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Application of Multi-objective and Decision-making Method in Open-pit Transportation Process Selection
陈峰① CHEN Feng；陈印① CHEN Yin；黄晓鹍② HUANG Xiao-kun
（①昆明有色冶金设计研究院股份公司，昆明 650051；②云南黄金矿业集团股份有限公司，昆明 650224）
（①Kunming Engineering & Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.，Ltd.，Kunming 650051，China；
②Yunnan Gold Mining Group Co.，Ltd.，Kunming 650224，China）
摘要：文章结合列举的各个技术方案采用多目标模糊决策法建立数据模型，通过模拟运输过程，取得影响露天开拓运输工艺目标方案决策的各个指标，如：投资、破碎站移设、距离、破碎\运输方式、环境、管理等困素，选用Delphi法确定权重系数，再采用多目标模糊决策分析的计算方法确定最优目标，最后分析多目标模糊决策法优势和不足，探索“多目标模糊决策法”在采矿工程设计中的应用。
Abstract: The data model is established by multi-objective fuzzy decision-making method combined with various technical schemes, each index which affects the decision-making of the open-pit transportation technology target scheme is obtained by simulating the transportation process, such as: investment, crushing station relocation, distance, crushing, transportation mode, environment, management, etc. The calculation method of multi-objective fuzzy decision analysis is used to determine the optimal scheme. Finally, its advantages and disadvantages are analyzed, and the application of "multi-objective fuzzy decision-making method" in engineering design is explored.
关键词：露天开采；开拓运输；Delphi法权重系数；多目标模糊决策
Key words: open-pit mining；transportation technology；Delphi method weight coefficient；multi-objective fuzzy decision-making
中图分类号：F426.21 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2021）01-0217-02
0 引言
多目标决策指系统目标方案的选择取决于多个目标的满足程度的这类决策问题，或称为多目标最优化，当决策对象具有多个评价目标时，从若干可行目标（也称“解”）中，选择一个满意目标（解）的决策方法。进行多目标决策时，根据事前确定的评价标准，从一组非劣解中，通过“辨优”和“权衡”找出一个令人满意的解[1]。该决策方法现已广泛地应用于工艺过程、工艺设计、配方配比、水资源利用、能源、环境、人口、教育、经济管理等领域，但是在采矿工程行业中还很少用，且大多还处于理论研究阶段。
1 矿山工程概况
国外某矿山已生产多年，主要开拓运输方式为公路汽车开拓运输，现露天开采标高已到455m水平左右，汽车运输距离超过了3km，已到了汽车合理运距的临界点[2]，单一公路汽车运输将变得越来越不经济，不再适合矿山未来开采，需要调整原有露天开拓运输工艺。结合现场实际情况，经过初步考虑可选用的开拓运输工艺有：场外固定破碎站方案、场内半移动破碎站+地表胶带方案、场内半移动破碎站+坑内斜井胶带方案和场内溜井+坑内破碎站方案共四个目标方案（以下简称目标1、2、3、4），详见图1。
2 多目标模糊决策分析
2.1 多目标模糊理论概念
设■为n个待评价的目标方案所构成的集合，而■为对决策起重要作用的m个因素指标所构成的集合，则各待选目标可由其相应的m个因素指标值所确定[3]，设为：■
■式中vij表示第j个目标的第个因素指标值，称为目标vj的因素指标向量。依据构造的指标向量可采用加权相对偏差距离最小法进行综合判别分析决策出最优目标[4]。采用定量指标综合决策法进行综合判别分析有一个过程为Delphi法确定权重系数，结合项目的具体特征，采用Delphi法确定了影响该项目的各因素权重系数。
2.2 Delphi法权重系数
在Delphi法的实施过程中，始终有两方面的人在活动，一是预测的组织者，二是被选出来的专家[5]-[6]。
权重系数ai的确定：①确定调查的题目。确定的调查题目：国外某矿露天开采开拓运输工艺方案比选。确定权重系数最高分为1.00分，最低分为0.00分。②组成专家小组。分析露天开采开拓运输工艺的特点，确定的专家包含采矿、矿机、选矿、总图以及经济分析等专业人员。专家组成员全部由相关专业有丰富设计经验的技术人员组成。③提出问题及要求。并向各位专家讲述露天开采开拓运输现状，以及拟定的几个目标方案，说明矿山现在主要存在以下几点问题：矿石运输距离越来越远；矿石破碎后会有更好浸出率；运输距离逐年增加，运输设备也会逐步增多。④调查过程。根据Delphi法权重系数的确定过程，针对调查项目进行三次专家评估影响因数打分和权重系数确定过程，最终确定了新增假设投资、半移设设备移设次数、稳产年破碎制造成本（分一期和二期）、稳产年公路汽车运输制造成本（分一期和二期）、稳产年胶带运输制造成本（分一期和二期）、系统复杂程度及其他等9个因素，并确定了对应影响因素的权重系数。⑤确定最终的ai权重系数。经过专家组先确定影响因素并打分，再讨论并打分，经历三次后，意见相对统一，权重系数评分过程基本符合Delphi法的要求。利用Delphi法，由专家评定出各影响因素■的权重系数ai，确定出因素重要程度模糊集：■调查结果详见表1。
3 多目标模糊决策结果
依据专家组确定的影响因素，汇总相关参数汇总如表2。
设■={目标1，目标2，目标3，目标4，目标5}为5个待评价的目标所构成的集合，把这目标的因素指标向量作为列构成因素指标矩阵为：
■
加权相对偏差距离最小法：
①构造相对偏差矩阵。依据公式■（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）、v0=（v■■，v■■，…v■■）构成一个模糊矩阵（相对偏差矩阵）：■
②确定因素重要程度模糊集。
利用Delphi法，由专家评定出各影响因素vi（i=1，2，…，m）的权重系数ai，即确定出因素重要程度模糊集：
■
③对各目标进行决策。
依据公式■■计算偏差距离■
■。
评价目标中与最理想目标之间加权相对偏差距离dj最小者相对应的目标vi应被选为最优目标，故v5为最优目标，即目标4为最优。
4 结语
分析多目标模糊决策法计算过程，最有可能左右决策评价结果的是影响因素和权重系数的确定。所选择因素是否能够全面反映目标方案全部关键，如果漏掉关键因素，可能使目标发生根本变化。由于各位专家都是从自己专业角度来分析，权重系数可能局限于个人专业知识，无法从全局角度真实反映权重系数的大小。增加专家人数和进多次Delphi打分，可以降低决策错误率。在确定一个类似项目后，运距、设备数量、工程量的统计很快可以在采矿一个专业内完成，并依据结果估算出成本、投资等，进而可以采用多目标模糊决策法建立数学模型对所有考虑的多个目标进行初选，从中选出1个或者多个进一步细化的目标方案进行比选，当遇到新的问题后只需在原先的数学模型中加一因素再进行多目标初选，可以大幅度减少工作量。
参考文献：
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[3]杨毅凯.基于多目标的冷链物流配送中心选址问题的研究[D].沈阳大学，2018.
[4]Wen Ji, Jianhui Wang, Xiaoke Fang, Shusheng Gu. Improvement and application of the Delphi method[P]. Intelligent Control and Automation (WCICA), 2012 10th World Congress on,2012.
[5]黄明峰.基于层次分析法的FES公司供应商选择策略研究[D].上海外国语大学，2019.
[6]刘光明，车建国，雷聪聪.综合模糊评判法和Delphi法在保障设备评价中的应用[J].四川兵工学报，2009，30（03）：44-45. |
