CN117892928A - 一种农村公路技术状况评定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农村公路技术状况评定系统及方法，涉及农村公路技术状况评估技术领域，解决了现有技术中通过专家打分和固定权重加权平均的方式来计算公路技术状况指数，导致该公路状况指数的适应性和准确性较差的技术问题；本发明包括数据导入模块、数据处理模块和结果分析模块，通过专家人员对评定体系中同一层次评定指标两两对比，按照相对重要程度进行打分，构建得到互补区间数的判断矩阵；本发明采用加权区间数矩阵，避免了利用点值来表示两因素相关重要关系时造成的不准确性，以及专家在打分时易造成混乱或者是判断矩阵的不一致性；本发明中区间熵权法的引入，可以让道路既往的路面损伤情况与现状结合，使得评定结果更符合实际发展状况。

Description

一种农村公路技术状况评定系统及方法

技术领域

本发明属于农村公路技术状况评估领域，具体是一种农村公路技术状况评定系统及方法。

背景技术

为解决农村公路仍存在的基础道路路况水平不高、道路衔接程度达不到要求、服务水平不足等问题，建立对农村公路的考核管理养护机制是必不可少的，寻求简单方便、精准高效的农村公路技术状况评定方法成为研讨之重。

因为农村道路的等级低、涉及影响因素较少。目前各指标由专业人员按规范打分，再以固定权重加权平均的方式来计算公路技术状况指数MQI，计算中涉及的各指标依赖自动化检测和人工检测。

人工检测时会因为评定指标多，造成主观经验评分量不一致，评分结果不准确，难以科学体现公路实际技术状况；其次，固定各技术状况指数所占权重，依赖大量经验总结，对不同道路的适用性较差，针对各种病害道路的结构、表观、发展趋势、损害严重程度多有不同，故各病害对各道路路面状况评定的影响程度就不同，所以不同道路的技术状况评定应采用更加适合该道路的权重分配；再有，农村公路所需评定的道路可能不存在桥隧构造物或者更加注重路面和路基技术状况指数的权重，故权重因道路不同应有所改变。同时，层次分析法很大程度是是主观打分，影响因素较多易导致对标度的混乱，会出现不准确的主观判断，采用点值不准确，会影响判断矩阵的一致性。

本发明提供了一种农村公路技术状况评定系统及方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种农村公路技术状况评定系统及方法，用于解决现有技术中通过专家打分和固定权重加权平均的方式来计算公路技术状况指数，这会导致该公路状况指数的适应性和准确性较差，本发明可以有效解决该技术问题。

本发明由专家人员对评定体系中同一层次评定指标两两对比，构建得到互补区间数的判断矩阵A；本发明采用加权区间数矩阵，避免了利用点值来表示两因素相关重要关系时造成的不准确性，以及专家在打分时易造成混乱或者是判断矩阵的不一致性；本发明将区间熵权模型和区间数层次分析法 结合来计算评定指标的权重；本发明中区间熵权法的引入，可以让道路既往的路面损伤情况与现状结合，使得评定结果更符合实际发展状况。本发明是一种农村公路技术状况评定系统，系统中采用新的更符合实际的权重确定方式，即由加权区间数层次分析法和熵权法共同决定，整个系统包括数据导入模块、数据处理模块、结果分析模块，一体化自动分析处理得到目标道路的技术装况评定等级及管养处置方案。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种农村公路技术状况评定系统，包括：数据处理模块，以及与之相连接的数据导入模块和结果分析模块；

数据导入模块：用于建立目标道路的实际情况；其中，实际情况包括地理位置、与其他道路的相对位置、路面类型和路面结构；以及，

存储测量得到目标道路的实际路况以及若干评定指标的专家打分结果，并根据专家对实际路况的打分结果生成各评定指标的打分报告；其中，实际路况包括损伤类型和损伤特征，评定指标由农村道路技术状况评定标准文件确定；

数据处理模块：用于建立若干评定指标对应评定权重的权重计算模型；其中，权重计算模型包括加权区间层次分析模型和区间熵权模型；以及，

基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重；其中，评定体系包括目标层、准则层和指标层，且准则层按照标准规范支配指标层，并按照标准规范被目标层支配；

结果分析模块：用于基于若干评定指标的综合权重计算目标道路的公路技术状况指数和对应的公路技术状态等级；以及，自动导出目标公路的技术状况评定等级报告单，并匹配对应的管养处置方案。

优选的，所述基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重，包括：

基于加权区间层次分析模型提取评定指标在加权区间层次分析下的权重w_C；以及通过区间熵权模型计算评定指标在区间熵权法下的权重w_S；其中，权重w_C和权重w_S均为指标层中评定指标对应权重向上追溯到目标层的结果；

引入权重因子θ，根据公式w=θ×w_C+(1-θ)×w_S计算评定指标的综合权重w；其中，θ∈[0,1]。

优选的，基于加权区间层次分析法构建所述加权区间层次分析模型，包括：

调取设定的标度表，由专家对评定体系中同一层次评定指标两两对比，并按照相对重要程度进行打分，构建得到互补区间数的判断矩阵A；

引入区间数分布因子，将评定指标对应的区间数转换为点值，得到判断矩阵B；根据设定阈值分析判断矩阵B是否满足一致性要求；是，则计算对应层的权重配比；否，则调整判断矩阵B，直到满足一致性要求。

优选的，所述构建得到互补区间数的判断矩阵A，包括：

设定同一层次评定指标i相对于评定指标j相对重要程度的区间数为；对区间数的上限和下限分别赋予权重p和q，记作/>；

因p+q=1，则将简记为/>；其中，当评定指标/>和评定指标j同等重要时，则p+q=0.5，/>；

结合经验数据和模糊集理论，对比两两评定指标之间的相对重要程度以及评定指标值之间的相对区间分布情况，得到评定指标相对于评定指标j的概率分布区间数为：

其中，，/>分别是区间数的下限和上限，p是专家根据经验设置的下限/>在区间数分布的概率，即下限所占权重；

根据概率分布区间数将各评定指标集合于矩阵中，得到互补区间数的判断矩阵A；其中，；

判断矩阵A满足公式(1)： (1)。

优选的，所述将评定指标对应的区间数转换为点值，包括：

在公式(1)的基础上，结合公式(2)将评定指标对应的区间数转化为点值,得到判断矩阵；其中，判断矩阵B满足/>；公式(2)为，/>。

优选的，所述根据设定阈值分析判断矩阵B是否满足一致性要求，包括：

计算判断矩阵B的特征值，且特征值/>满足/>；

通过公式(3)计算一致性指标CI；公式(3)为：；其中，n为判断矩阵B的阶数，/>为判断矩阵B的最大特征值；

通过公式(4)计算判断矩阵B的相对一致性CR；其中，公式(4)为：，RI为根据判断矩阵B阶数得到的平均随机一致性指标；

判断CR是否小于设定阈值；是，则一致性检验合格；否，则修改p值以调整判断矩阵B，直到一致性检验合格为止；其中，设定阈值默认取值为0.1。

优选的，所述根据判断矩阵B计算得到对应层次的权重配比，包括：

提取符合一致性检验的判断矩阵B的最大特征值对应的特征向量/>，将特征向量/>作为该层次的权重配比。

优选的，基于区间熵权法构建所述区间熵权模型，包括：

提取同一层次中评定指标的历史评分数据，构建区间数决策矩阵D；根据各层评定指标构建指标集Q，Q={Q1，Q2，…，Qm}；其中，m为同一层次参与评分的评价指标个数；其中，j∈[1，m]；

对区间数决策矩阵D进行标准化处理，得到标准化区间数决策矩阵P；计算获取标准化区间数决策矩阵P中第j个指标区间Q_j的区间熵H_j；

基于区间熵H_j计算得到第j个指标区间Q_j的熵权w_j；对熵权w_j进行归一化处理，得到权重，将权重/>化为点值，得到第j个评定指标对应的权重w_S。

优选的，所述构建区间数决策矩阵D，包括：

提取n次测量得到的对象集S={S1，S2，…，Sn}；

第i次测量得到第j个评定指标的区间评分为，构建区间决策矩阵D；其中，/>，L和U为区间的下限和上限。

优选的，所述对区间数决策矩阵D进行标准化处理，包括：

根据公式(5)对区间决策矩阵D进行标准化处理，得到标准化区间数决策矩阵P；其中，公式(5)为：，即/>；/>。

优选的，所述计算获取标准化区间数决策矩阵P中第j个指标区间Q_j的区间熵H_j，包括：

根据公式(6)计算得到区间决策矩阵P中第j个指标区间Q_j的区间熵H_j；公式(6)为：；其中，/>，且/>时，/>；

建立两个优化模型：和/>。

优选的，所述基于区间熵H_j计算得到第j个指标区间Q_j的熵权w_j，包括：

将公式(7)与第j个指标区间Q_j的区间熵H_j结合，计算得到第j个指标区间Q_j的熵权H_j；公式(7)为：，即/>。

优选的，所述对熵权w_j进行归一化处理，包括：

设定，/>，/>，则归一化结果表示为公式(8)：/>。

优选的，所述将权重化为点值，包括：

根据公式(9)将得到的指标区间的权重化为点值；其中，公式(9)为：。

本发明的第二方面提供了一种农村公路技术状况评定方法，包括：

建立目标道路的实际情况；其中，实际情况包括地理位置、与其他道路的相对位置、路面类型和路面结构；

测量得到目标道路的实际路况以及若干评定指标的专家打分结果，并根据专家对实际路况的打分结果生成各评定指标的打分报告；其中，实际路况包括损伤类型和损伤特征，评定指标由农村道路技术状况评定标准文件确定；

建立若干评定指标对应评定权重的权重计算模型；其中，权重计算模型包括加权区间层次分析模型和区间熵权模型；

基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重；其中，评定体系包括目标层、准则层和指标层，且准则层按照标准规范支配指标层，并按照标准规范被目标层支配；

基于若干评定指标的综合权重计算目标道路的公路技术状况指数和对应的公路技术状态等级；自动导出目标公路的技术状况评定等级报告单，并匹配对应的管养处置方案。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明调取设定的标度表，由专家人员对评定体系中同一层次评定指标两两对比，并按照相对重要程度进行打分，构建得到互补区间数的判断矩阵；本发明采用加权区间数矩阵，避免了利用点值来表示两因素相关重要关系时造成的不准确性，以及专家在打分时易造成混乱或者是判断矩阵的不一致性；。

2.本发明基于区间熵权法构建区间熵权模型，通过区间熵权模型计算评定指标在区间熵权法下的权重；本发明将区间熵权模型和区间数层次分析法结合来计算评定指标的权重；本发明中区间熵权法的引入，可以让道路既往的路面损伤情况与现状结合，，可以让道路既往的路面损伤情况与现状结合，权重计算考虑了病害的严重程度、发展变化和病害间的相互影响以及病害的衍生等，使得评定结果更符合实际发展状况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统架构示意图；

图2为本发明实施例中的评定体系示意图；

图3为本发明实施例的工作步骤示意图；

图4为本发明实施例中公路技术状况指数的计算流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，本发明第一方面实施例提供了一种农村公路技术状况评定系统，包括：数据处理模块，以及与之相连接的数据导入模块和结果分析模块；

数据导入模块：用于建立目标道路的实际情况；其中，实际情况包括地理位置、与其他道路的相对位置、路面类型和路面结构；以及，存储测量得到目标道路的实际路况以及若干评定指标的专家打分结果，并根据专家对实际路况的打分结果生成各评定指标的打分报告；

数据处理模块：用于建立若干评定指标对应评定权重的权重计算模型；其中，权重计算模型包括加权区间层次分析模型和区间熵权模型；以及，基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重；

结果分析模块：用于基于若干评定指标的综合权重计算目标道路的公路技术状况指数和对应的公路技术状态等级；以及，自动导出目标公路的技术状况评定等级报告单，并匹配对应的管养处置方案。

本申请中的数据导入模块在生成各评定指标的打分报告之后，还存储有针对各评定指标的管养情况，以便后续根据目标公路的技术状况评定等级匹配对应的管养处置方案。

本申请中的评定指标由农村道路技术状况评定标准文件确定。评定体系则包括目标层、准则层和指标层，目标层即为公路技术状况指数MQI，准则层(一层指标)包括路基技术状况指数、路面技术状况指数、桥隧构造物技术状况指数、沿线设施技术状况指数，路基技术状况指数包括边坡坍塌路基构造物破坏、路基沉降、排水不畅；路面技术状况指数包括，路面损坏状况指数、路面行驶质量指数；路面损坏状况指数根据路面类型的不同，分为沥青路面，水泥路面和砂石路面三类，沥青路面损坏状况指数包括网裂、纵向裂缝、横向裂缝、坑槽，水泥路面面状况指数包括破碎板、裂缝、错台、拱起、坑洞；砂石路面损坏状况指数包括沉陷、波浪搓板、车辙、坑槽。桥隧构造物技术状况指数、沿线设施技术状况指数的值按照《公路技术状况评定标准》规范计算确定。目标层、准则层、指标层具体如图2所示，每层指标都以自身准则支配下一层指标，同时自身受到直属上一层指标的支配。本申请将每一层中包含的参数均称之为评定指标。

因不同道路的状况不同，不管人工检测还是自动化检测，对病害等的评分都存在主观性和依赖性，权重固定，不能准确区别同种病害在不同路面上的评分，导致评分标准宽泛，实际评分主观依赖大，导致病害程度不同，打分相同的情况。本申请将病害程度、发展趋势等与指标权重相关联，让最终的MQI评分更加客观准确，本申请采用加权区间层次分析法与灰熵理论相结合的方式来确定各指标的权重，以避免层间分析确定权重时的主观打分；影响因素较多易导致对标度的混乱，会出现不准确的主观判断，采用点值不准确，会影响判断矩阵的一致性，以在不同道路技术状况评定时，计算各评定指标所占权重。

本申请中的区间层次分析法（LAHP）是在层次分析法(AHP)的基础上，将指标参考相对标度所得点值换成区间数的形式，判断矩阵也随之变化成区间数矩阵。此种方法能够解决AHP点值的主观性，相对来说使公路技术状况评定更加科学，可这样就会使原本的判断矩阵变成区间数判断矩阵，大大增加了计算的难度和复杂程度。

加权区间层次分析（WLAHP）又将加入了区间数的权重，即考虑了指标值在专家所定区间数的分布情况，这样即结合了专家对于公路技术状况评定的累积经验，使结果更加准确科学。

本申请提供的一种农村公路技术状况评定系统包括数据导入模块、数据处理模块和结果分析模块；输入导入模块通过平整度检测技术和路面破损检测技术采集获取目标道路的实际情况和实际路况，专家通过智能终端可完成打分。数据处理模块基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重，得到各评定指标的综合权重。结果分析模块则结合评定指标的综合权重和打分结果，计算出MQI。需要说明的是，本申请中的智能终端包括智能手机、电脑等智能设备，智能终端可用于输入输入、过程监督和结果展示。

本申请参考根据设定的1-9标度表(表1)，由专家对评定体系中同一层次的指标两两相互对比，并按照相对重要程度进行打分，构建得到互补区间数的判断矩阵A，判断矩阵A满足公式(1)。再将判断矩阵A中的区间数按照公式(2)进行处理，通过引入区间数分布因子p，将各评定指标的区间数转换为确定的点值，得到用于计算的判断矩阵B，以降低计算量。

分析判断矩阵B的一致性是否满足要求，当一致性不满足要求时，则重新调整p，直至判断矩阵B对应的一致性指标满足要求为止。

需要说明的是，层次分析法是专家直接根据标度表给出的两两指标相比的点值，就是一个数，比如打分2分到3分都行，那专家可以打2.3，也可以打2.5、2.6；考虑到这种打分方式主观性太强，本申请让专家用区间数打分得到一个区间，在依据专家经验给出分布因子p，比如专家根据经验判定既定空间的概率分布，若靠近2，则就可以按照p=0.6或者p=0.65来计算，这样得到的判断矩阵B既方便计算，又加强了客观性，然后进行一致性校验；若一致性校验没有通过，则将p的调整为0.68，甚至是0.7，直至符合一致性检验。本申请中的“定值”是指判断矩阵B中的元素，其数值由区间数判断矩阵A和p配比后，直到判断矩阵B满足一致性要求来得到，即最终满足一致性要求的点值判断矩阵B内各元素。

计算满足一致性要求的判断矩阵B所对应的最大特征值的特征向量，该特征向量即为该层次的权重配比，即特征向量中的元素个数、数值与该层次所对应的评定指标数量相同且关联。

示例性的，设准则层的权重配比为w₁(α₁,α₂,α₃,α₄)，SCI的权重配比为w₂(β₁,β₂,β₃,β₄)，PQI的权重配比为w₃(γ₁,γ₂)，PCI的权重配比按沥青、水泥混凝土、砂石路面类型分为w₄(θ₁,θ₂,θ₃,θ₄)，w₅(θ₅,θ₆,θ₇,θ₈,θ₉)，w₆(θ₁₀,θ₁₁,θ₁₂,θ₁₃,θ₁₄)，最终将各评定指标的权重配比与上层的权重配比直接相乘，直至目标层。如，道路是水泥混凝土路面，则破碎板在农村公路技术状况评定中所占权重为α₃γ₁θ₅，破碎板在MOI计算中的值为破碎板的权重乘以按规范计算的破碎板得分。参考上述指标权重计算方法就可得到各基层评定指标在公路技术状况评定中的综合权重w_S，即最基层(指标层)评定指标对于总体目标对应的权重w_S。

至此，基于加权区间层次分析法得到指标层中各评定指标对应的权重w_S。

接着，根据每层评定指标的历史评分数据，构建区间数决策矩阵D，对区间数决策矩阵D进行标准化处理之后得到标准化区间数决策矩阵P，计算获取标准化区间数决策矩阵P中第j个指标区间Q_j的区间熵H_j，基于区间熵H_j计算得到第j个指标区间Q_j的熵权w_j；对熵权w_j进行归一化处理，得到权重，将权重/>点化为值，得到第j个评定指标对应的权重w_C。

在得到评定指标的权重w_S和权重w_C之后，引入权重因子θ，根据公式w=θ×w_C+(1-θ)×w_S计算评定指标的综合权重w；其中，θ∈[0,1]，权重因子θ由专家对历史检测数据的参照程度及路面检测现状来定权重因子。例如，若道路是第一次技术状况评定，则θ=1；若道路已在之前就进行了技术状况评定，θ的取值就介于0到1之间，这样就能够将以往评定的病害的发展变化情况、道路长期服役对病害的影响及衍生情况合理的与现状结合，得到考虑更加全面、更加准确的综合权重。依据上述计算得到的综合权重，结合规范对各指标的打分，将所有指标各自的权重和相应的得分对应相乘，再相加，即可得到农村公路技术状况评定的MQI。

需要注意的是，农村公路属于低等级道路，针对某一道路进行技术状况评价时，按本申请方法计算权重时，若准则层无某一指标项，不可忽略这一指标；而指标层若无所列指标项时，可忽略，直接将剩余存在指标按照加权区间层次分析法进行权重配比计算，最终，结合自动化检测和人工调查，按照规范规定得出的打分，通过公式计算得出农村道路技术状况评定；因农村道路沿线设施破坏较少见或很少有桥隧构造物，所以沿线设施及桥隧构筑物直接按照规范得出分数，不需要单独进行权重配比。

接下来，具体举例说明本申请的农村公路技术状况评定系统的工作原理。

S1：如图2所示，建立农村公路技术状况的评定体系，目标层(MQI)-准则层(SCI、PQI、BCI、TCI)-指标层(最底层)。

S2：加权区间定义：参考1-9标度表，利用区间数表示两评定指标之间的相对重要程度时，对区间数的上下限值分别赋予权重，表明两评定指标相对关系在区间数内的分布，具体定义如下：

定义同一层次评定指标相对于评定指标/>相对重要程度的区间数为/>；对区间数的上限和下限分别赋予权重p和q，记作/>；

因p+q=1，则将简记为/>；其中，当评定指标/>和评定指标同等重要时，则/>，/>。

表1 判断矩阵的标度含义

结合经验数据和模糊集理论，对比两两评定指标之间的相对重要程度以及评定指标值之间的相对区间分布情况，得到评定指标相对于评定指标/>的概率分布区间数为：

其中，，/>分别是区间数的下限和上限，p是专家根据经验取的下限/>在区间数分布的概率，即下限所占权重；

需要说明的是，以上的标度表是研究人员历年来的经验所得，层次分析法研究都在用；经验数据就是各研究人员根据之前研究得出的结果，是加权区间这一思想提出的参考。

根据概率分布区间数将各评定指标集合于矩阵中，得到互补区间数的判断矩阵A；其中，；

判断矩阵A满足公式(1)：

(1)。

在公式(1)的基础上，结合公式(2)将评定指标对应的区间数转化为点值,得到判断矩阵B；其中，，且判断矩阵B满足/>；公式(2)为，/>。

S3：一致性检验：计算通过公式(3)计算一致性指标CI；公式(3)为：，其中，n为判断矩阵的阶数，/>为判断矩阵的最大特征值；特征值/>满足/>；

通过公式(4)计算判断矩阵B的相对一致性CR；公式(4)为：；其中，RI为根据判断矩阵B阶数得到的平均随机一致性指标，参考表2。

表2 RI系数取值表

判断CR是否小于0.1；是，则一致性检验合格；否，则修改以调整判断矩阵B，直到一致性检验合格为止。

需要说明的是，特征值满足/>中是计算矩阵特征值和特征向量的公式，α实际就是w_k，只是为了方便采用了不同字母表示，本申请主要通过该公式计算最大特征值，具体计算流程在此不作赘述。

值得注意的是，在判断矩阵B未完成一致性校验时，需要修改p，以使得重新得到的判断矩阵B满足一致性。判断矩阵B的修改可通过设置的程序自动完成修改，即给定权重p的可调整范围，可自动根据一致性校验结果完成权重p的调整，使得最终得到的判断矩阵B通过一致性脚校验，具体过程在此不在赘述。

S4：符合一致性检验的判断矩阵B的最大特征值对应的特征向量为对应层次的权重配比/>；将指标层的评定指标权重按层追溯到目标层，得到权重w_C。

S5：根据每层中评定指标的历史评分数据构建区间数决策矩阵D；根据各层评定指标构建指标集Q，Q={Q1，Q2，…，Qm}；其中，m为每层参与评分的评价指标个数；

进行n次测量得到的对象集S={S1，S2，…，Sn}；第i次测量得到第j个评定指标的属性值为，构建区间决策矩阵D；其中，/>，L和U为区间的下限和上限；

需要说明的是，该步骤中的属性值是指专家每次对该指标进行技术状况评定时的区间评分。

S6：根据公式(5)对区间决策矩阵D进行标准化处理，得到标准化区间决策矩阵P；公式(5)为：，即/>；其中，/>；

S7：根据公式(6)计算得到区间决策矩阵P中第j个指标区间Q的区间熵H_j；公式(6)为：；其中，/>，且/>时，/>；

建立两个优化模型：和/>；

S8：将公式(7)与第j个指标区间Q_j的区间熵H_j结合，计算得到第个指标区间/>的熵权/>；公式(7)为：/>，即；

S9：将熵权进行归一化处理，得到该指标区间Q_j的权重/>；让权重/>全部落在[0，1]范围内，具体表示为公式(8)：/>；

归一化处理包括：，/>，/>。

根据公式(9)将得到的指标区间的权重点化为值；其中，公式(9)为：；

按照分层顺序，将评定指标向上追溯，得到在熵权法下的权重w_S。

S10：专家根据目标道路现状，结合以往评分结果，引入权重因子θ，根据公式w=θ×w_C+(1-θ)×w_S计算评定指标的综合权重w。将各指标层对应评定指标的综合权重与指标得分结合起来，得到目标道路的MQI。需要说明的是，指标得分可通过人工或者自动化检测方式获取。

示例性的，如有效的若干评定指标对应的综合权重为w_q以及对应指标得分f_q，其中，q∈[1,r]，q为评定指标的编号，r为评定指标的总数；

通过公式得到目标公路的公路技术状况指数MQI；其中，∑为求和符号，求和范围为q∈[1,r]。根据预先设定的等级划分阈值，可以结合公路技术状况指数MQI得到目标公路的公路技术状态等级，自动导出目标公路的公路技术状态等级，同时还可以根据预先存储在数据导入模块中的管养处置方案来匹配目标公路所适用的管养处置方案。

在计算得到公路技术状况指数MQI之后，通过设定的MQI阈值来评定农村公路技术状况等级，如MQI∈[90,100)则该农村公路为优，如MQI∈[80,90)则该农村公路为良，…。需要说明的是，本申请在技术方案的具体描述过程中，部分内容使用了重复的字母进行表示，这些字母的含义仅由对应部分内容中的解释进行限定。若某字符全文只定义一次，则该字母在本申请中均按照该定义进行理解。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (10)

1.一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，包括：数据处理模块，以及与之相连接的数据导入模块和结果分析模块；

数据导入模块：用于建立目标道路的实际情况；其中，实际情况包括地理位置、与其他道路的相对位置、路面类型和路面结构；以及，

存储测量得到目标道路的实际路况以及若干评定指标的专家打分结果，并根据专家对实际路况的打分结果生成各评定指标的打分报告；其中，实际路况包括损伤类型和损伤特征，评定指标由农村道路技术状况评定标准文件确定；

数据处理模块：用于建立若干评定指标对应评定权重的权重计算模型；其中，权重计算模型包括加权区间层次分析模型和区间熵权模型；以及，

基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重；其中，评定体系包括目标层、准则层和指标层，且准则层按照标准规范支配指标层，并按照标准规范被目标层支配；

结果分析模块：用于基于若干评定指标的综合权重计算目标道路的公路技术状况指数和对应的公路技术状态等级；以及，自动导出目标公路的技术状况评定等级报告单，并匹配对应的管养处置方案。

2.根据权利要求1所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，所述基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重，包括：

基于加权区间层次分析模型提取评定指标在加权区间层次分析下的权重；以及通过区间熵权模型计算评定指标在区间熵权法下的权重/>；其中，权重/>和权重/>均为指标层中评定指标对应权重向上追溯到目标层的结果；

引入权重因子，根据公式/>计算评定指标的综合权重/>；其中，/>。

3.根据权利要求2所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，基于加权区间层次分析法构建所述加权区间层次分析模型，包括：

调取设定的标度表，由专家对评定体系中同一层次评定指标两两对比，并按照相对重要程度进行打分，构建得到互补区间数的判断矩阵；

引入区间数分布因子，将评定指标对应的区间数转换为点值，得到判断矩阵；根据设定阈值分析判断矩阵/>是否满足一致性要求；是，则计算对应层的权重配比；否，则调整判断矩阵/>，直到满足一致性要求。

4.根据权利要求3所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，所述构建得到互补区间数的判断矩阵，包括：

设定同一层次评定指标相对于评定指标/>相对重要程度的区间数为/>；对区间数的上限和下限分别赋予权重/>和/>，记作/>；

因，则将/>简记为/>；其中，当评定指标/>和评定指标/>同等重要时，则/>，/>；

结合经验数据和模糊集理论，对比两两评定指标之间的相对重要程度以及评定指标值之间的相对区间分布情况，得到评定指标相对于评定指标/>的概率分布区间数为：

;/>;/>;其中，/>，/>分别是区间数的下限和上限，/>是专家根据经验设置的下限/>在区间数分布的概率，即下限所占权重；

根据概率分布区间数将各评定指标集合于矩阵中，得到互补区间数的判断矩阵；其中，/>；

判断矩阵满足公式(1)：

(1)。

5.根据权利要求4所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，所述将评定指标对应的区间数转换为点值，包括：

在公式(1)的基础上，结合公式(2)将评定指标对应的区间数转化为点值,得到判断矩阵；其中，判断矩阵/>满足/>；公式(2)为，/>。

6.根据权利要求5所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，所述根据设定阈值分析判断矩阵是否满足一致性要求，包括：

计算判断矩阵的特征值/>，且特征值/>满足/>；

通过公式(3)计算一致性指标；公式(3)为：/>；其中，/>为判断矩阵/>的阶数，/>为判断矩阵/>的最大特征值；

通过公式(4)计算判断矩阵的相对一致性/>；其中，公式(4)为：/>，/>为根据判断矩阵/>阶数得到的平均随机一致性指标；

判断是否小于设定阈值；是，则一致性检验合格；否，则调整/>以修改判断矩阵/>，直到一致性检验合格为止；其中，设定阈值默认取值为0.1。

7.根据权利要求2所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，基于区间熵权法构建所述区间熵权模型，包括：

提取同一层次中评定指标的历史评分数据，构建区间数决策矩阵；根据各层评定指标构建指标集/>，/>；其中，/>为同一层次参与评分的评价指标个数；其中，/>；

对区间数决策矩阵进行标准化处理，得到标准化区间数决策矩阵/>；计算获取标准化区间数决策矩阵/>中第/>个指标区间/>的区间熵/>；

基于区间熵计算得到第/>个指标区间/>的熵权/>；对熵权/>进行归一化处理，得到权重/>，将权重/>化为点值，得到第/>个评定指标对应的权重/>。

8.根据权利要求7所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，所述构建区间数决策矩阵，包括：

提取次测量得到的对象集/>；

第次测量得到第/>个评定指标的区间评分为/>，构建区间决策矩阵/>；其中，，/>和/>为区间的下限和上限。

9.根据权利要求8所述的一种农村公路技术状况评定系统，其特征在于，所述对区间数决策矩阵进行标准化处理，包括：

根据公式(5)对区间决策矩阵进行标准化处理，得到标准化区间数决策矩阵/>；其中，公式(5)为：/>，即/>；/>；

根据公式(6)计算得到区间决策矩阵中第/>个指标区间/>的区间熵/>；公式(6)为：；其中，/>，且/>时，/>；

建立两个优化模型：和/>；

将公式(7)与第个指标区间/>的区间熵/>结合，计算得到第/>个指标区间/>的熵权；公式(7)为：/>，即；

将熵权进行归一化处理，得到该指标区间/>的权重/>；让权重/>全部落在[0，1]范围内，具体表示为公式(8)：/>；根据公式(9)将得到的指标区间的权重/>化为点值；其中，公式(9)为：/>。

10.一种农村公路技术状况评定方法，基于权利要求1至9任一项所述的一种农村公路技术状况评定系统运行，其特征在于，包括：

建立目标道路的实际情况；其中，实际情况包括地理位置、与其他道路的相对位置、路面类型和路面结构；

测量得到目标道路的实际路况以及若干评定指标的专家打分结果，并根据专家对实际路况的打分结果生成各评定指标的打分报告；其中，实际路况包括损伤类型和损伤特征，评定指标由农村道路技术状况评定标准文件确定；

建立若干评定指标对应评定权重的权重计算模型；其中，权重计算模型包括加权区间层次分析模型和区间熵权模型；

基于权重计算模型计算得到评定体系中指标层的若干评定指标上溯到目标层的综合权重；其中，评定体系包括目标层、准则层和指标层，且准则层按照标准规范支配指标层，并按照标准规范被目标层支配；

基于若干评定指标的综合权重计算目标道路的公路技术状况指数和对应的公路技术状态等级；自动导出目标公路的技术状况评定等级报告单，并匹配对应的管养处置方案。