主成分分析法在公路网综合评价中的应用.docx

JOURNALOFHIGHWAYANDTRANSPORTATIONRESEARCHANDDEVELOPMENT文章编号:1002Ο0268(2003)05Ο0071Ο04主成分分析法在公路网综合评价中的应用顾政华,李旭宏(东南大学交通学院,江苏南京210096))摘要:分析现有公路网综合评价中存在的问题,提出利用主成分分析法进行公路网综合评价的新思路。主成分分析法以适当的主成分综合原始指标的信息,克服原始指标中存在的相关性等不良倾向;以主成分的方差贡献率作为权重,通过线性加权求和的方式得到公路网的综合评价值,有效避免了常用评价方法在权重确定中存在的主观因素的影响。并给出应用实例,效果良好。关键词:主成分分析;公路网;综合评价中图分类号:U41211文献标识码:AApplicationofPrincipalComponentAnalysisMethodinComprehensiveEvaluationforRoadNetworkGUZhengΟhua,LIXuΟhong(SchoolofTransportation,SoutheastUniversity,JiangsuNanjing210096,China)Abstract:Thispaperfirstanalyzestheproblemsinthecurrentcomprehensiveevaluationfortheroadnetwork,basingonthistheprinc2ipalcomponentanalysismethodisputforwardasanewthought1Withtheprincipalcomponentanalysismethod,theinformationoforiginalindexesiscombinedbyproperprincipalcomponent,andthecorrelationliesinoriginalindexesiseliminated1Thenthevariancecontribu2tionistakenasweight,bysummingoflinearpowerweightthevalueofcomprehensiveevaluationfortheroadnetworkisgained1Thismethodeffectivelyavoidstheimpactofsubjectfactorondeterminationofweightwhichliesinthecoventionalevaluation1Atlastanexam2pleisintroducedwithgoodresults1Keywords:Principalcomponentanalysismethod;Roadnetwork;Comprehensiveevaluation公路网属于多指标的复杂系统,评价指标具有层次多、涉及广等特点,如何建立一套比较完善、合理的评价体系,利用科学的手段对其进行客观、准确的评价,一直是各级公路规划部门研究的重点问题。公路网综合评价的技术要点在于:评价指标的选取与权重的确定。常用的评价方法,如模糊综合评价法(FuzzyComprehensiveEvaluationMethod)、层次分析法(AnalyticHierarchyProcess)等,往往是采取专家咨询法来选取评价指标及确定指标的权重,人为因素较重,进而影响到评价结果的客观性。有鉴于此,本文提出一种有效的解决方法即主成分分析法。1公路网综合评价指标体系的建立对现状的公路网进行分析评价,主要是从道路条件、交通条件、服务水平和通达深度4个方面进行的,根据科学地建立评价指标体系的原则,本文尝试建立了图1的公路网评价指标体系1,关于各评价指标属性值的计算可参阅文献1。2数据的标准化处理由于各个指标属于不同的数量级,没有统一的度量标准,所以在进行主成分分析之前要对数据进行标收稿日期:2002Ο09Ο09作者简介:顾政华(1977-),男,江苏苏州人,东南大学交通学院在读博士研究生,研究方向为交通运输规划与管理1公路交通科技2003年第5期图1公路网评价指标体系准化处理,将各指标的属性值统一变换到(0,1)区间内。处理方法主要有3种:a1等级量化。对于定性指标,采用专家法打分。取值如表1所示。4主成分分析法的数学模型设X,XP)′是一个p维随机向量,有=(X1,二阶矩存在,记μ=ε(X),∑=束条件D(X),考虑它在约评价指标等级量化表表1l′ili=1i=1,2,(2),p标准EDCBA的线性变换得分0～016016～017017～018018～019019～110Y1=l′1X=l11X1++lp1Xpb1灰色量化。对于定性分析指标,又存在一定(3)取值范围,