基于模糊綜合評(píng)價(jià)的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)研究

陳小龍

（廣州南沙開發(fā)區(qū)規(guī)劃研究中心）

1 引言

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化和機(jī)動(dòng)化水平的不斷提高，城市交通擁堵問題逐漸凸顯，公交優(yōu)先與公交導(dǎo)向型的交通發(fā)展策略越來越受城市規(guī)劃者的青睞。軌道交通作為城市公共交通的重要組成部分，具有安全、快捷、準(zhǔn)點(diǎn)、運(yùn)量大、低能耗的優(yōu)勢(shì)，對(duì)城市土地利用和城市空間發(fā)展方面具有明顯的導(dǎo)向作用，是大部分城市規(guī)劃決策者的首選。

但由于軌道交通項(xiàng)目投資巨大、工期長，對(duì)城市土地利用與空間布局影響較大，因此,城市軌道交通的規(guī)劃十分重要。其中，對(duì)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案的評(píng)價(jià)是城市軌道交通規(guī)劃的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是確定軌道交通線網(wǎng)方案的主要依據(jù)。因此,建立科學(xué)、客觀、合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是確定線網(wǎng)方案最優(yōu)解的先決條件。

目前，國內(nèi)外有關(guān)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)的研究頗豐，宋奕修[1]采用層次分析法對(duì)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)。張玉召等[2]等對(duì)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)法建立了線網(wǎng)評(píng)價(jià)模型。覃路燕[3]通過關(guān)于軌道交通規(guī)劃對(duì)于環(huán)境的相關(guān)影響建立了城市軌道交通規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。譚杉[4]構(gòu)建了城市軌道交通可達(dá)性定量測(cè)算模型?？紤]到層次分析法主要依靠專家的主觀判斷，而灰色關(guān)聯(lián)法則主要依賴客觀調(diào)查數(shù)據(jù)，均存在一定的缺陷。本文提出采用模糊綜合評(píng)價(jià)法，依靠專家經(jīng)驗(yàn)與客觀信息的分析，對(duì)所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行全序排列，形成對(duì)方案的合理評(píng)估結(jié)論。

2 城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

綜合國內(nèi)現(xiàn)有軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃所使用的評(píng)價(jià)指標(biāo)及相關(guān)情況，大部分評(píng)價(jià)體系往往忽視了與城市發(fā)展的協(xié)調(diào)，對(duì)于有相互關(guān)聯(lián)的指標(biāo)直接獨(dú)立化，部分軌道線網(wǎng)的可實(shí)施性考慮不足，導(dǎo)致評(píng)價(jià)指標(biāo)體系存在一定的片面與缺陷。本文在參考大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)性、線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、方案運(yùn)營與可實(shí)施性4個(gè)方面提出評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

3 構(gòu)建基于模糊綜合評(píng)價(jià)的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評(píng)價(jià)模型

影響城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案的因素是復(fù)雜的，各因素的影響又有一定的模糊性。為了便于定量描述各因素對(duì)軌道交通規(guī)劃方案的作用，模糊綜合評(píng)價(jià)是一種較合理的方法。模糊綜合評(píng)價(jià)是在結(jié)合多種因素的作用下，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)工具對(duì)某事物做出綜合評(píng)價(jià)[5]。也就是說城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案可以作為一個(gè)模糊問題來處理，采用模糊評(píng)價(jià)模型對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體步驟為：

1）確定因素集

因素集是指由確定評(píng)價(jià)對(duì)象取值（得分）的各因素組成的集合，因素集是普通的集合，則：

U={U1，U2，U3，U4}={ 與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)，線網(wǎng)結(jié)構(gòu)，方案運(yùn)營，可實(shí)施性}式 中， U1={U11，U12，U13，U14}={ 與 總規(guī)劃的協(xié)調(diào)性，與土規(guī)的協(xié)調(diào)性，對(duì)交通的影響，對(duì)環(huán)境景觀的影響}；U2={U21，U22，U23，U24}={ 線 網(wǎng) 總 長 ，線網(wǎng)密度，站點(diǎn)覆蓋率，非直線系數(shù) }；U3={U31，U32，U33，U34}={客運(yùn)總量，客運(yùn)強(qiáng)度，換乘系數(shù)，平均乘距}；U4={U41，U42，U43，U44}={ 投資估算，投融資模式，工程難易程度，近期建設(shè)可實(shí)施性}。

2）確定評(píng)價(jià)集

評(píng)價(jià)集是由評(píng)判對(duì)象有可能做出的一系列評(píng)判結(jié)果所組成的集合。本文將評(píng)判等級(jí)確定為5個(gè)，即V={優(yōu)(V1)，良(V2)，一般(V3)，差(V4)，很差(V5)}5

個(gè)等級(jí)。

3）建立單因素（因素層）評(píng)判矩陣

4）構(gòu)成指標(biāo)權(quán)向量

根據(jù)各因素的權(quán)重，構(gòu)成一級(jí)指標(biāo)權(quán)向量 ，二級(jí)指標(biāo)權(quán)向量 Ai=（a1，a2，…，an），二級(jí)指標(biāo)權(quán)向量 A'=（a1，a2，…，an）。這里，=1，ai≥0，i≥1，2，…，n。

5）構(gòu)造一級(jí)指標(biāo)層評(píng)判矩陣

6）計(jì)算二級(jí)綜合評(píng)價(jià)向量

計(jì)算U的二級(jí)綜合評(píng)價(jià)向量為B=A·R'，此評(píng)判集即為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的最終模糊綜合評(píng)價(jià)集。

7）得出結(jié)論

通過對(duì)評(píng)判集中的元素一一賦予相應(yīng)分值，計(jì)算出軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案的最終得分S，計(jì)算公式為：S=B·T。其中, T為5個(gè)評(píng)語等級(jí)的分?jǐn)?shù)所構(gòu)成的列向量。采用百分制對(duì)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，即T=（95，85，75，65，30）T。

圖1 城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

4 模型應(yīng)用

采用該方法對(duì)某城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)價(jià)?？紤]到數(shù)據(jù)獲取的難易程度，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析要與可操作性、實(shí)用性結(jié)合起來。對(duì)于不便采用直接量化的指標(biāo)因素，建議采用專家評(píng)價(jià)法來進(jìn)行打分，然后根據(jù)專家的打分情況進(jìn)行綜合分析和計(jì)算。

根據(jù)相關(guān)資料，通過專家問卷打分可得出每個(gè)因素相對(duì)于不同評(píng)語等級(jí)的隸屬度：得分90≤S≤100，等級(jí)為優(yōu)；得分80≤S＜90，等級(jí)為良；得分70≤S＜80，等級(jí)為一般；得分60≤S＜70，等級(jí)為差；得分0≤S＜60，等級(jí)為很差。

準(zhǔn)則層各因素權(quán)重分別為：與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)性0.30，線網(wǎng)結(jié)構(gòu)0.20，方案運(yùn)營0.30，可實(shí)施性0.20。

其中，與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)性單因素各指標(biāo)的權(quán)重分別為：與總規(guī)的協(xié)調(diào)0.4，與土規(guī)的協(xié)調(diào)0.3，對(duì)交通的影響0.2，對(duì)環(huán)境景觀的影響0.1。其中，與總規(guī)協(xié)調(diào)方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.8、0.1、0.1、0、0；與土規(guī)的協(xié)調(diào)性方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為 0.7、0.1、0.2、0、0；對(duì)交通的影響方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.9、0.1、0、0、0；對(duì)環(huán)境景觀的影響方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.5、0.1、0.1、0.3、0。

線網(wǎng)結(jié)構(gòu)單因素各指標(biāo)的權(quán)重分別為：線網(wǎng)總長0.2，線網(wǎng)密度0.3，站點(diǎn)覆蓋率0.4，非直線系數(shù)0.1。其中，線網(wǎng)總長方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為 1、0、0、0、0；線網(wǎng)密度方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.8、0.2、0、0、0；站點(diǎn)覆蓋率方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.7、0.3、0、0、0；非直線系數(shù)方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.8、0.2、0、0、0。

方案運(yùn)營單因素各指標(biāo)的權(quán)重分別為：客運(yùn)總量0.3，客運(yùn)強(qiáng)度0.4，換乘系數(shù)0.2，平均乘距0.1。其中，客運(yùn)總量方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為 0.7、0.3、0、0、0；客運(yùn)強(qiáng)度方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為 0.7、0.2、0.1、0、0；換乘系數(shù)方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.6、0.4、0、0、0；平均乘距方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.5、0.2、0.3、0、0。

可實(shí)施性單因素各指標(biāo)的權(quán)重分別為：投資估算0.3，投融資模式0.3，工程難易程度0.2，分期建設(shè)計(jì)劃的合理性0.2。其中，投資估算方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.3、0.4、0.3、0、0；投融資方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.6、0.4、0、0、0；工程難易程度方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.4、0.2、0.2、0.2、0；分期建設(shè)計(jì)劃的合理性方面，評(píng)價(jià)等級(jí)從優(yōu)到很差的比例依次為0.9、0.1、0、0、0。

建立單因素評(píng)價(jià)矩陣，其中，與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)性單因素的評(píng)價(jià)矩陣為：

同理，計(jì)算另外3個(gè)單因素的評(píng)價(jià)向量：B2=（0.80，0.20，0，0，0），B3=（0.66，0.27，0.07，0，0），B4=（0.53，0.30，0.13，0.04，0）。

構(gòu)造一級(jí)指標(biāo)評(píng)判矩陣后，直接進(jìn)行二級(jí)綜合評(píng)判 ：B=A·R'=（0.30，0.20，0.30，0.20）·（B1，B2，B3，B4）T=（0.692，0.214，0.080，0.017，0） 得出評(píng)價(jià)結(jié)論：

S= B·T=（0.692，0.214，0.080，0.017，0）×（95，85，75，65，30）T=91.035（90，100）。

因此，判斷該城市的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案為優(yōu)。

5 結(jié)語

本文通過對(duì)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的分析，建立了相應(yīng)模糊的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用專家分析法與模糊綜合評(píng)判相結(jié)合，評(píng)價(jià)操作簡便，較準(zhǔn)確地反映了城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案的優(yōu)劣。

但由于實(shí)際問題的多樣性與復(fù)雜性，評(píng)價(jià)指標(biāo)還需要進(jìn)一步深化研究。另外，專家評(píng)價(jià)給出的分值也帶有一定的主觀色彩。因此，還需要進(jìn)行深入的研究，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加公正合理。