基于物元分析法的城市公共交通系統(tǒng)綜合評價

摘 要：城市公共交通在解決城市交通擁擠問題，促進城市交通可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。對城市公共交通系統(tǒng)的綜合評價，已成為國內(nèi)外學(xué)者的重要研究課題。本文將物元分析法應(yīng)用于城市公共交通系統(tǒng)綜合評價，構(gòu)建合理可行的城市公共交通綜合評價指標(biāo)體系，建立物元分析模型，并對評價結(jié)果進行分析，提出針對性的改進意見。

關(guān)鍵詞：物元分析法 城市公共交通 指標(biāo)體系 綜合評價

引 言

城市交通問題越來越成為制約社會發(fā)展的瓶頸問題。城市公共交通系統(tǒng)評價為公共交通系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向，能夠有效緩解城市交通擁堵。為政府規(guī)劃調(diào)控、優(yōu)化公共交通、加強對公共交通企業(yè)經(jīng)營和服務(wù)質(zhì)量的監(jiān)管提供理論指導(dǎo)，從而有效推進公交優(yōu)先發(fā)展。

1.物元理論

物元是描述事物基本元素的簡稱。物元分析是由物元分析理論演化而來的一種分析方法，將不相容問題轉(zhuǎn)化成相容問題，從而以定量化的結(jié)果來表示綜合評價的結(jié)果?；靖拍钊缦拢?/p>

（1）物元

物元的表達(dá)形式為R=（S，C，X），其中，S表示事物；C表示事物特征的名稱；X表示事物關(guān)于特征所取的量值[4]。

（2）物元矩陣

若一個事物S有n個特征c1，c2，……，cn，相應(yīng)的量值為x1，x2，……，xn，則稱它為n維物元。

（3）經(jīng)典域

經(jīng)典域?qū)ο笪镌仃嚤硎緸?，式中表示?biāo)準(zhǔn)對象S關(guān)于特征ci的量值范圍。

（4）關(guān)聯(lián)函數(shù)公式

關(guān)聯(lián)函數(shù)表示物元的量值取值不同時，物元符合要求的取值范圍程度。由于不同指標(biāo)的量綱不同，期望值也不同，因此關(guān)聯(lián)函數(shù)也不同，設(shè)關(guān)聯(lián)函數(shù)為線性函數(shù)，計算如下：

2.城市公共交通系統(tǒng)的評價指標(biāo)體系研究

城市公共交通系統(tǒng)是一個復(fù)雜的有機系統(tǒng)，為了全面客觀了解城市公共交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀水平和發(fā)展動態(tài)，本文采用層次分析法從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、服務(wù)水平、經(jīng)濟效益水平三個方面來構(gòu)建城市公共交通系統(tǒng)綜合評價的指標(biāo)體系[5]。

（1）路網(wǎng)結(jié)構(gòu)：路網(wǎng)結(jié)構(gòu)是城市公共交通的基礎(chǔ)，主要指公共交通系統(tǒng)的線路技術(shù)性能，評價指標(biāo)主要有線網(wǎng)密度、運行速度、線路重復(fù)系數(shù)、線路覆蓋率、線路客運能力。

（2）服務(wù)水平：城市公共交通的服務(wù)水平反映了城市居民對公交出行的滿意程度，主要包括平均換乘系數(shù)、出行平均耗時、萬車事故率、車輛更新率、行車正點率。

（3）經(jīng)濟效益水平：城市公共交通雖然具有一定的公益性，但也要兼顧經(jīng)濟效益，其經(jīng)濟效益水平包括公共交通分擔(dān)率、年乘公交次數(shù)、滿載率、車輛擁有率、百公里成本。

3.城市公共交通系統(tǒng)評價等級的確定

為了評價結(jié)果的科學(xué)合理性，依據(jù)模糊隸屬度最大原則，對城市公共交通的綜合評價劃分等級標(biāo)準(zhǔn)。參照《城市常規(guī)公共交通系統(tǒng)的優(yōu)化模型與評價方法》將城市公共交通系統(tǒng)綜合評價的等級分為五級，每一級對應(yīng)相應(yīng)的綜合關(guān)聯(lián)度[6]。如下表所示。

根據(jù)上表中的評定等級標(biāo)準(zhǔn)，綜合關(guān)聯(lián)度k（S）的值在哪個區(qū)間范圍內(nèi)，城市公共交通系統(tǒng)現(xiàn)狀水平就屬于該取值范圍對應(yīng)的評價級別。

4.物元分析模型評價的基本步驟

利用物元分析模型進行城市公共交通系統(tǒng)的綜合評價時，首先要確定物元即城市公共交通系統(tǒng)，然后對評價指標(biāo)體系的現(xiàn)狀值進行標(biāo)準(zhǔn)化處理求得權(quán)系數(shù)，構(gòu)造關(guān)聯(lián)函數(shù)，并代入數(shù)據(jù)進行計算，從而得到整個城市公共交通系統(tǒng)的綜合關(guān)聯(lián)度?；静襟E如下所述：

（1）確定物元矩陣

將城市公共交通系統(tǒng)的等級記為事物S，把評價指標(biāo)體系中的15個指標(biāo)，看成是特征；關(guān)于特征C的量值，記為，則物元為式中，xi為S關(guān)于ci的量值。

（2）確定經(jīng)典域?qū)ο笪镌仃?/p>

確定評價指標(biāo)體系中各個指標(biāo)的量值范圍，從而確定經(jīng)典域?qū)ο笪镌仃嚕街?，表示?biāo)準(zhǔn)對象S關(guān)于特征ci的量值范圍。

（3）確定關(guān)聯(lián)函數(shù)

關(guān)聯(lián)函數(shù)表示物元的量值取值不同時，物元符合要求的取值范圍程度。由于不同指標(biāo)的量綱不同，期望值也不同，因此關(guān)聯(lián)函數(shù)也不同，設(shè)關(guān)聯(lián)函數(shù)為線性函數(shù)，計算如上文所示。

（4）確定權(quán)系數(shù)

指標(biāo)的權(quán)重是指標(biāo)重要程度的量度，在綜合評價時必須確定各個指標(biāo)的權(quán)系數(shù)，但是由于各個指標(biāo)的量綱、數(shù)值范圍的不同，不能進行直接比較，因此必須對采集的數(shù)據(jù)先進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。這里采用Z-score法對指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，計算過程如下：

其中，Zij為標(biāo)準(zhǔn)化處理值。

權(quán)系數(shù)w的計算采用熵賦權(quán)法，計算如下：

其中，wi為權(quán)系數(shù)。

（5）確定評定等級

由物元分析理論可知，物元分析將多指標(biāo)評價轉(zhuǎn)化為單指標(biāo)評價，城市公共交通評價的綜合關(guān)聯(lián)度為，其中wi為權(quán)系數(shù)，k（xi）為每個評價指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度。

5.結(jié)論

本文闡述了物元分析理論并建立了城市公共交通綜合評價的指標(biāo)體系。通過理論分析建立了基于物元分析模型的城市公共交通系統(tǒng)綜合評價模型，并給出了求解模型的具體步驟，得出城市公共交通評價的綜合關(guān)聯(lián)度，最終確定城市公共交通系統(tǒng)綜合評價等級。根據(jù)評價等級反映出城市公共交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀水平和發(fā)展前景，為公共交通系統(tǒng)的改進提供參考依據(jù)。

參考文獻：

[1] 王煒編著.交通工程學(xué)[M].東南大學(xué)出版社，2000.

[2] 胡啟洲著，城市常規(guī)公共交通系統(tǒng)的優(yōu)化模型和評價方法[M].科學(xué)出版社，2009.

[3] 陸化普著.交通規(guī)劃理論與方法[M].清華大學(xué)出版社，2006.

[4] 蔡文著.物元模型及其應(yīng)用[M].科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1994.

[5] 夏雪.城市公共交通評價指標(biāo)體系研究[D].東南大學(xué)，2007.

[6] 匡星.城市常規(guī)公共交通服務(wù)水平評價研究[D].吉林大學(xué)，2004.

作者簡介：魏超（1989.05—），男，山東棗莊人，學(xué)歷：碩士，研究方向：區(qū)域及城市交通系統(tǒng)規(guī)劃理論與方法。