标体系的确定问题评价指标体系的确定问题】v 评价指标体系的建立要求尽可能地做到科学、合理、实评价指标体系的建立要求尽可能地做到科学、合理、实用。用。v 为了解决这种矛盾通常使用专家咨询法,德尔菲方法为了解决这种矛盾通常使用专家咨询法,德尔菲方法(Delphi MethodsDelphi Methods)由于其独特的优点得到广泛的使用,即)由于
8、其独特的优点得到广泛的使用,即经过广泛征求专家意见,反复交换信息,统计处理和归纳综经过广泛征求专家意见,反复交换信息,统计处理和归纳综合,使所建立的评价指标体系更能充分反映上述要求。合,使所建立的评价指标体系更能充分反映上述要求。交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v四、系统评价的步骤四、系统评价的步骤1、方案说明;、方案说明;2、构建指标体系;、构建指标体系;3、确定权重,并调整;、确定权重,并调整;4、单项评价,查明各项指标的实现程度;、单项评价,查明各项指标的实现程度;5、单项评价指标综合,得出大类指标的价值;、单项评价指标综合,得出大类指标的价值;6
9、、进行综合评价,综合各大类指标的价值和总价值。、进行综合评价,综合各大类指标的价值和总价值。交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v五、系统评价的方法五、系统评价的方法1、以定性评价为主、以定性评价为主专家咨询法(德尔菲法)专家咨询法(德尔菲法)2、以经济分析为基础、以经济分析为基础费用费用-效益分析法效益分析法3、以多指标、定量和定性分析相结合为特点、以多指标、定量和定性分析相结合为特点:(1)关联矩阵法关联矩阵法 (2)层次分析法层次分析法 (3)模糊综合评判法模糊综合评判法 交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价一、层次
10、分析法一、层次分析法定性与定量相结合的多准则决策方法定性与定量相结合的多准则决策方法v1、基本思想、基本思想 把复杂问题分解成目标层、准则层和方案层,明确每一层的把复杂问题分解成目标层、准则层和方案层,明确每一层的组成要素,建立起一个描述系统功能和特征的递阶层次结构。在给组成要素,建立起一个描述系统功能和特征的递阶层次结构。在给定的评价标准下,相对上一层某一要素而言,下一层各要素之间进定的评价标准下,相对上一层某一要素而言,下一层各要素之间进行重要性的两两比较,建立判断矩阵。通过判断矩阵的计算,得到行重要性的两两比较,建立判断矩阵。通过判断矩阵的计算,得到下层要素对上一层要素的权重,最后确定备
11、选方案相对重要性的总下层要素对上一层要素的权重,最后确定备选方案相对重要性的总排序。排序。6.2 6.2 层次分析法(层次分析法(AHP-Analytic Hierarchy ProcessAHP-Analytic Hierarchy Process)目标目标指标指标1指标指标2指标指标3方案方案1方案方案2方案方案3(目标层)(目标层)(准则层)(准则层)(方案层)(方案层)交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v2、实施步骤、实施步骤第一步:第一步:分析评价系统中各基本要素之间的关系,建立分析评价系统中各基本要素之间的关系,建立系统的递阶层次结构:系统的递
12、阶层次结构:v目标层目标层 一般为问题的预定目标或期望实现的理想结果,是系统评一般为问题的预定目标或期望实现的理想结果,是系统评价的最高准则,又称目的或总目标层。价的最高准则,又称目的或总目标层。v准则层准则层 为实现目标所涉及的准则,一般为一层,复杂系统可以包为实现目标所涉及的准则,一般为一层,复杂系统可以包含多层,即准则层、子准则层。含多层,即准则层、子准则层。v方案层方案层 表示为实现目标可供选择的各种方案、措施等,是评价对表示为实现目标可供选择的各种方案、措施等,是评价对象的具体化。象的具体化。6.2 6.2 层次分析法(层次分析法(AHP-Analytic Hierarchy Pro
13、cessAHP-Analytic Hierarchy Process)交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v2、实施步骤、实施步骤第二步:第二步:对同一层次的各元素关于上一层次中某一要素对同一层次的各元素关于上一层次中某一要素的重要性进行两两比较,构造两两比较判断矩阵的重要性进行两两比较,构造两两比较判断矩阵A如下:如下:mnmmnnaaaaaaaaaA212222111211 其中,其中,aij表示要素表示要素i与要素与要素j相比的重要性标度,一般采用相比的重要性标度,一般采用“”予以赋值。予以赋值。交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统
14、评价运输系统评价标度标度含义含义1两个要素相比,具有同样重要性两个要素相比,具有同样重要性3两个要素相比,前者比后者稍微重要两个要素相比,前者比后者稍微重要5两个要素相比,前者比后者明显重要两个要素相比,前者比后者明显重要7两个要素相比,前者比后者强烈重要两个要素相比,前者比后者强烈重要9两个要素相比,前者比后者极端重要两个要素相比,前者比后者极端重要2,4,6,8上述相邻判断的中间值上述相邻判断的中间值倒数倒数两个要素相比,后者比前者的重要性标度两个要素相比,后者比前者的重要性标度判断矩阵标度定义判断矩阵标度定义交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v2、实
15、施步骤、实施步骤第三步:第三步:由判断矩阵计算被比较要素对于上层由判断矩阵计算被比较要素对于上层要素的相对权重要素的相对权重 。v方根法方根法几何平均值法;几何平均值法;v和积法和积法算数平均值法。算数平均值法。T21).(nWWWW交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价),.,2,1(1niaMnjijib.计算计算Mi的的n次方根次方根),.,2,1(niMWnii1)方根法)方根法a.计算判断矩阵每一行元素的乘积计算判断矩阵每一行元素的乘积c.对向量对向量T21).(nWWWW归一化归一化),.,2,1(niWWWniiiiiT21).(nWWWW判断矩
16、阵的处理判断矩阵的处理(方根法方根法)即为相对权重向量。即为相对权重向量。交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价2)和积法)和积法判断矩阵的处理判断矩阵的处理(和积法和积法)a.将判断矩阵每一列将判断矩阵每一列“归一化归一化”),.,2,1,(1njiaaankkjijijb.每一列经每一列经“归一化归一化”后的新判断矩阵按行相加后的新判断矩阵按行相加1 (1,2,.,)niijjWainc.对向量对向量T21).(nWWWW归一化归一化),.,2,1(niWWWniiiiiT21).(nWWWW即为所求的特征向量。即为所求的特征向量。交通运输系统工程交通运输
17、系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价(1)以以W为特征向量,计算判断矩阵的最大特征根为特征向量,计算判断矩阵的最大特征根AWW(2)一致性检验一致性检验 2-1 普通一致性指标普通一致性指标max0.11nCInv2、实施步骤、实施步骤第四步:第四步:进行一致性检验,倘若通过一致性检验,说明进行一致性检验,倘若通过一致性检验,说明该矩阵的精确度合乎要求,转入下一步:否则,转入上该矩阵的精确度合乎要求,转入下一步:否则,转入上一步。一步。nimin1max1交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价2-2 随机一致性检验随机一致性检验(n增多时,普通一致
18、性检验通不过时)增多时,普通一致性检验通不过时)对对1-9阶的判断矩阵,通过阶的判断矩阵,通过500个样本判断矩阵计算得到平均随机个样本判断矩阵计算得到平均随机一致性指标检验值一致性指标检验值RI。随机一致性比率随机一致性比率CRCICR0.1RI其中,随机一致性指标其中,随机一致性指标RI的定义如下:的定义如下:N1234567891011121314R.I.000.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58 若若C.R.不满足一致性要求,判断矩阵需要重新给定。不满足一致性要求,判断矩阵需要重新给定。交通运输系统工程交通
19、运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v2、实施步骤、实施步骤第五步:第五步:计算各层要素对系统目的的合成权重,并对各计算各层要素对系统目的的合成权重,并对各备选方案排序:备选方案排序:njWWWW21Vi B1 B2 Bj Bn mjjjmjjjnjjjVwVVwVVwV22111项项 目目C1C2CmV11 V12 V1j V1nV21 V22 V2j V2nVm1 Vm2 V1j Vmn.交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价【层次分析法举例层次分析法举例】v 某单位需要购进一批汽车,有某单位需要购进一批汽车,有C1、C2、C3三三种备选车
20、型,三者在性能、价格、维修方面均不同,种备选车型,三者在性能、价格、维修方面均不同,试分析哪种车型是综合指标较高的车型。试分析哪种车型是综合指标较高的车型。v解析:解析:1、列出层次结构图、列出层次结构图选型选型A性能性能B1价格价格B2维修维修B3车型车型C1车型车型C2车型车型C3(目标层)(目标层)(准则层)(准则层)(方案层)(方案层)交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v2、邀请专家评判,建立判断矩阵,包括:各准则对总目标、邀请专家评判,建立判断矩阵,包括:各准则对总目标、各方案对各准则的判断矩阵如下:各方案对各准则的判断矩阵如下:选型选型A性能性
21、能B1价格价格B2维修维修B3车型车型C1车型车型C2车型车型C3(目标层)(目标层)(准则层)(准则层)(方案层)(方案层)交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价v3、由判断矩阵计算被比较要素对于上层要素的相对权重,、由判断矩阵计算被比较要素对于上层要素的相对权重,并进行一致性检验,过程如下:并进行一致性检验,过程如下:各准则对目标的相对权重及一致性检验交通运输系统工程交通运输系统工程 第六讲第六讲 运输系统评价运输系统评价各方案对性能准则的相对权重及一致性检验各方案对价格准则的相对权重及一致性检验各方案对维修准则的相对权重及一致性检验交通运输系统工程交通运
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