基于改进模糊综合评价法的航路优选评估（本文仅供写作范文和格式参考，部分公式图表未上传）
桂贤帅
中国国际航空股份有限公司华东分控中心，上海 201202
摘要：针对我国民航航路规划评估问题，通过引入层次分析理论，构建民航航路方案综合评价的研究框架，建立起一个评估民航航路方案的指标体系。通过层次分析法对模糊综合评价进行改进，利用改进的模糊综合评价法对航路进行评估和优选。通过对算例的计算和分析，验证了评估方法在民航飞行航路评估优选的有效性和可行性。
关键词：AHP；模糊综合评价法；航路优选；航路规划
我国现行航路网络是在五、六十年代航路结构的基础上逐步形成的。随着航空运输事业的迅猛发展，我国航路建设和运行管理相对滞后，一定程度上阻碍了航空运输事业的快速发展，不适应全球节约能源战略的全面推进实施。
在这样的背景下，民航飞行航路的规划显得非常有必要。本文结合飞行安全评估及其方法的相关知识，首先阐述了航路规划的相关概念、航路规划的评价和航路优选的步骤；其次构建民航飞行航路方案综合评价指标体系，并运用改进模糊综合评价法对民航航路进行评估优选；结合前人的研究，提出评价优选的范围值。
1 相关概念描述
1.1 民航飞行航路规划相关概念
（1）规划目的。航路网络规划旨在剖析现行航路、航线在航空运输需求多元化和飞行流量快速发展中所暴露出的结构性缺陷，并根据交通流分布特征、发展趋势，结合空管保障条件，运用交通网络设计与优化技术，研究提出合理、高效的航路网络方案建议。
（2）规划原则。航路网络规划是一个复杂的系统工程，其规划与实施涉及空管系统的方方面面。因此在对航路网络的规划中需要在总体上把握以下原则：需求先导、分层布设、距离优先、结构灵活、符合规范、技术应用.
（3）规划思路。以保障空中飞行安全为基础，以航空运输发展需求为牵引，充分引入先进的空域管理概念和技术应用，依托主要繁忙机场综合规划航路网络，分层次、分步骤地推进实施，整体提高空域运行效能，满足国民经济和航空运输持续发展的需要。
1.2 民航飞行航路规划评价和优选步骤
一般飞行航路规划方案评价和优选有以下几个步骤
（1）了解飞行航路规划的状况。分析飞行航路的自然条件，包括气候条件和地形、地貌条件等方面，通过对飞行航路自然条件的了解，掌握航路的实际地形情况，以便于之后建立评价指标体系。
（2）针对航路的具体情况和工程的目的，建立飞行航路规划方案评价和优选的评价指标体系。
（3）选择合适的评价方法对飞行航路规划的各个方案进行评价。
（4）结合评价结果进行决策，选择最优的方案。
2 民航飞行航路方案层次分析法的研究
2.1 层次分析法介绍
层次分析法的优势体现是将定性与定量分析方法相结合。通过将目标决策分解为N个层次和N个因素，按照两两指标之间的重要程度建立判断矩阵。通过计算判断矩阵的最大特征值以及对应特征向量，就可得出指标的权重。
层次分析法的理论过程可分为以下四个：层次结构的构建；判断矩阵的构建；层次单排序及一致性检验；层次总排序及一致性检验。
2.2 民航飞行航路方案综合评价指标体系
表4.1 民航飞行航路方案综合评价指标体系
民
航
飞
行
航
路
方
案
综
合
评
价
指
标 B1经济评价 C1运营成本
C2内部收益率
C3投资回收期
B2环境评价 C4噪声
C5大气污染
C6生态环境
B3技术评价 C7航路的综合交通密度
C8航路网的连通度
C9运行天气环境
C10军航活动情况
C11限制区情况
B4社会评价 C12社会发展的影响
C13促进经济发展的影响
C14交通环境的影响
3 改进模糊综合评价法在民航航路优选中的应用
3.1 指标权重确定
3.1.1 准则层指标权重
设准则层指标集合B={B1，B2，B3，B4}，即B={经济评价，环境评价，技术评价，社会评价}。
根据建立的层次模型，按照Saaty教授的标度进行两两比较，经过教师和学生讨论整理后得到评判矩阵及权重。：
表3-1 总风险下属因素评判矩阵及权重
指标项 经济评价 环境评价 技术评价 社会评价 权重
经济评价 1 1/2 1/2 1/2 0.1195
环境评价 2 1 3 4 0.4781
技术评价 2 1/3 1 1/3 0.1753
社会评价 1/2 1/4 3 1 0.2271
经过计算，评判矩阵的权重向量为：
W1={0.1195，0.4781，0.1753，0.2271}T
检验：λ=4.1906，CI=0.0635，RI=0.9，CR=0.0706＜0.10。计算的结果CR值通过了一致性检验。表明在A机场现场运行管理运营体系中，经济评价，环境评价，技术评价，社会评价所占的权重分别为：0.1195，0.4781，0.1753，0.2271。
3.1.2 方案层评价矩阵
（1）经济评价
设经济评价B1={C1，C2，C3}，即B1={运营成本、内部收益率、投资回收期}。经过计算，评判矩阵的权重向量为：W2={0.6544，0.2578，0.0878 }T。表明在经济评价中，运营成本、内部收益率、投资回收期所占的权重分别为：0.6544，0.2578，0.0878。
（2）环境评价
设环境评价B2={C4，C5，C6}，即B2={噪声、大气污染、生态污染}。经过计算，评判矩阵的权重向量为：W3={0.3695，0.5172，0.1133}T。表明在环境评价中，噪声、大气污染、生态污染所占的权重分别为：0.3695，0.5172，0.1133。
（3）技术评价
设社会评价B3={ C7，C7，C9，C10，C11}，即B3={航路的综合交通密度、航路网的连通度、运行天气环境、军航活动情况、限制区情况}。经过计算，评判矩阵的权重向量为：W4={0.3849，0.3403，0.0271，0.1238，0.1238 }T。表明在环境评价中，航路的综合交通密度、航路网的连通度、运行天气环境、军航活动情况、限制区情况所占的权重分别为：0.3849，0.3403，0.0271，0.1238，0.1238。
（4）社会评价
设管理因素B4={C12，C13，C14}，即B4={社会发展的影响、促进经济发展的影响、交通环境的影响}。经过计算，计算结果均通过一致性检验。评判矩阵的权重向量为：W5={0.7266，0.2034，0.0700}T表明在社会评价中，社会发展的影响、促进经济发展的影响、交通环境的影响所占的权重分别为：0.7266，0.2034，0.0700。
3.2 综合评判结果
3.2.1 一级综合评判
（1）经济评价
表3-3 经济评价一级评价
因素层 权重 隶属度
好 中 差
运营成本 0.6544 0 4/5 1/5
内部收益率 0.2578 2/5 3/5 0
投资回收期 0.0878 3/5 2/5 0
在经济评价下，对限制条件下属指标U1={运营成本、内部收益率、投资回收期}作一级综合评判。单因素判断矩阵为
相应指标隶属度矩阵为：
R1=
指标权重为：
U1={0.6544，0.2578，0.0878 }T
经软件计算可得模糊向量：
Y1=U1 R1={0.1558，0.7133， 0.1309 }
同样，可以算得
（2）环境评价
指标权重为：
U2={0.3695，0.5172， 0.1133}T
经软件计算可得模糊向量：
Y2=U2 R2={0.4069，0.3714，0.2217}
（3）技术评价
指标权重为：
U3={0.3849，0.3403，0.0271，0.1238，0.1238}T
经软件计算可得模糊向量：
Y3=U3 R3={0.3856，0.4445，0.1698 }
（4）社会评价
指标权重为：
U3={0.7266，0.2034，0.0700}T
经软件计算可得模糊向量：
Y4=U4 R4={0.5293，0.3025，0.1860 }
3.2.2 二级综合评判
对经济评价、环境评价、社会评价、管理因素作三级综合评判，令单因素评判矩阵为：
R=
即：
经济评价、环境评价、技术评价、社会评价四项指标权重为：
W1={0.1195，0.4781，0.1753，0.2271 }T
经计算可得：
B=W1 R={0.4010，0.4094，0.1936 }
3.2.3 评判结果
将评价值取代评语，评语为V={100，50，10}。取B′VT得
{0.4010，0.4094，0.1936} =62.5060，
4 结果分析
根据前人的研究，论文把风险指数等级划分如下：
表4-1 A机场现场运行安全风险指数
风险系数 建议措施
T≥80 航路规划很好，无需采取优化措施
60 ≤T<80 航路规划良，可以采取适当的措施，进一步优化
40 ≤T<60 航路规划适中，但仍需采取优化措施，控制或降低风险
20 ≤T<40 航路规划较差，需采取全面系统的优化措施，控制或降低风险
1 ≤T<20 航路规划极差， 建议重新进行航路规划
参考文献
[1] 齐亚妮. 基于三角模糊数和Vague集的农业产业化项目优选决策研究[D].西南财经大学,2013.
[2] 李荣. 无人机航路与飞行控制律评估技术[D].南京航空航天大学,2013.
[3] 朱振强. 飞行器航路规划与评价研究[D].西安电子科技大学,2014.
[4] 赵嶷飞,史永亮. 基于模糊综合评价的航路交通态势评估[J]. 中国民航大学学报,2011,01:5-8.
[5] 徐政超. 基于voronoi图算法的航路规划方法研究[D].长安大学,2014.
[6] 徐建国. 基于性能导航高原航路的安全评估[D].中国民用航空飞行学院,2014.
[7] 叶文,朱爱红,范洪达. 低空突防航路规划算法综述[J]. 系统仿真学报,2007,10:2357-2361.
