Актуальность работы определяется возрастающим ежегодно потоком транспорта, а следовательно огромной загруженностью транспортной сети. Для моделирования транспортных потоков используются различные программных средства, позволяющие моделировать поток автомобилей и управлять им.
Задача данной работы состоит в определении весовых коэффициентов критериев качества методом экспертных оценок с помощью иерархической аналитической процедуры Саати [1,4], благодаря которой мы проанализируем несколько программных продуктов, связанных с моделированием транспортных потоков и проверим удовлетворяют ли они интегральному показателю качества, а также получим количественные значения критериев качества [2,3,5].
Основываясь на потребностях пользователей по отношению к программным средствам, обеспечивающих моделирование транспортных потоков выберем следующие показатели в качестве критериев для сравнительного анализа аналогов программ:
- A1 — Нахождение оптимальных режимов светофоров регулирования для 1 перекрестка;
- A2 — Загрузка карты или изображения дорог или перекрестков;
- A3 — Точность обработки данных;
- A4 — Задание входного потока автомобилей;
- A5 — Скорость обработки данных.
Используем аналитическую иерархическую процедуру Саати для определения веса каждого критерия качества [3,6,7].
Правила заполнения матрицы парных сравнений представлены в таблице 1.
Xij | Значение |
1 | i-ый критерий примерно равноценен j-му |
3 | i-ый критерий немного предпочтительнее j-го |
5 | i-ый критерий предпочтительнее j-го |
7 | i-ый критерий значительно предпочтительнее j-го |
9 | i-ый критерий явно предпочтительнее j-го |
Матрица парных сравнений, средние геометрические и веса критериев представлены в таблице 2.
A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | Среднее геометрическое | Веса критериев | |
A1 | 1 | 3/1 | 5/1 | 7/1 | 9/1 | 3,94 | 0,51 |
A2 | 1/3 | 1 | 3/1 | 5/1 | 7/1 | 2,04 | 0,26 |
A3 | 1/5 | 1/3 | 1 | 3/1 | 5/1 | 1 | 0,13 |
A4 | 1/7 | 1/5 | 1/3 | 1 | 3/1 | 0,49 | 0,06 |
A5 | 1/9 | 1/7 | 1/5 | 1/3 | 1 | 0,25 | 0,03 |
Диаграмма весовых коэффициентов для критериев A1, A2, A3, A4, A5 представлена на рисунке 1.
Проведем проверку матрицы парных сравнений на непротиворечивость.
Суммы столбцов матрицы парных сравнений:
R1=1,79; R2= 4,68; R3= 9,53; R4= 16,33; R5=25.
Рассчитаем вспомогательную величину L, просуммировав произведения сумм столбцов матрицы и весовые коэффициенты: L = 4.27.
Индекс согласованности .
Величина случайной согласованности для размерности матрицы парных сравнений: S = 1.12.
Отношение согласованности . не превышает 0.2, поэтому уточнение матрицы парных сравнений не требуется.
Используя полученные коэффициенты, определим интегральный показатель качества для следующих программных продуктов, направленных на моделирование транспортных потоков:
- Transyt;
- Дорожный менеджер;
- Vissim;
- Arcady;
- Aimsun.
Выберем категориальную шкалу от 0 до 7 (где 0 — качество не удовлетворительно, 7 — предельно достижимый уровень качества) для функциональных возможностей выбранных программ [4,8].
Значения весовых коэффициентов ai, соответствующие функциональным возможностям аналогов программ:
- Нахождение оптимальных режимов светофоров регулирования для 1 перекрестка: a1 = 0,51;
- Загрузка карты или изображения дорог или перекрестков: a2 = 0,26;
- Точность обработки данных: a3 = 0,13;
- Задание входного потока автомобилей: a4 = 0.06;
- Скорость обработки данных: a5 = 0.03.
где .
По выбранной шкале определим количественные значения функциональных возможностей Xij (таблица 3) и вычислим интегральные показатели качества для выбранных программ.
Критерии | Весовые коэффициенты | Программные продукты | Базовые значения | ||||
Transyt | Дорожный менеджер | Vissim | Arcady | Aimsun | |||
Нахождение оптимальных режимов светофоров регулирования для 1 перекрестка | 0.51 | 7 | 7 | 5 | 5 | 4 | 5.6 |
Загрузка карты или изображения дорог или перекрестков | 0.26 | 6 | 6 | 4 | 4 | 6 | 5.2 |
Точность обработки данных | 0.13 | 6 | 5 | 5 | 4 | 2 | 4.4 |
Задание входного потока автомобилей | 0.06 | 5 | 3 | 2 | 0 | 1 | 2.2 |
Скорость обработки данных | 0.03 | 7 | 7 | 6 | 6 | 5 | 6.2 |
Интегральные показатель качества Q | 6.48 | 6.22 | 4.58 | 4.32 | 4.11 | 5.14 | |
где — интегральный показатель качества для j-го программного продукта.
Построим лепестковую диаграмму интегрального показателя качества каждого программного продукта (рисунок 2).
Значения характеристик функциональных возможностей (критериев) представлена в виде лепестковой диаграммы на рисунке 3.
Сравнительный анализ программных продуктов для моделирования транспортных потоков показал, что из всех программных аналогов только Transyt и Дорожный менеджер имеет значение интегрального показателя качества, превышающий базовое значение, а у остальных программных аналогов оно оказалось ниже. Предлагаемая методика экспертной оценки программных продуктов позволила количественно оценить их качество с точки зрения уровня реализуемых функций и позволит выявить функции, которые не удовлетворительно реализованы в некоторых рассматриваемых программных продуктах.