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基于层次分析法的货物运输方式选择综合
评价研究
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（1. 河海大学土木与交通学院，南京 210098；
2. 河海大学土木与交通学院）
摘要：货物运输方式的选择会影响到企业的效率、信誉、成本。为了提高企业决策的科学性与合理性，本文采用层次分析的方法，通过建立货物运输方式选择的综合评价模型为运输决策者提供决策方法，弥补了选择决策常因受主观性影响过大的缺陷。 关键词：交通运输；层次分析法，评价 中图分类号：U116.1
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Comprehensive Evaluation Research Based on Analytic Hierarchy Process of Carbo Transportation Mode Option
Zhang Xiaolei1, Zheng Changjiang2, Li Yue3
(1. Civil and transportation School,Hohai University,Nanjing,210098;
2. Civil and transportation institute,Hohai University; 3. Hohai university civil and transportation institute)
Abstract: The cholce of cargo transportation mode affect the enterprise efficiency, reputation, cost. In order to improve enterprise decision-making more scientific and rational, this paper uses AHP. Establishing the comprehensive evaluation mode of cargo transportation to provide the decision-making method for transportation policy makers , and make up for the selection decision often influenced by subjective too much influence defects. Key words: Transportation;AHP;Evaluation
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0 引言
铁路、公路、水运、民航和管道五种运输方式都能使货物实现空间上的位移，但其技术性能（速度、重量、连续性、保证货物的完整等），对地理环境的适应程度和经济指标（如30
能源和材料消耗、投资多少、运输费用大小、劳动生产率的高低等）是大相径庭的。
按照货物的价格、形状、进货日期、发货地等来评价和选择运输方式，根据货运具体的要求和特点以及各种运输方式的特点，选择最合适的运输方式，从而达到经济、迅速、安全、便利的目的。这样就有必要建立一个较为完整的运输方式的评价标准体系，对不同的运输方式进行综合评价。传统的评价方式主观性太强，客观分析不足，缺点和局限性明显,且当前35
针对货物运输方式的选择进行定量评价的研究尚显不足，本文力图在应用层次分析法的基础上对货物交通方式选择评价方面做一些尝试。
1 层次分析法简介
1.1 概述
层次分析法(Analytical Hierarchy Process,简称AHP)是将决策有关的因素分解成目标、准
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则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的分析方法。它是美国运筹学家T. L. Saaty 作者简介：张晓磊（1987-），男，硕士. E-mail: goodjobgoodjob@163.com
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教授于70年代初期在为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”课题时，应用网络系统理论和多目标综合评价方法，提出的一种层次权重决策分析方法提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。
层次分析法的基本步骤有：（1）明确研究问题：深刻认识系统。（2）建立一个多层次
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的递阶结构，根据目标、性质和关联性系统分为几个等级层次。（3）建立两两比较的判断矩阵：确定以上递阶结构中相邻层次元素间的相关程度。通过构造两两比较判断矩阵和运算的数学方法，确定相对于上一层次的某个元素而言，本层次中与其相关元素的相对权值。（4）层次单排序：层次单排序就是把本层所有各元素对上一层来说，排出评比顺序。（5）层次总排序：利用层次单排序的计算结果，进一步综合出对更上一层次的优劣顺序。（6）根据50
排序结果，作出方案评价与决策。
1.2 递阶层次级构
宏观把握研究问题后，要将问题条理化、层次化，构造出一个层次分析的结构模型。把复杂问题分解成元素的各个组成部分，再把这些元素按属性分成若干组，以形成不同层次，同一层次的元素作为准则，对下一层的相关元素起支配作用，同时它又受上一层次元素的支55
配，进而形成递阶层次结构。递阶层次级构的一般形式如下图。
目标层G G
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准则层C C1 C2 …… Cm
方案层B B1 B2 …… Bn
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图1递阶层次结构
1.3 建立两两比较的判断矩阵
1.3.1 判断矩阵
判断矩阵是同层因素相对与上一层次重要性的比较，1~9分别表示的含义如下表。 70
表1 1～9标度
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标度 1 3 5 7 9 2，4，6，8 倒数 含 义 http://www.paper.edu.cn
表示两个因素相比，具有相同重要性 表示两个因素相比，前者比后者稍重要 表示两个因素相比，前者比后者明显重要 表示两个因素相比，前者比后者强烈重要 表示两个因素相比，前者比后者极端重要 表示上述相邻判断的中间值 a若因素i与因素j的重要性之比为ij，那么因素j与因素i重要性之比为aji 1.3.2 权重计算
1aij。 权重的计算有方根法和特征向量法，方根法是一种近似的算法，特征向量法是更为常用的算法。 75
特征向量法应首先求出判断矩阵的最大特征值max；然后计算对应于max的特征向量W；再对W做归一化处理，即得到权重向量。当判断矩阵阶数较高时，可采用跌代法编程计算特征值。
1.4 一致性检验
1.4.1 一致性检验指标 80
maxn'，对于任意的判断矩阵，当 max= n时CI=0，则判
n1断矩阵具有完全一致性；CI的值越大，P'的估计偏差也就越大，偏离一致性的程度就越大。
引进CI，并令CI1.4.2 随机性一致性指标
通常判断矩阵的阶数n越高,其估计偏差随之增大,一致性也就越差,因此对高阶判断矩阵的检验应适当放宽要求。为此引入随机RI作为修正值，以更合理的随机一致性指标CR来
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CI，一般只要CR≦0.10，则认为P'具有满意的一致性，RI否则必须重新调整P'的元素值。RI的值，要根据判断矩阵的阶数从下表中选取。2阶及以
衡量判断矩阵的一致性。 CR下的判断矩阵是具有完全一致性。
表2 随机一致性指标
4 5 6 0.90 1.12 1.24 90
n RI 1 0 2 0 3 0.58 7 1.32 8 1.41 9 1.45 10 1.49 2 货物运输综合评价因素体系建立
在商品生产的市场经济体制中,各种货物运输方式之间进行着激烈的竞争。根据人们对货物运输的安全、迅速、经济和便利要求,评价体系可以从经济性因素、迅速性因素、安全性因素和便利性因素等四个方面来考虑。
经济性因素:主要表现为费用 运输费、装卸费、包装费、管理费等 的产生,在运输过程
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中,总费用支出越少,则竞技性越好。
迅速性因素:指货物从发货地到到货地所需要的时间,即货物在途时间,其时间越少,迅速性越好。
安全性因素:安全程度通常指货物的完整程度,以货物的破损率表示,破损率越小,安全性越好。
便利性因素:各种运输方式的便利性的定量计算比较困难,一般情况下,可以近似的利用发货人所在地至装车地之间的距离来表示。其距离越紧,便利性越好.运输方式的选择应满足运输的基本要求,即经济性、迅速性、安全性和便利性。定量的方法有很多种,但由于运输问题影响因素复杂,很难用一种计算方法来决定一切,推荐采取综合评价的方法来确定。
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3 用层次分析法对货物运输方式选择进行综合评价(案例)
案例:某钢铁公司将向其客户运输一批粗钢。其客户钢材还有库存，对到货的时间没有紧迫性；该企业与客户企业内有企业线；该企业离水边较近，但客户离水边距离适中。总目标是希望选择粗刚的运输方式。可供选择的方案有：铁路运输（B1）、公路运输（B2）、水路运输（B3）与航空运输（B4）。衡量这些方案可以从以下四个因素着眼：便利性因素（C1）、
110 经济性因素（C2）、安全性因素（C3）和迅速性因素（C4）。现在要对上述四种方案进行优劣性评价，或者说按优劣顺序把这四种方案排列起来，以便决策者从中选择一种方案付诸实施。
应用AHP对此问题进行分析后，可建立如图2所示的层次结构模型。
115 目标层G
运输方式选择 120
准则层C
方案层B 便利性 经济性 安全性 迅速性 铁路运输 公路运输 水路运输 航空运输 125
图2 合理选择货物运输方式的层次分析结构模型
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根据因素的重要性比较构造判断矩阵并进行计算，所得判断矩阵及相应计算结果如下。
（1） 判断矩阵G-C（相对于总目标而言，各着眼准则之间的相对重要性比较） G C1 C2 C3 C4 W C1 1 3 7 9 0.5830 C2 1/3 1 5 7 0.2895 C3 1/7 1/5 1 3 0.0849 C4 1/9 1/7 1/3 1 0.0425 max=4.1646，CI=0.05487，CR=0.0610<0.01，可见判断矩阵具有满意的一致性。 （2）判断矩阵C1-P（相对于便利性准则来说，各方案之间的相对重要性比较） C1 B1 B2 B3 B4 W B1 1 3 2 9 0.4733 B2 1/3 1 1/2 9 0.1952 - 4 -
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B3 1/2 2 1 9 0.2972 B4 1/9 1/9 1/9 1 0.0342 max=4.1431，CI=0.0477，CR=0.0530<0.10，可见判断矩阵具有满意的一致性。 ( 3 ) 判断矩阵C2-P（相对于经济性准则来说，各方案之间的相对重要性比较） C2 B1 B2 B3 B4 W B1 1 2 1/3 9 0.2540 B2 1/2 1 1/2 9 0.1728 B3 3 2 1 9 0.5401 B4 1/9 1/9 1/9 1 0.0331 max=4.2427，CI=0.0809，CR=0.090<0.10，可见判断矩阵具有满意的一致性。 ( 4 ) 判断矩阵C3-P（相对于安全性准则来说，各方案之间的相对重要性比较） C3 B1 B2 B3 B4 W B1 1 2 3 1/5 0.1891 B2 1/2 1 2 1/5 0.1224 B3 1/3 1/2 1 1/5 0.0780 B4 5 5 5 1 0.6140 max=4.1431，CI=0.0477，CR=0.0530<0.10，可见判断矩阵具有满意的一致性。 ( 5 ) 判断矩阵C4-P（相对于迅速性准则来说，各方案之间的相对重要性比较） C2 B1 B2 B3 B4 W B1 1 1/2 5 1/5 0.1330 B2 2 1 6 1/5 0.1977 B3 1/5 1/6 1 1/9 0.0404 B4 5 5 9 1 0.6290 max= 4.2066，CI=0.0689，CR=0.0765<0.10，可见判断矩阵具有满意的一致性。 层次总排序计算结果如表3所示。
表3 层次总排序计算结果
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C1 C2 C3 C4 层次C 层次B总方案 0.5830 0.2895 0.0849 0.0425 层次B 排序权值 排序 B1 0.4733 0.2540 0.1891 0.1330 0.3712 1 B2 0.1952 0.1728 0.1224 0.1977 0.1826 3 B3 0.2972 0.5401 0.0780 0.0440 0.3381 2 B4 0.0342 0.0331 0.6140 0.6290 0.1084 4 RI=0.8999，CI=0.0582，CR=CI/RI=0.0647<0.10 计算结果表明，为合理选择粗钢的运输方式，对于该企业来说，所提出的四种方案的优先次序为：B1——铁路运输，权值为0.3712；B2——公路运输，权值为0.1826；B3——水路运
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输，权值为0.3381；B4——航空运输，权值为0.1084。企业领导可以根据上述排序结果进行决策。
4 结论
本文探讨了运用层次分析法对货物运输方式选择，文章介绍了层次分析法和交通运输方式以及货物运输的相关知识，指出层次分析法在货物运输方式选择综合评价时的重要实用价
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值，认为层次分析法是货物运输方式选择评价的实用的好方法。通过应用层次分析法对货物运输方式的选择问题进行比选，为决策者决策货物运输时提供了有价值的参考 ，并扩大了层次分析法的应用范围。应当说明，本文的评判结果只能说明当前人们的对各种货物运输方式的认识程度，随着交通业的发展和提高 ，人们对各种货物运输方式的认识也会发生相应的变化，因而，评判结果会有变化，对于这类问题还有待进一步的研究探讨。另本文的研究
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主要是理论分析和总结，对于模型的研究未能深入，实证分析和量化分析较为缺乏。对于以
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[参考文献] (References)
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上问题，将在以后的学习和实践中，加以完善。
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