基于線性加權的綜合評價法在輸油管布置問題上的應用

李建軍

摘要：文章對某區域輸油管的布置問題進行分析，提出合理的假設，首先根據影響管道鋪設的地域性、經濟性、工時、施工團隊素質等多個因素，用層次綜合評價法對鋪設支出的影響作出了分析。然后采用枚舉法作為數學原理，給出鋪設管道路線利弊的判斷模型，并對模型進行局限性分析。最后，分析函數關系應用MATLAB數學軟件編寫程序得到有利度指數目標函數，并以選取路線最優原理為依據，對該方法給予評價，為問題的實際應用提供可操作方案。

關鍵詞：綜合評價法；目標函數；MATLAB

一、問題提出

某油田計劃在鐵路線一側建造兩家煉油廠，同時在鐵路線上增建一個車站，用來運送成品油。由于這種模式具有一定的普遍性，油田設計院希望建立管線建設費用最省的模型與方法。在方案設計時，若有共用管線，應考慮共用管線費用與非共用管線費用相同或不同的情形。2. 設計院目前需對更為復雜的情形進行具體的設計。兩煉油廠的具體位置由圖1所示，其中A廠位于郊區（圖1中的I區域），B廠位于城區（圖1中的II區域），兩個區域的分界線用圖中的虛線表示。圖中各字母表示的距離（單位：千米）分別為a=5，b=8，c=15，l=20。若所有管線的鋪設費用均為每千米7.2萬元。 鋪設在城區的管線還需增加拆遷和工程補償等附加費用，為對此項附加費用進行估計，要為設計院給出管線布置方案及相應的費用。

二、問題分析合理假設

本問題中，本文不考慮A管和B管的價錢不同，假設自然條件良好，忽略人為等主觀因素，用建模方法涉及的指標具有相對獨立性和可補償性。

針對兩煉油廠到鐵路線距離和兩煉油廠間距離的各種不同情形，提出設計方案：若有共用管線，應考慮共用管線費用與非共用管線費用相同或不同的情形。

調查顯示從工程咨詢公司的等級資質，本項工程目前備選三個公司，要從綜合實力和業績、注冊資金、辦公場所、工程咨詢年營業收入、技術力量專業配備和承攬業務的能力、技術水平和技術裝備上，進行多方面分析選用。

三、應用多指標綜合評估方法解決問題

根據以上分析，設資質權重為w1，價格權重為w2，w1=0.7，w2=0.3。從目前多指標的綜合評估方法的應用狀況來看，多數情況下，采用線性加權和法計算綜合得分。

線性加權求和法，對于綜合分值較高和較低的評估對象，評估結果比較準確。也就是說，比較容易識別各方面都具有明顯優勢或劣勢的評估對象，這種方法與實際問題比較吻合。

（一）價指標體系

出于對城區的保護及路線最優的考慮，以最少的能源消耗，來盡可能的達到目的，使其能源最簡，以甲級公司資質條件和價錢作為條件，建立評價指標體系，從公司資質和價位兩大方面對估算進行評價。

（二）數據處理

利用Excel表格將可選的三家公司數據進行細化，確立甲級公司資質為10，乙級公司資質為8，對數據進行歸一化，其結果如表1所示。

（三）建立評價模型

甲級F=w1×x11+w2×x12=0.542547

乙級F=w1×x21+w2×x22=0.4574515

（四）綜合評價

選擇評價不能因小失大，只看見目前的小利小惠而放棄可持續發展觀。信用、安全是第一重要的，價格次而其后。人們應該以可持續發展的角度，不但要對人類的健康和未來發展有利，同時也不能對當地的生態體系產生任何破壞性的影響，有益于子孫后代，利在千秋。所以本項目決定選用公司的估算數據作為解題條件，求解通過資質對比表和工程費用表及大量數據顯示并加以客觀實際考慮選擇公司一作為參考數據。

（四）利用單純性下山法進行可行性判斷

四、模型評價與推廣

本論文方法的優點有：權值針對性強、圖形明快、數據性強；缺點是權值覆蓋不全、圖形太理想化。改進方向為增加影響權值的因素，圖形是理想狀態下的與實際情況可能不等，所以應該增加大量的數據，作為參考。

參考文獻：

[1]姜啟源.數學模型[M].高等教育出版社，2013.

[2]王蓮芬，許樹柏.層次分析法引論[M].中國人民大學出版社，1990.

[3]沈飛.非線性單純形算法的改進算法[D].武漢大學測繪學院，2004.

（作者單位：北京京北職業技術學院）