技術(shù)特征：

1.一種開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：計算高速公路的影響半徑R；

S1a：建立影響半徑模型；

以高速公路為“生長軸”，服務(wù)區(qū)和互通連接的沿線區(qū)縣為增長極，考慮費用和時間，構(gòu)建影響半徑的模型：

設(shè)AB表示高速公路路段，C點代表沿線區(qū)域影響點，且CB為C點到B點運輸費用最少的路線，CA為C點到A點運輸時間最短的路線，則影響半徑的模型如公式(1)；

optR_A＝max(R_f,R_t) (1)；

$s.t.\left\{\begin{array}{cc}{F}_{CA}{R}_C+F_{AB}{L}_{AB}\≤F_{CB}{L}_{CB}& (2-1)\\ \frac{R_t^{\′}}{V_{CA}}+\frac{L_{AB}}{V_{AB}}\≤\frac{L_{AB}}{V_{CB}}& (2-2)\end{array}\right.---\left(2\right);$

其中，R_A表示A點的影響半徑，R_f,表示基于運輸費用影響半徑，Rt表示基于運輸時間影響半徑；

公式(2)中的表達式(2-1)為約束條件一，其從運輸費用最少的角度限制了基于運輸費用的A點影響半徑R_C，R_C＝R_f；

公式(2)中的表達式(2-2)為約束條件二，其從運輸耗時最小的角度限制了基于運輸耗時的A點影響半徑R′_t，R′_t＝R_t；

其中，F(xiàn)_CA表示C點到A點的運輸成本，F(xiàn)_AB表示A點到B點的運輸成本，F(xiàn)_CB表示C點到B點的運輸成本，L_AB表示A點到B點的距離，L_CB表示C點到B點的距離，V_CA表示C點到A點的運輸速度，V_AB表示A點到B點的運輸速度，V_CB表示C點到B點的運輸速度；

S1b：設(shè)目標(biāo)高速公路欲設(shè)定的r個服務(wù)區(qū)，則根據(jù)步驟S1a設(shè)定的模型，可計算得到r-1個影響半徑，對該r-1個影響半徑求平均，得到該高速公路的影響半徑R；

$R=\frac{1}{r-1}\underset{i=1}{\overset{r-1}{\Σ}}{R}_i---\left(3\right);$

其中，R_i表示第i個服務(wù)區(qū)的影響半徑；

S2：確定目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)布局備選方案；

S2a：基于流量最大建立選址模型；

目標(biāo)函數(shù)：

約束條件：

r<n (4-2)；

δ_j，δ’_i，f′≤1 (4-3)；

f_j＝k_j≥1，k_j∈Z (4-4)；

L_min≤L_i,i+1≤L_max (4-5)；

其中，Q、Q_車、Q_客分別表示交通流量、小車流量以及客車流量；j賦值1、2和3時，分別表示大、中、小型車；r表示目標(biāo)高速公路擬建服務(wù)區(qū)的數(shù)量；f_j表示第i個服務(wù)區(qū)j型車平均載客量；δ_j表示目標(biāo)高速公路第i個服務(wù)區(qū)j型車的駛?cè)肼?；q_ij表示目標(biāo)高速公路在第i個服務(wù)區(qū)斷面的j型車流量；y_i表示服務(wù)區(qū)，f_i′表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)的居住率；δ’_i表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)服務(wù)區(qū)對象的選擇系數(shù)，即服務(wù)區(qū)對象選擇率；p_i表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)的居民量；C_min表示服務(wù)區(qū)最小客流量；n為服務(wù)區(qū)站點的數(shù)量，取經(jīng)驗值；k_j為j型車平均載客量，取經(jīng)驗值；Z是實數(shù)；L_i,i+1表示第i個服務(wù)區(qū)與第i+1個服務(wù)區(qū)之間的間距；L_min，L_max分別表示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定的目標(biāo)高速公路相鄰兩個服務(wù)區(qū)的最小、最大間距；

S2b：求解S2a建立的選址分布模型，形成目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案；

S3：優(yōu)化目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案，確定最終布局方案；

提取步驟S2得到目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案過程中所用到的所有評價指標(biāo)的值；其中，定性評價指標(biāo)采用專家打分形式獲得其值，定量評價指標(biāo)利用DAGF算法進行確定；

S3a：對目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)每個布局備選方案的所有評價值指標(biāo)按各層次的評價指標(biāo)對目標(biāo)Z的權(quán)重進行分類，設(shè)：

一級評價指標(biāo)組成的集合U＝{U₁，U₂，...，U_m}；

二級評價指標(biāo)組成的集合V＝{V_i1，V_i2，...，V_in}；

三級評價指標(biāo)組成的集合W＝{W_ij1，W_ij2，...，W_ijn}；

S3b：

a)對于成本型評價指標(biāo)，其無量綱化變換公式為：

$b_i=\frac{max\left(d_i\right)-d_i}{max\left(d_i\right)-min\left(d_i\right)}\&times;10---(5-1a);$

$b_{ij}=\frac{max\left(d_{ij}\right)-d_{ij}}{max\left(d_{ij}\right)-min\left(d_{ij}\right)}\&times;10---(5-1b);$

$b_{ijk}=\frac{max\left(d_{ijk}\right)-d_{ijk}}{max\left(d_{ijk}\right)-min\left(d_{ijk}\right)}\&times;10---(5-1c);$

其中，max(d_i)表示評價指標(biāo)U_i中的最大值；d_i為評價指標(biāo)U_i的值；min(d_i)表示評價指標(biāo)U_i中的最小值；

max(d_ij)表示評價指標(biāo)V_ij中的最大值；d_ij為評價指標(biāo)V_ij的值；min(d_ij)表示評價指標(biāo)V_ij中的最小值；

max(d_ijk)表示評價指標(biāo)W_ijk中的最大值；d_ijk為評價指標(biāo)w_ijk的值；min(d_ijk)表示評價指標(biāo)W_ijk中的最小值，i＝1,2,...,m，j＝1,2,...,n，k＝1,2,...,o，m,n,o都是整數(shù)；

b)對于效益型評價指標(biāo)，無量綱化變換公式為：

$b_i=\frac{d_i-min\left(d_i\right)}{max\left(d_i\right)-min\left(d_i\right)}\&times;10---(5-2a);$

$b_{ij}=\frac{d_{ij}-min\left(d_{ij}\right)}{\max \left(d_{ij}\right)-min\left(d_{ij}\right)}\&times;10---(5-2b);$

$b_{ijk}=\frac{d_{ijk}-min\left(d_{ijk}\right)}{max\left(d_{ijk}\right)-min\left(d_{ijk}\right)}\&times;10---(5-2c);$

c)對于區(qū)間型評價指標(biāo)，無量綱化變換公式為：

$b_i=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{S_1-d_i}{\max \{S_1-\min \left(d_i\right),\max \left(d_i\right)-S_2\}}\&times;10,& d_i\&lt;S_1\\ 1-\frac{d_i-S_2}{\max \{S_1-\min \left(d_i\right),\max \left(d_i\right)-S_2\}}\&times;10,& S_2\&lt;d_i\end{array}\right.---(5-3a);$

$b_{ij}=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{S_1-d_{ij}}{\max \{S_1-\min \left(d_{ij}\right),\max \left(d_{ij}\right)-S_2\}}\&times;10,& d_{ij}\&lt;S_1\\ 1-\frac{d_{ij}-S_2}{\max \{S_1-\min \left(d_{ij}\right),\max \left(d_{ij}\right)-S_2\}}\&times;10,& S_2\&lt;d_{ij}\end{array}\right.---(5-3b);$

$b_{ijk}=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{S_1-d_{ijk}}{\max \{S_1-\min \left(d_{ijk}\right),\max \left(d_{ijk}\right)-S_2\}}\&times;10,& d_{ijk}\&lt;S_1\\ 1-\frac{d_{ijk}-S_2}{\max \{S_1-\min \left(d_{ijk}\right),\max \left(d_{ijk}\right)-S_2\}}\&times;10,& S_2\&lt;d_{ijk}\end{array}\right.---(5-3c);$

式中：[S₁,S₂]為評價指標(biāo)w_ijk的最佳區(qū)間，S₁和S₂取為經(jīng)驗值；

S3c：評價指標(biāo)的權(quán)重確定；

設(shè)一級指標(biāo)U_i的權(quán)重為a_i,i＝1,2,...m，其指標(biāo)權(quán)重向量A＝{a₁,a₂,...a_m},且

二級評價指標(biāo)V_ij的權(quán)重為a_ij,i＝1,2,...m；j＝1,2,...n，其指標(biāo)權(quán)重A_i＝{a_i1,a_i2,...a_in}，且

三級評價指標(biāo)W_ijk的權(quán)重為a_ijk,i＝1,2,...m；j＝1,2,...n；k＝1,2,...o，其指標(biāo)權(quán)重A_ij＝{a_ij1,a_ij2,...a_ijn}，且

A)構(gòu)建判斷矩陣P：

將所有評價指標(biāo)隨機排序，根據(jù)相鄰評價指標(biāo)中，前者后與后者重要性關(guān)系選擇標(biāo)度，具體如下：

前者比后者同等重要，標(biāo)度為1；

前者比后者稍微重要，標(biāo)度為3；

前者比后者明顯重要，標(biāo)度為5；

前者比后者強烈重要，標(biāo)度為7；

前者比后者極端重要，標(biāo)度為9；

前者與后者的重要性介于同等重要與稍微重要之間，標(biāo)度為2；

前者與后者的重要性介于稍微重要與明顯重要之間，標(biāo)度為4；

前者與后者的重要性介于明顯重要與強烈重要之間，標(biāo)度為6；

前者與后者的重要性介于強烈重要與極端重要之間，標(biāo)度為8；

B)一致性檢驗；

判斷矩陣特征根為λ_max，判斷矩陣為p階時，一致性指標(biāo)CI計算公式如下：

$CI=\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_{max}-p}{p-1}---\left(6\right);$

當(dāng)CI<0.1時，排序結(jié)果具有滿意一致性，否則調(diào)整判斷矩陣中作為元素的標(biāo)度；

S3d：評價參數(shù)的計算；

Ⅰ)評價灰類的確定；

確定評價標(biāo)準(zhǔn)集合F：F＝{F₁,F₂,F₃,F₄,F₅}五個等級，對應(yīng)評估灰類序號為e{e＝1,2,3,4,5}；為描述所述五個等級的評價灰類，確定評價灰類的白化函數(shù)f_e(d_ijk)；

e＝1時，

e＝2時，

e＝3時，

e＝4時，

e＝5時，

Ⅱ)灰色評價系數(shù)、評價權(quán)向量及權(quán)矩陣的計算；

若評價指標(biāo)W_ijk為定量指標(biāo)，則其屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)為：

$X_{ijk}^e=f_e\left(d_{ijk}\right)---(8-1);$

若評價指標(biāo)W_ijk為定性指標(biāo)，且共有p個專家對其進行評價，其屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)為：

$X_{ijk}^e=\underset{s}{\overset{p}{\&Sigma;}}{f}_e\left(d_{ijks}\right)---(8-2);$

評價指標(biāo)W_ijk屬于各個評價灰類的總灰色評價數(shù)記為X_ijk：

$X_{ijk}=\underset{e=1}{\overset{5}{\&Sigma;}}{X}_{ijk}^e---(8-3);$

評價指標(biāo)W_ijk對于第e個評價灰類的灰色評價權(quán)向量記為則有：

$r_{ijk}^e=\frac{X_{ijk}^e}{X_{ijk}}---(8-4);$

評價指標(biāo)W_ijk對于各評價灰類的灰色評價權(quán)向量記為r_ijk：

$r_{ijk}=(r_{ijk}^1,r_{ijk}^2,r_{ijk}^3,r_{ijk}^4,r_{ijk}^5)---(8-5);$

評價指標(biāo)W_ijk對于各評價灰類的灰色評價權(quán)向量綜合后，得到其灰色評價權(quán)矩陣R_ij；

$R_{ij}=\left[\begin{array}{c}{r}_{ij1}\\ r_{ij2}\\ .\\ .\\ .\\ r_{ijo}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccccc}{r}_{ij1}^1& r_{ij1}^2& r_{ij1}^3& r_{ij1}^4& r_{ij1}^5\\ r_{ij2}^1& r_{ij2}^2& r_{ij2}^3& r_{ij2}^4& r_{ij2}^5\\ .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .\\ r_{ij0}^1& r_{ijo}^2& r_{ijo}^3& r_{ijo}^4& r_{ijo}^5\end{array}\right]---(8-6);$

S3e：評價結(jié)果的計算；

1)對V_ij作綜合評價；

對評價指標(biāo)V_ij作綜合評價，其評價結(jié)果記為B_ij，則有：

B_ij＝A_ij×R_ij＝[b_ij1,b_ij2,...,b_ijo] (9)；

2)對U_i作綜合評價；

評價指標(biāo)U_i對各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R_i：

$R_i=\left[\begin{array}{c}{B}_{i1}\\ B_{i2}\\ .\\ .\\ .\\ B_{in}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{i11}& b_{i12}& \mathrm{...}& b_{i1o}\\ b_{i21}& b_{i22}& \mathrm{...}& b_{i2o}\\ .& .& & .\\ .& .& \mathrm{...}& .\\ .& .& & .\\ k_{in1}& b_{in2}& \mathrm{...}& b_{ino}\end{array}\right]---(10-1);$

對U_i作綜合評價，評價結(jié)果記為B_i，則有：

B_i＝A_i×R_i＝[b₁,b₂,...,b_m] (10-2)；

3)對總評價目標(biāo)作綜合評價；

由U_i的綜合評價結(jié)果B_i得總評價目標(biāo)Z對各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R如式(11-1)所示：

$R=\left[\begin{array}{c}{B}_1\\ B_2\\ .\\ .\\ .\\ B_n\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{11}& b_{12}& \mathrm{...}& b_{1n}\\ b_{21}& b_{22}& \mathrm{...}& b_{2n}\\ .& .& & .\\ .& .& \mathrm{...}& .\\ .& .& & .\\ k_{m1}& b_{m2}& \mathrm{...}& b_{mn}\end{array}\right]---(11-1);$

對總評價目標(biāo)作綜合評價，其評價結(jié)果記為B，則有

B＝A×R＝[b₁,b₂,...,b_m] (11-2)；

4)計算綜合評價值，得到評價結(jié)果；

將各灰類等級賦值，得到各灰類評價等級值化向量F，總評價目標(biāo)的綜合評價值為：

Z＝B×F^T (12)；

S3f：按照步驟S3a-S3e的所述的方法，計算目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)每個布局備選方案的總評價目標(biāo)的綜合評價值，總評價目標(biāo)的綜合評價值Z最大的，即確定為最優(yōu)布局方案。

2.如權(quán)利要求1所述的開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法，其特征在于，所述步驟S3e中，對一致性指標(biāo)CI進行修正，修正后的一致性指標(biāo)用CR表示，其中RI為隨機一致性指標(biāo)，其值為經(jīng)驗值；

當(dāng)CR<0.1時，排序結(jié)果具有滿意一致性，否則調(diào)整判斷矩陣中作為元素的標(biāo)度。

3.如權(quán)利要求1或2所述的開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法，其特征在于，所述步驟S3g下的步驟4)中，將各灰類等級按“灰水平”賦值，第1灰類取為9，第2灰類取為7，第3灰類取為5，第4灰類取為3，第5灰類取為1，得到各灰類評價等級值化向量F＝{9,7,5,3,1}。

4.如權(quán)利要求3所述開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法，其特征在于，所述步驟S3g下的步驟4)中，對總評價目標(biāo)的灰色評價權(quán)向量B作歸一化處理。