一种基于AHP-RF优化的灰色Topsis沥青路面使用性能评价方法与流程

本发明属于沥青路面评价领域，具体涉及一种基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法。

背景技术：

1、我国公路体量大，根据2022年交通运输行业发展统计公报，截至2022年底，公路里程达535.48万公里，养护里程达535.03万公里，养护比例达到99.9％。在交通荷载和自然环境的不断作用下，路面使用性能逐年下降。需要对路面使用性能进行准确评价，以制定合理的养护措施。

2、自2019年实施的公路沥青路面养护技术规范(jtg 5142-2019)利用路面损坏指数(pci)、路面行驶质量指标(rqi)、路面车辙深度指标(rdi)、路面抗滑指标(sri)、路面跳车指标(pbi)、路面磨耗指标(pwi)和路面结构强度指标(pssi)，这七个指标进行路面使用性能评价，该规范涵盖了新的指标，如路面跳车指标(pbi)、路面磨耗指标(pwi)和路面结构强度指标(pssi)，而这些在先前的规范中并未包含。由于仅有四年的数据累积，难以保证高质量数据。

3、路面使用性能受多种因素的影响，为了实现对路面使用性能的准确评估，采用了现行规范中的七个关键指标作为本方法的基础。考虑到指标某些指标数据时间跨度较短，数据积累的不充分，选用灰色topsis法建立沥青路面使用性能评价模型，通过层次分析法的主观赋权法和随机森林的客观赋权法优化模型的权重。随机森林算法可以处理高维数据，通过对主要特征的贡献度进行识别，最终确定各路面使用性能指标的权重。层次分析法则利用数学方法量化专家的主观判断，更加直观地反映各指标的重要性。

4、也有学者提出一种基于ga-bp神经网络的高速公路沥青路面使用性能综合评价方法。中国专利号cn116307906a号所公开的“基于ga-bp神经网络的高速公路沥青路面使用性能综合评价方法”(申请号：202310290944.6)，该评价方法利用遗传算法(ga)优化bp神经网络的初始参数，提高评价方法的准确性，为了获得准确的评价结果，这一方法需要高质量的数据，现行规范实施时间较短，难以提供高质量数据。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法。

2、实现本发明目的的具体技术方案为：

3、一种基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，包括以下步骤：

4、步骤1、构建沥青路面使用性能评价矩阵，并对矩阵进行规范化处理；

5、步骤2、基于性能评价矩阵，确定其性能指标权重；

6、步骤3、基于性能指标权重，对评价矩阵进行加权处理，得到加权后的沥青路面使用性能评价矩阵；

7、步骤4、确定待评价沥青路面到评价指标中最优解和最劣解的欧氏距离；

8、步骤5、确定待评价沥青路面到评价指标中最优解的灰色关联度；

9、步骤6、综合步骤4和步骤5的结果，得到待评价沥青路面的综合评价结果。

10、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

11、(1)本方案的沥青路面使用性能评价方法适用于当前数据质量较低的场景，同时具有较高的准确率。

12、(2)本方案的沥青路面使用性能评价方法采用的权重确定方法，能够基于实际情况，对不同的评价指标赋予更加合理且实际的权重。

13、下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

技术特征：

1.一种基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，所述步骤1中的构建沥青路面使用性能评价矩阵并进行处理，具体为：

3.根据权利要求2所述的基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，所述步骤2中的确定性能评价指标的权重，具体为：

4.根据权利要求2所述的基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，所述步骤3中的加权后的沥青路面使用性能评价矩阵，具体为：

5.根据权利要求2所述的基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，所述步骤4中的确定待评价沥青路面到评价指标中最优解和最劣解的欧氏距离，具体为：

6.根据权利要求5所述的基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，所述步骤5中的确定待评价沥青路面到评价指标中最优解的灰色关联度，具体为：

7.根据权利要求2所述的基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，所述步骤6中的得到待评价沥青路面的综合评价结果，具体为：

8.根据权利要求7所述的基于ahp-rf优化的灰色topsis沥青路面使用性能评价方法，其特征在于，确定综合评价值kj后，再依据确定的参照路面，确定每段沥青路面的评价等级。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于AHP‑RF优化的灰色Topsis沥青路面使用性能评价方法，首先构建待评价沥青路面使用性能评价矩阵，并对矩阵进行规范化处理和加权处理，得到加权后的沥青路面使用性能评价矩阵，之后分别确定待评价沥青路面到评价指标中最优解和最劣解的欧氏距离以及待评价沥青路面到评价指标中最优解的灰色关联度，最后综合上述结果得到待评价沥青路面的综合评价结果。本方案的沥青路面使用性能评价方法，能够基于实际情况，对不同的评价指标赋予更加合理且实际的权重，适用于当前数据质量较低的场景，同时具有较高的准确率。

技术研发人员：石文康,王永,刘星,华飞飞,戴仁礼,常伟,陈静
受保护的技术使用者：江苏宁宿徐高速公路有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17