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《露天轉(zhuǎn)地下開采方案多目標(biāo)決策分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、露天轉(zhuǎn)地下開采方案多目標(biāo)決策分析陳何劉建東北京礦冶研究總院，北京100160摘要：露天轉(zhuǎn)地下開采方案選擇涉及多目標(biāo)決策，層次分析法（AHP）是一種較適宜的方法。本文采用差值比較算法的歸一化方法確定決策變量指標(biāo)的標(biāo)度。對無底柱分段崩落法與階段空場連續(xù)崩落法兩種露天轉(zhuǎn)地下開采方案，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及安全等方面的評價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行層次分析決策，認(rèn)為階段空場連續(xù)崩落法是更適合于露天轉(zhuǎn)地下開采的大規(guī)模采礦方法。關(guān)鍵詞：開采，露天轉(zhuǎn)地下，多目標(biāo)決策，層次分析法1前言礦山開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)除了涉及一些可定量分析的指標(biāo)外，還包括一些僅能定性分析的問題，如環(huán)境、安全的方面的評價(jià)指
2、標(biāo)，這就要求所選擇的決策方法能適應(yīng)各種可定量與不可定量的決策變量。多目標(biāo)決策方法把目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)予以展開，求得目標(biāo)與決策方案的計(jì)量關(guān)系，它使得決策過程能夠認(rèn)真地考慮和衡量指標(biāo)的相對重要性。露天轉(zhuǎn)地下開采方案選擇涉及多個(gè)決策變量，層次分析法（AHP）是一種較適宜的方法[1][2]。2多目標(biāo)決策2.1決策變量的歸一化處理方法傳統(tǒng)多目標(biāo)決策時(shí)，數(shù)據(jù)一般采用線性函數(shù)轉(zhuǎn)換法進(jìn)行歸一化處理[3]：y=(x-MinValue)/(MaxValue-MinValue)(1)式中：x、y分別為轉(zhuǎn)換前、后的值；MaxValue、MinValue分別為某項(xiàng)指標(biāo)集中的最大值和最小值。
3、在僅有兩個(gè)方案參與多目標(biāo)決策的情況下，采用該方法時(shí)，無論兩個(gè)方案的某項(xiàng)指標(biāo)有多接近，只要其值不等，則歸一化結(jié)果必為0或1，歸一化結(jié)果為兩種極端情況。顯然，這種情況下的歸一化過程中對指標(biāo)的優(yōu)劣性進(jìn)行了“放大”，即得到了“好的更好、壞的更壞”的歸一化結(jié)果，因此在實(shí)際應(yīng)用中有一定的局限。鑒于此，引入“差值比較算法”的概念，對指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理。令I(lǐng)1={越小越好的指標(biāo)}，I2={越大越好的指標(biāo)}，I3={要求某一理想值的指標(biāo)}，I1∪I2∪I3=I，且Is∩It=φ(s≠t,s、t=1,2,3)。根據(jù)露天轉(zhuǎn)地下開采方案決策問題的特點(diǎn)，以最終決策評分值最大者為最優(yōu)方
4、案，因此可令：“十一?五”國家科技支撐計(jì)劃課題：露天轉(zhuǎn)地下相互協(xié)調(diào)安全高效開采關(guān)鍵技術(shù)研究2006BAB02A17（2）9式中yij為i方案指標(biāo)j的評分值；xj*為原始指標(biāo)j的理想值；
5、xij-xj*
6、表示指標(biāo)偏離理想值的距離。顯然，偏離的距離應(yīng)越小越好。設(shè)yj*為n個(gè)方案中轉(zhuǎn)化后指標(biāo)j的最優(yōu)值（由于本次多目標(biāo)決策采用“評分大者為優(yōu)”的原則，故yj*=max{y1j，y2j，…，ynj}），則在指標(biāo)j（原始指標(biāo)）上，方案s和方案t（s≠t,s、t=1,2,…,n）的優(yōu)越度可用下式衡量：（3）式中Zst為優(yōu)越度指標(biāo)；ysj為s方案指標(biāo)j的評分值；ytj為t方案
7、指標(biāo)j的評分值。上式即為“差值比較算法”的歸一化公式，式中
8、Zst
9、≤1。顯然，Zst的符號代表了不同方案在某項(xiàng)指標(biāo)上的優(yōu)越性：若Zst>0，則在指標(biāo)j上方案s優(yōu)于方案t；若Zst=0，則在指標(biāo)j上方案s同于方案t；若Zst<0，則在指標(biāo)j上方案s劣于方案t。而
10、Zst
11、的值則代表了不同方案在某項(xiàng)指標(biāo)上的優(yōu)越度（即優(yōu)越多少）。因
12、Zst
13、≤1，可將區(qū)間[0,1]平分為9個(gè)等長度的區(qū)間，每個(gè)區(qū)間代表一個(gè)“優(yōu)越等級”，依據(jù)
14、Zst
15、值所落入的區(qū)間選擇相應(yīng)的優(yōu)越等級，如表1所示。表1優(yōu)越等級標(biāo)度區(qū)間Table1Superiorratingscaleinterval
16、
17、Zst
18、∈[0,1/9)[1/9,2/9)[2/9,1/3)[1/3,4/9)[4/9,5/9)[5/9,2/3)[2/3,7/9)[7/9,8/9)[8/9,1]標(biāo)度1234567892.2決策目標(biāo)與變量本次決策的目標(biāo)是從無底柱分段崩落法開采方案和階段連續(xù)崩落開采方案兩種方案中，選取一種最優(yōu)方案。決策變量包括總投資、總利潤、礦石成本、采場勞動(dòng)生產(chǎn)率、礦塊生產(chǎn)能力、礦石貧化率、礦石回收率、采切比、回采工藝難易程度、采場穩(wěn)定性、作業(yè)安全性、采場通風(fēng)條件等十二個(gè)指標(biāo)。這些指標(biāo)均為開采方案所涉及的礦體開采范圍和開采年限內(nèi)的指標(biāo)。2.3決策層次決策層次共分四層。最
19、上面為目標(biāo)層，最下面為方案層，中間兩層為準(zhǔn)則層如圖1所示。9圖1多目標(biāo)決策層次結(jié)構(gòu)Fig.1multi-objectiveAHPdecisionstructure2.4判斷矩陣構(gòu)建2.4.1第一準(zhǔn)則層的判斷矩陣第一準(zhǔn)則層包含經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性、技術(shù)優(yōu)越性和安全性三個(gè)決策變量。礦山開采方案一般都建立在技術(shù)可行的原則上，而經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對礦山企業(yè)而言至關(guān)重要，但無論任何方案都應(yīng)貫徹“安全第一”的原則，三個(gè)指標(biāo)相比而言：安全性最重要、經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性次之、技術(shù)優(yōu)越性居最后。依據(jù)指標(biāo)的相對重要性建立判斷矩陣，表2：表2最優(yōu)方案判斷矩陣Table2thejudgmentmatrixofo
20、ptimalscheme判斷矩陣經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性技術(shù)優(yōu)越性
