基于熵理論的地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃序列研究

陳 會(huì)，喬建剛，龐建勛

（河北工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，天津300401）

0 引言

目前，科學(xué)合理地進(jìn)行地方標(biāo)準(zhǔn)體系的研究分析，是公路工程建設(shè)發(fā)展的重要方面之一。自1981 年公路工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建立以來(lái)的20 多年間，尤其高速公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有，特殊地質(zhì)條件下的公路設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范日臻完善，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)也取得了很大成績(jī)，有力地支撐了公路交通事業(yè)的快速發(fā)展。但是，我國(guó)公路工程標(biāo)準(zhǔn)體系仍面臨著一些問(wèn)題：（1）施工一線的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)薄弱，貫徹執(zhí)行力度差；（2）由于我國(guó)疆域遼闊、南北差異較大，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在地區(qū)的適用性具一定局限性；（3）缺乏明確的地方標(biāo)準(zhǔn)修訂的途徑和程序，對(duì)公路工程標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展沒(méi)有做出具體規(guī)劃[1-3]。

本文針對(duì)新疆地區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)修訂進(jìn)行研究，采用相對(duì)熵理論提出新疆地區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)編制規(guī)劃模式。

1 相對(duì)熵理論簡(jiǎn)介

相對(duì)熵是用來(lái)表征兩個(gè)離散型概率分布之間的距離的一種度量。 其數(shù)學(xué)定義為： 若xi≥0，yi≥0，i=1，2，…，n，且滿足則有，稱(chēng)為X相對(duì)于Y的相對(duì)熵[4]。

在理想狀態(tài)下，假設(shè)一個(gè)問(wèn)題集U，調(diào)查對(duì)象對(duì)問(wèn)題的重要度給出評(píng)價(jià)值，形成評(píng)價(jià)矩陣；運(yùn)用相對(duì)熵理論，將評(píng)價(jià)矩陣規(guī)范化，確定各個(gè)問(wèn)題的綜合權(quán)重wi。

2 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在地方的適用性分析

新疆地區(qū)與我國(guó)內(nèi)地地理環(huán)境差異巨大，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）季節(jié)性溫差大、晝夜溫差大；（2）地形條件復(fù)雜，土壤質(zhì)量差且沙化，鹽漬土在全國(guó)占有重要地位；（3）有干旱、寒潮、大風(fēng)、暴風(fēng)雪、雪災(zāi)、低溫冷害、霜凍、雷暴、冰雹、暴雨山洪、干熱風(fēng)、沙塵暴、濃霧等等及其引發(fā)的次生災(zāi)害和衍生災(zāi)害；（4）降水稀少，典型的干旱地區(qū)；（5）人口數(shù)量少，交通量普遍較低；（6）礦產(chǎn)資源豐富，交通構(gòu)成中貨車(chē)比例較大。

基于以上特點(diǎn)，對(duì)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在新疆地區(qū)的適用性從基礎(chǔ)勘測(cè)、路線設(shè)計(jì)、交通工程、交通安全和環(huán)境保護(hù)五個(gè)方面進(jìn)行了調(diào)研分析，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。13 位專(zhuān)家對(duì)存在的44 個(gè)問(wèn)題給出評(píng)價(jià)值，形成評(píng)價(jià)矩陣X13×44：

表1 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合相對(duì)熵理論，各個(gè)問(wèn)題的權(quán)重值為下列集結(jié)模型的最優(yōu)解：

式中，ki為每位專(zhuān)家的重要度，本文中認(rèn)為相等，即ki=1/13；Xij為決策主體對(duì)方案的效用值；wj為權(quán)效用。

對(duì)評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行規(guī)范化，得到規(guī)范矩陣B：

表2 各問(wèn)題的權(quán)重

3 地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃

四象限原則是依據(jù)事情的輕重緩急，劃分四象限。重要、急迫的事情歸為第一象限，重要但不急迫的事情歸為第二象限，不重要但急迫的事情歸為第三象限，不重要也不急迫的事情歸為第四象限。優(yōu)先做第一象限的事情，少做、延后做乃至不做第四象限的事情。在公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制時(shí)序中，根據(jù)四象限原則，提出了以下標(biāo)準(zhǔn)編制的時(shí)間管理計(jì)劃，如表3所示。

表3 標(biāo)準(zhǔn)編制時(shí)序計(jì)劃

由表2可以得出各個(gè)問(wèn)題的權(quán)重值從大到小排序，如表4所示。

表4 問(wèn)題重要度排序

觀察各個(gè)問(wèn)題權(quán)重值的數(shù)量級(jí)特征，如圖1所示，排序1～19的數(shù)量級(jí)為10-2，排序20～34的數(shù)量級(jí)為10-3，排序35～41的數(shù)量級(jí)為10-4，排序42～44的數(shù)量級(jí)為10-5。

圖1 問(wèn)題權(quán)重?cái)?shù)量級(jí)特征

由此，根據(jù)數(shù)量級(jí)特征，結(jié)合表3標(biāo)準(zhǔn)編制時(shí)序計(jì)劃，可以得到新疆地方標(biāo)準(zhǔn)修編時(shí)序圖（見(jiàn)圖2）。

圖2 新疆地區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)修編規(guī)劃序列象限圖

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)相對(duì)熵的理論確定了公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在新疆地區(qū)不適用性問(wèn)題的權(quán)重，對(duì)權(quán)重值進(jìn)行排序，根據(jù)權(quán)重值的數(shù)量級(jí)特征得到新疆地區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)修編時(shí)序規(guī)劃：第一象限計(jì)劃有19 個(gè)；第二象限計(jì)劃有15 個(gè)；第三象限計(jì)劃有7 個(gè)；第四象限計(jì)劃有3個(gè)。該方法科學(xué)合理地進(jìn)行了地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃研究，為以后地方標(biāo)準(zhǔn)修編提供了可靠的依據(jù)。

[1] 公路工程現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、指南一覽表[J]. 公路，2011，（2）：234-235.

[2] 周紫君，王輝. 英國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系研究[J].中外公路，2008，28（6）：262-264.

[3] 郭鶴藝.建言獻(xiàn)策聲聲急——公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)熱議[J].交通建設(shè)與管理，2012，（8）：72-73.

[4] 魏存平，邱菀華，楊繼平.群決策問(wèn)題的REM 集結(jié)模型[J]. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，1999，19（8）：38-41，48.

[5] 陳華友，陳啟明，王慧.基于相對(duì)熵的不確定性群決策集成方法[J]. 安徽大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，32（1）：1-5.

[6] 徐玖平，吳巍.多屬性決策的理論與方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.