改进沥青路面使用性能综合评价模型研究.docVIP

改进沥青路面使用性能综合评价模型研究 　　摘要：本文从沥青路面使用性能评价模型受到的制约因素出发，利用模糊数学理论和层次分析法减少制约因素的影响，建立模糊层次综合评价沥青路面使用性能的模型。本文中的模糊层次综合评价模型综合多项路面模糊性评价指标，并采取客观权重减少人为因素的干扰，能够减少现有评定方法的片面性及主观性，可以准确、全面地反映路面使用性能的实际状况。实例表明：本文中的模糊层次综合评价法操作简单、实用性强，可在沥青路面使用性能的评价中广泛应用。 　　关键词：路面使用性能，模糊数学，层次分析法，权重 　　中图分类号：U416文献标识码： A 　　1 引言 　　现行的《公路技术状况评定标准》中，沥青路面使用性能综合评价模型受到两个因素的制约：一是多项评价指标具有模糊性；二是评价指标的权重难以确定。规范中没有考虑评价指标的模糊性及指标权重选取的客观性原则，导致在工程实践中，按照规范方法评定的路面使用性能评价结果与路面的实际状况不符。为对沥青路面使用性能作出更加准确的评价，本文从制约现有规范中沥青路面使用性能评价模型的两个因素出发，利用模糊数学理论将路面性能评价中一些边界不清，不易定量分析的模糊指标进行量化(即确定隶属度)，解决评价指标间模糊性的问题；利用层次分析法确定指标权重，减少主观因素对权重的影响，使权重选取更加客观、准确，建立评定沥青路面使用性能的模糊层次综合评价模型。 　　2.路面使用性能模糊层次综合法 　　2.1 模糊层次综合评价步骤 　　1）确定评价对象的因素集 　　本文采用路面使用性能评价指标与《公路技术状况评定标准》中一致。即路面损坏状况指数PCI、行驶质量指数RQI、路面车辙RDI、路面抗滑性能指数SRI为因素集。记2）确定评语等级论域 　　采用《公路技术状况评定标准》的5个评定等级，即={优，良，中，次，差}。结合工程实例及参考国内外文献资料，将各指标换算成100分制进行等级评定，如下表1所示. 　　 　　表1路面使用性能等级评定标准 　　评定指标 优 良 中 次 差 　　PCI 85~100 70~85 55~70 40~55 0~40 　　RQI 90~100 80~90 62~80 40~62 0~40 　　RDI 97~100 92~97 80~92 59~80 0~59 　　SRI 85~100 62~85 40~62 30~40 0~30 　　3）根据各指标隶属度向量r，求解隶属度矩阵R 　　路面使用性能评价中各指标间边界模糊，不易进行定量分析，而模糊数学中可以利用隶属度函数将各指标进行量化分析，能够解决各评价指标间模糊性的问题。路面使用性能评价指标间均具有较大的离散性，当观测次数较多时，一般可认为其隶属函数符合正态分布，即: 　　 b＞0 （1） 　　式中：，m、n为评价指标对应于评价等级的上限及下限，见表2。根据上述两式及表1，a、b计算结果如下表2所示。 　　表2a、b系数取值表 　　评价指标 系数 评价等级v 　　 优 良 中 次 差 　　PCI a 92.5 77.5 62.5 47.5 20.0 　　 b 9.01 9.01 9.01 9.01 24.02 　　RQI a 95 85 71 51 20 　　 b 6.01 6.01 10.81 13.2 24.02 　　RDI a 98.5 94.5 86 69.5 29.5 　　 b 1.8 3.0 7.21 12.61 35.44 　　SRI a 92.5 73.5 51 35 15 　　 b 9.01 13.81 13.21 6.01 18.02 　　4）确定评价指标的权向量A，并对A进行归一化处理。 　　将权向量记作， A中的元素i表示的是因素对被评事物的隶属度。 　　5）计算综合评判向量 　　选择模糊合成算子将A与各被评事物的R进行合成，得到模糊综合评价结果向量。即： 　　 （2）6）根据隶属度最大原则进行判断。 　　以模糊综合评价结果向量中的 来进行结果的评判。 　　2.2 层次分析法确定权重 　　层次分析法是一种客观确定权重系数的方法，克服了专家确定权系数的主观性、片面性。它将一些复杂的问题层次化、条理化，再根据对客观实际的模糊判断，运用数学的方法将定性的模糊指标定量化数。层次分析法的步骤: 　　1）确定目标和评价因素 　　P个评价指标，。 　　2) 构造判断矩阵 　　一般采用1~9及其倒数的规定性标度方法确定判断矩阵，判断矩阵各元素的值越大表明人们认为该元素对评价结果越有影响。设判断矩阵为，则有： 　　（3） 　　3）计算权向量 　　采用特征根法计算判断矩阵S，其最大特征根对应的特征向量，就是权系数的值。 　　4）一致性