摘 要：文章在港口物流仿真实现基础上，根据仿真目的设计一系列方案，对这些方案进行仿真运行，根据运行的结果，得出在不同的设备配置下的港口的作业效率，对仿真结果的优选采用模糊决策的基本概念构造多目标方案的优选模型，并采用二级模糊综合评判法，化模糊性和不确定性为定性，对仿真结果进行综合评判，找出在一定条件下的最佳港口物流设备配置方案。
关键词：多目标决策;模糊综合评判;拖轮;优选
中图分类号：U691 文献标识码：A
Abstract： On the base of running on the port logistics simulation program， this paper design a series of plans according to simulation goal， use the basic concept of fuzzy decision to construct the model about the multi-objective plan optimization， and adopt two-step fuzzy comprehensive evaluation， change the fuzziness and the uncertainty to determination， evaluate comprehensive on the port logistics system simulation outcome， and get the best port equipment disposition plan under certain conditions.
Key words： multi-objective decision; fuzzy comprehensive evaluation; tugboat; optimization
0 引 言
利用港口物流系统的仿真技术来解决港口物流设备的配置问题，需要根据港口运作过程建立仿真模型，并选用适当的仿真软件进行实现，最后要根据仿真目的设计一系列实验，并对仿真运行的结果进行分析，获取最佳的方案，这是一个典型的多目标方案的优选问题。本文采用模糊综合评判的方法，化多目标问题为单目标问题来求解，从若干个预备方案中找到综合最优方案。由于考虑到整个港口物流设备配置的复杂性，本文选择港口作业比较典型的设备――拖轮作为仿真对象进行研究。
1 二级模糊综合评判优选模型分析
1.1 二级模糊综合评判优选模型
二级模糊评判模型由评判因素集、评语集、因素权重集、隶属函数及单因素评价矩阵、决策集等几部分组成。在港口拖轮配置仿真运行中，可以设定n个不同的预配置方案d■，d■，…，d■。
n个方案构成了模糊综合评判的决策集为：
D=d■，d■，…，d■ （1）
构成本模型的二级评判因素集如下：
一级评判因素集为：
U■=U■，U■，…，U■ （2）
二级评判因素集为：
U=U■，U■，…，U■ （3）
式中：U■表示不同马力拖轮利用率，U■表示决定拖轮配置方案的影响因素（包括拖轮的综合利用率因素）。
将上述的各个评判因素作为评判标准，得到一级模糊评判矩阵：
R■=■ （4）
式中r■■表示一级评判中因素i在仿真方案j中的隶属度。
拖轮配置方案优选过程中，每个因素对优选结果的重要程度都不一样，其相应的权重也是不一样，因此一级、二级因素集的权重向量为：
W■=w■■，w■■，…，w■■， ■w■■=1 （5） W■=w■■，w■■，…，w■■， ■w■■=1 （6）
w■■表示一级评判中因素i的权重值，w■■表示二级评判中因素i的权重值。
根据模糊数学合成原理，将一级模糊权重向量w■与一级模糊评判矩阵R■相乘。得出一级模糊评判向量B■：
B■=W■？SR■=b■■，b■■，…，b■■ （7）
在第一级评判结果的基础上可以得出第二级模糊评判矩阵：
R■=■ （8）
r■■表示二级评判中因素i在仿真方案j中的隶属度，再将二级模糊权重向量W■与二级模糊评价矩阵R■相乘，得出综合模糊评判向量B：
B=W■？SR■=b■，b■，…，b■ （9）
b■即为拖轮配置各个方案所对应的评判系数，在这些系数中，找出系数的最大值b■，则b■所对应的仿真方案即为最佳拖轮配置预方案。
式（7）和式（9）中的计算可根据需要选用不同的算子计算。常用的有以下2种类型：
①主因素决定算子：σ■=∧，∨b■■=■w■■∧r■■， b■=■w■■∧r■■
②加权平均算子：σ■=？S，+b■■=1∧■w■■？Sr■■， b■=1∧■w■■？Sr■■
式中∨为取大运算;∧为取小运算;？S为积运算;+为加运算。
由于拖轮仿真配置方案的优选具有一定的相对性，可以取决策集D中的定量目标i的最小值minx■和最大值maxx■，以此作为隶属度的上下界限，其隶属度的公式如下：
对于数值越大越优采用如下公式：
r■=■ （10）
对于数值越小越优采用如下公式：
r■=■ （11）
式中x■为仿真方案j所对应目标i的数量值。
1.3 权重向量的确定
对各个目标进行模糊综合评判时，权重向量的确定，往往反映了专家对领域问题理解的重要问题，是专家经验和决策者意志的体现，它的恰当与否，直接影响到综合评判的结果。本文在确定权重W时，要征求港口长期从事拖轮作业专家意见的基础上，综合考虑了拖轮作业的经济性，生产安全性以及社会效益后给出的一级和二级权重向量W■和W■。
2 实例应用
不同仿真方案费用总现值也是不同的，如表3，其中，费用总现值=拖轮的购置费+拖轮的维护费总现值。
由于考虑了资金的时间因素，其中拖轮维护费的总现值CA→P，i，n=C■，式中C为年维修费，n为拖轮使用寿命，取20年，i为银行年利息，取8%，此处忽略了拖轮20年后的残值。
2.1 拖轮配置仿真方案的一级模糊综合评判
2.1.1 一级模糊评判矩阵R■的确定
R■=■
2.2 拖轮配置仿真方案的二级模糊综合评判
2.2.1 二级模糊评判矩阵R■的确定