[发明专利]一种基于AHP-灰色关联分析的铁路乘车方案排序方法

摘要

本发明涉及一种基于AHP‑灰色关联分析的铁路乘车方案排序方法，本发明结合铁路旅客乘车过程中的出行费用、出行时间、出行方便度、出行疲劳度以及出行时间满意度等指标，利用层次分析法确定不同类型铁路针对各个乘车指标的偏好，利用基于灰色关联分析分析方法对乘车方案进行优劣排序，首先，根据直达方案和换乘方案构建铁路乘车方案备选集，其次根据铁路出行旅客的自身属性将其进行类别划分，利用层次分析法结合问卷调查形式确定不同类别旅客对各个乘车方案指标的偏好；最后，采用灰色关联分析法根据不同类型旅客乘车偏好对其备选乘车方案进行排序；本发明实现不同去向不同类别铁路旅客备选乘车方案的优劣评估，为其优选乘车出行方案提供参考依据。

主权项

1.一种基于AHP‑灰色关联分析的铁路乘车方案排序方法，包括以下步骤：S1)、求取铁路乘车方法备选集，其包括直达乘车方案和一次换乘乘车方案；S2)、计算铁路乘车方案评价指标，所述的评价指标包括1)出行费用U₁，2)出行时间U₂，3)出行方便度U₃，4)出行疲惫度U₄，5)出发时间满意度U₅；S3)、旅客类别划分以及乘客指标偏好调查，按照个人属性将铁路旅客划分为时间型、经济型以及舒适型，并通过结合调查问卷的方式，确定不同类型旅客对出行费用、出行时间、出行方便度、出行疲劳度以及出发时间满意度乘车指标进行相对重要度判断；S4)、确定各类旅客乘车方案指标的偏好，基于各类铁路旅客乘车指标相对重要度的问卷调查，采用层次分析法确定各类旅客针对各个指标量化权重值；S5)、乘车方案灰色关联排序；S501)、确定原始序列针对某个去向的客流需求，构建其乘车方案备选集F＝{X_i|i＝1,2,...,m}，按照上述构建的铁路乘车方案评价指标体系C＝{c_j|j＝1,2,...,n}，分别收集各个乘车方案对应于各个评价指标的数值X_i＝[x_i1,x_i2,…,x_in]，并根据上述数据序列X_i(i＝1,2,...,m)，构成如下原始数据矩阵D₀：式中，m为乘车方案备选集中的乘车方案数，n为乘车方案评价体系中的指标数，x_ij为乘车方案i对应于指标j的数值；S502)、确定参考序列作为乘车方案的理想参考标准，参考序列X₀由原始数据矩阵D中各个乘车方案在各个指标下的最优值构成，即式中，x_0j为第j个乘车方案指标的最优值；其中，对于成本型指标，参考序列指标取值为x_0j＝min{x_ij}；i＝1,2,...,m；对于效益型指标，参考序列指标取值为x_0j＝max{x_ij}；i＝1,2,...,m；将参考序列与原始序列进行合并，得到综合数据序列：S503)、综合数据序列无量纲化处理综合数据序列具有不同的量纲或数量级，为了保证分析结果的可靠性，需要对该序列中的所有数值进行无量纲化处理，采用基于均值化方法的规范化公式如下：式中，x_ij为乘车方案i对应于指标j的数值，x′_ij为经过无量纲化处理后的x_ij数值，m为乘车方案备选集中的乘车方案数，n为乘车方案评价体系中的指标数；原综合数据序列中所有数值无量纲化处理后，形成矩阵如下：S504)、计算绝对差值序列逐个计算每个乘车方案指标序列与理想乘车方案指标序列对应的各个指标元素的绝对差值，即|x′_ij‑x′_0j|，其中i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n，形成绝对差值矩阵如下：定义绝对差置矩阵Δ中的最大数值与最小数值分别为最大差与最小差；S505)、计算关联系数分别结算每个乘车方案指标序列与理想乘车方案指标序列对应元素的关联系数ξ_ij，其计算公式如下：式中，i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n；ρ∈(0,1)为分辨系数，其取值越小越能提高关联系数间的差异性，一般取值0.5；关联系数ξ_ij∈(0,1)反映乘车方案指标序列X_i与理想乘车方案指标序列X₀在第j个指标上的量化关联程度；S506)、计算综合关联度计算各个待评价乘车方案的各个指标有理想乘车方案对应各指标元素的综合关联度r_i，以反映各个乘车方案与理想乘车方案的关联关系，其计算公式如下：式中，w_j为第j个乘车方案指标的权重系数，ξ_ij为关联系数；将各个乘车方案与理想乘车方案的综合关联度从大到小进行排序，关联度越大，说明该方案与理想方案的相似程度越高，即该乘车方案对该类型旅客越适应。