一种基于熵权topsis法土方开挖机械组合分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于熵权TOPSIS法土方开挖机械组合分析方法，采取一种数学多目标决策的方法,统计分析不同组合的土方开挖机械施工消耗样本指标，通过检测分析对象与最优解、最劣解的欧氏距离来进行排序，最终确定较优土方开挖机械组合方案。本发明将熵权法与TOPSIS方法结合起来对土方开挖机械组合效果进行评估，运用熵理论处理常见的土方开挖机械消耗数据，确定各个指标的权重，将权重运用到TOPSIS法中，计算不同组合方案数据到正负理想值的距离；直接从成本消耗角度出发建立指标进行分析，提高分析的准确性和实用性，使分析方法简单易行，方便施工现场人员使用，显著降低了土方工程施工成本，提高了工程收益。
【专利说明】
-种基于滴权TOPS 15法±方开挖机械组合分析方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种±方开挖机械组合分析方法，具体是一种基于赌权1'0?515法±方 开挖机械组合分析方法，适用于水利、市政、建筑、路桥等±方开挖工程施工技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，国外在如何合理配置±方工程机械化作业群，提高整个±方工程机械化作 业群的工作效率领域作了大量的研究工作，运一领域的理论已基本成熟。国内对上方工程 机械化施工组织的优化方面的研究是最近二十年来才开始的，在±方工程机械化施工中积 累了大量的实践经验，并取得了一定的成果，同发达国家相比仍有一定的差距，机械化施工 组织的优化系统更为罕见，运远远不能满足我国±方工程建设高速发展的需求。因此进行 ±方工程机械化施工组织的优化研究，开发实用性强的±方机械化施工组织分析方法，对 提高±方工程的机械化施工水平，降低施工成本和消耗，保证工程质量有着极其重要的意 义。
[0003] 目前用于多目标系统分析的方法有很多，如层次分析法、主成分分析法、动态规划 法等，但运些方法大多考虑理想解。在分析±方开挖施工机械化施工组合时，施工成本消耗 的理想解和负理想解都是大家关屯、的问题，TOPSIS法充分考虑运方面问题，但是，传统的 TOPSIS法对目标属性权重的确定比较困难，常需要人为给出，有着很大的主观性和盲目性。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于赌权1'0口515法±方开挖机械 组合分析方法，能够简便、有效确定±方开挖机械组合方案，并适合施工现场人员使用，采 集±方开挖组合机械最常见的成本消耗数据作为分析指标，运用赌权理论确定指标权重， 并将加权后数据应用到TTOPSIS法中进行分析，确定相对较优的±方开挖机械组合方案，降 低±方工程施工成本，提高工程收益。
[0005] 为了实现上述目的，本基于赌权1'0?515法±方开挖机械组合分析方法包括W下具 体步骤： 步骤一，建立±方开挖机械组合的施工消耗样本矩阵;收集不同组合的±方开挖机械 施工消耗参数变量的数据资料，确定S个分析变量， 构造样本矩阵
；其中，藥/为第巧巾机械组合第!:个 施工消耗评估指标； 步骤二，根据样本矩阵，建立决策矩阵；用标准0-1向量规范化的方法归一化样本矩阵 得到规范化决策矩阵
步骤=，根据决策矩阵，采用赌权理论计算权重向量;计算规范化决策矩阵属性赌值
步骤四，根据赌权理论计算权重向量;计算规范化决策矩阵属性权重向量
步骤五，加权决策矩阵;计算信息赌加权标准化矩阵
，负理想解 步骤屯，计算不同施工机械组合到理想解的欧氏距長
和负理想 解的欧氏距离
步骤八，采用TOPSIS方法计算各机械组合方案的相对肿i斤底.庶据相对帖i斤底的大小 即最接近理想解的方案为最优;计算各机械组合相对贴近运 ，根 据相对贴近度的值对进行排序，则可W确定较优的±方开挖机械组合方案。
[0006] 进一步，所述步骤一中的特征量样本指标P|(j=l，2,…，n)，巧二窃，收集W下六类 数据： (1) 折旧修理消耗指标
表示此组合中使用到的机械种类（ !二:1，::某试），囉为完成单位工程量第財巾机械台班或台时消耗量，1?为第妍巾机械台班或 台时折旧费定额，如为第i种机械台班或台时修理费定额；
(2) 安拆消耗指申^ ^安拆费定额； (3) 人工消耗指申之 时消耗的人工时间之和； (4) 燃油消耗指时消耗的燃油数量之和； 巧)主机械耗时或台时消耗量； (6)管理费用指^ ，浓为第巧巾组合机械施工 管理费费率，g为人工单价，G为燃油单价。
[0007] 与现有技术相比，本基于赌权1'0?515法±方开挖机械组合分析方法的有益效果如 下： 本±方开挖机械组合分析方法将赌权法与TOPSIS方法结合起来对±方开挖机械组合 效果进行评估，即运用赌理论处理常见的±方开挖机械消耗数据，确定各个指标的权重，将 权重运用到TOPSIS法中，计算不同组合方案数据到正负理想值的距离； 本±方开挖机械组合分析方法直接从成本消耗角度出发建立指标进行分析，既可W充 分考虑到不同机械组合的效率高低，提高分析的准确性和实用性，又使得分析方法简单易 行，方便施工现场人员使用。对降低上方工程施工成本，提高工程收益具有重要意义。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明的分析方法流程图。
【具体实施方式】
[0009] 下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。
[0010] 如图1所示，本基于赌权1'0?515法±方开挖机械组合分析方法包括W下具体步骤： 步骤一，建立±方开挖机械组合的施工消耗样本矩阵;收集不同组合的±方开挖机械 施工消耗参数变量的数据资料，确定巧:个分析变量， 构造样本矩^
;其中，为第《种机械组合第 施工消耗评估指标，主要收集W下六类数据： (1) 折旧修理消耗指t
J表示此组合中使用到的机械种类（ 至卽i，:透，驗为完成单位工程量第料中机械台班或台时消耗量，衾fc为第料中机械台班 或台时折旧费定额，1%:为第篡种机械台班或台时修理费定额；
(2) 安拆消耗指t t安拆费定额； (3) 人工消耗指I '时消耗的人工时间之和； (4) 燃油消耗指t 时消耗的燃油数量之和； 巧)主机械耗时t 或台时消耗量； (6)管理费用指； ，浓为第《种组合机械施工 管理费费率请为人工单价龙为燃油单价。
[0011] 步骤二，根据样本矩阵，建立决策矩阵；用标准0-1向量规范化的方法归一化样本 矩阵得到规范化决策矩巧
步骤=，根据决策矩阵，采用赌权理论计算权重向量;计算规范化决策矩阵属性赌值
步骤四，根据赌权理论计算权重向量;计算规范化决策矩阵属性权重向量
想解 步骤屯，计算不同施工机械组合到理想解的欧氏距長
巧负理想 解的欧氏距焉
步骤八，采用TOPSIS方法计算各机械组合方案的相对贴近度，根据相对贴近度的大小 即最接近理想解的方案为最优;计算各机械组合相对贴近B
，根 据相对贴近度的值对进行排序，则可W确定较优的±方开挖机械组合方案。
[0012]本发明的具体分析方法如下： 步骤一:构造样本矩阵珠;
式中，缓/为第巧巾机械组合第I个施工消耗评估指标。
[OOU] (1)折旧修理消耗指标:：
式中，!表示此组合中使用到的机械种类巧卑1，;丞，-)，鶴为完成单位工程量第篡种 机械台班或台时消耗量，^为第斜^巾机械台班或台时折旧费定额，P*为第&种机械台班或台 时修理费定额。
[0014] (2)安拆消耗指标
式中，辦为第Ir种机械台班或台时安拆费定额。
[0015] (3)人工消耗指标
式中，'和为第势种机械每台班或台时消耗的人工时间之和。
[0016] (4)燃油消耗指标:'
式中，与.为第I种机械每台班或台时消耗的燃油数量之和。
[0017] (5)主机械耗时指标：妓泣-騎； 式中，礙;为装种机械中主机械的台班或台时消耗量。
[0018] (6)管理费用指标：
式中，淡为第I种组合机械施工管理费费率，技为人工单价，CT为燃油单价。
[0019] 步骤二:将样本矩阵.4规范化
步骤计算规范化决策矩阵属性赌值：
，当
步骤四：计算规范化决策矩阵属性权重向量：
式中，
， 步骤五:计算信息赌加权标准化矩阵：
步骤六:确定理想解和负理想解：
根据相对贴近度的值对进行排序，则可W确定较优±方开挖机械组合方案。
[0020] 综上所述，本±方开挖机械组合分析方法将赌权法与TOPSIS方法结合起来对±方 开挖机械组合效果进行评估，即运用赌理论处理常见的±方开挖机械消耗数据，确定各个 指标的权重，将权重运用到TOPSIS法中，计算不同组合方案数据到正负理想值的距离。
[0021] 本±方开挖机械组合分析方法直接从成本消耗角度出发建立指标进行分析，既可 W充分考虑到不同机械组合的效率高低，提高分析的准确性和实用性，又使得分析方法简 单易行，方便施工现场人员使用。对降低上方工程施工成本，提高工程收益具有重要意义。
【主权项】
1. 一种基于熵权TOPSIS法土方开挖机械组合分析方法，其特征在于，本土方开挖机械 组合分析方法包括以下具体步骤：工消耗评估指标；步骤二，用标准0-1向量规范化的方法归一化样本矩阵S，得到规范化决策矩阵 步骤一，收集不同组合的土方开挖机械施工消耗参数变量的数据资料，确定《个分析变 量， 构造样本矩P ;其中，为第纟种机械组合第个施步骤三，计算规范化决策矩阵属性熵{1， 规定丨步骤四，计筧规范化决策矩阵属件叔重向量步骤六，确定理想解样与:〖|__.裕|效益囊驗匡|:> 4???丨義本__._:|，负理想解作萏型尾性、，说许卞型匡性 步骤七，计算不同施工机械组合到理想解的欧氏距_ 1负理想解 的欧氏距萬步骤八，计算各机械组合相对贴近度艮据相对贴近度的值 对进行排序，则可以确定较优的土方开挖机概纽/日、力菜。2. 根据权利要求1所述的一种基于熵权TOPSIS法土方开挖机械组合分析方法，其特征 在于， 所述步骤一中的特征量样本指标％(j=1，2，…，η)，效_'=: S1，收集以下六类数据： (1)折旧修理消耗指；！表示此组合中使用到的机械种类（ ：?知），_为完成单位工程量第种机械台班或台时消耗量，％为第I种机械台班 或台时折旧费定额，为第:?种机械台班或台时修理费定额； (2) 安拆消耗指标 为第I种机械台班或台时安拆费定额；(3) 人工消耗指标 ％为第I种机械每台班或台时消耗的人工时间之和； (4) 燃油消耗指标 S为第δ种机械每台班或台时消耗的燃油数量之和； (5 )主机械耗时指 搶种机械中主机械的台班或台时消耗量； (6)管理费用指标I，为第I种组合机械施工管 理费费率，S为人工单价，f为燃油单价。
【文档编号】G06F19/00GK106021850SQ201610291678
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】陈建, 单建军, 陆鹏飞, 张凤翔, 杜红磊
【申请人】江苏建筑职业技术学院