基于AHP和广义函数法的常规公交发展水平评价

基于AHP和广义函数法的常规公交发展水平评价
吴芳
【摘要】在分析公交规划建设、运营管理及安全环境的基础上,建立了常规公交发展水平评价指标体系,进而运用层次分析和广义函数相结合的方法建立了综合评价模型,最后运用该方法对于兰州市常规公交发展水平进行了综合评价,并对评价的结果进行了分析.研究结论对政府相关部门有一定的参考意义.%On the basis of analysis of transit planning,construction,operation management and security environment,the development level evaluation index system of conventional public transport is set up in this paper,then the combination of AHP and generalized functions is used to establish comprehensive evaluation model.Finally,this method is applied to making comprehensive evaluation for Lanzhou conventional bus level of development.The conclusions of the study have some reference value for government departments.
【期刊名称】《兰州交通大学学报》
【年(卷),期】2013(032)003
【总页数】5页(P99-102,108)
【关键词】公共交通;发展水平;评价
【作者】吴芳
【作者单位】兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州730070
【正文语种】中文
【中图分类】U491
目前，城市交通拥堵问题已经普遍存在于城市中，严重影响了城市的进一步发展［1］.常规公共交通作为一种大众化的交通方式对于缓解交通拥堵具有重要的作用［2］.近年来，在公交优先政策的指引下，各城市公共交通得到了较好的发展，但发展水平不一致，特别是发展中还存在各种问题［3－4］.因此，建立一个通用的公交发展水平评价模型，对各城市的常规公交进行科学合理的评价，同时指出公交发展中存在的不足，对于进一步提高公交发展水平，创建和谐的交通环境具有重要的意义.
本文拟以常规公共交通为研究对象，运用层次分析法和广义函数法，建立常规公共交通发展水平评价指标体系，并建立综合评价模型.为验证模型及方法的可行性及有效性，本研究将以兰州为例展开实证研究.
1 影响常规公共交通发展水平的因素研究
公交系统是一个多层次、多因素的复杂系统.本文中所考虑的影响常规公共交通发展水平的因素主要有：公共交通规划建设、公共交通运营管理、公共交通安全及环境影响等.
1）公共交通规划建设
城市经济的发展，必然带动人们对交通出行的需求变化.先进的交通方式为城市的进一步发展提供了条件，特别是高效率的城市公共交通，适应了人民生活水平提高后的出行需求，为城市经济的发展起到了促进作用.公共交通发展的停滞或倒退，首先是缺少具有科学性、前瞻性、系统性的公交规划，因此要健全和发展公共交通事业，为城市的可持续发展作贡献，必须要做好公共交通规划与建设.
公共交通运营管理是一个系统工程，必须遵循公共交通管理的客观规律.从城市公
共交通运营管理的内容，可以分为车辆调度、车辆运行、技术、服务和票务运营管理等多方面.公共交通的运营管理直接影响着公共交通运营水平，并且在运营管理
过程中发现新问题，通过滚动规划，在运营管理阶段不断进行检验，使得公共交通的规划建设及管理运营各阶段滚动发展相互影响且互为依托，以达到不断提高公共交通运营效率的目的.
3）公共交通安全及环境影响
公共交通运营的安全性以及公交车辆行驶中产生的环境影响，也是衡量公共交通发展水平的一个方面.本文探讨的安全性主要包括万车事故率和安全运行间隔里程，
环境影响主要是污染气体的排放和交通噪声.
2 常规公交发展水平评价指标体系
在选定评价指标时考虑到以下因素：各指标尽可能相互独立；在保证反映公共交通系统特征的前提下，尽量减少指标数；所选指标尽量能定量描述.其评价指标体系
如表1所示.
表1 常规公共交通发展水平评价指标体系Tab.1 Development evaluation index system for regular public transport目标层准则层指标层公共交通规划建设
A公共交通发展水平评价指标线路重复系数A1平均非直线系数A2站点覆盖率
A3（%）线网密度 A4（km／km2）换乘方便程度A5平均换乘系数A6车辆满载率B1（%）公共交通运营管理B公交车辆准点率B2（%）公交车辆平均运营速度B3（km／h）乘客满意度B4（%）智能化水平B5每万人拥有公交车辆B6（标台）万车事故率C1（次／万车）安全及环境影响C 安全运行间隔里程C2（万公里／次）污染气体排放C3交通噪声C4
部分指标解释如下所述.
公共交通的规划建设，与公共交通发展水平有着直接的关系，综合考虑线网和枢纽的因素，选取了6个指标，其中，线路重复系数A1是指线路总长度与线路网长度之比，反映了公交线路在城市主要道路上的密集程度.换乘方便程度A5能反应乘客换乘过程中在时间和空间上的方便程度.
2）公共交通运营管理
车辆满载率B1：公交车辆的实际载客数与满载定员的比例.
公交车辆准点率B2：准时到达的公共交通车辆占公共交通车辆总数的比例.
乘客满意度B4：乘客对公共交通服务水平的满意程度.在本文将其定量为调查乘客人数中感到满意的百分比.
智能化水平B5：运用现代信息技术的程度.
3）安全及环境影响
安全运行间隔里程C2：公共交通车辆总行驶里程与行车责任事故次数的比率.
交通噪声C4：交通噪声的影响因素包括车辆类型、行驶速度、车流量等.
3 常规公交发展水平评价方法
在选择一种综合评价方法时，通常要考虑它的理论成熟性、适用范围、是否便于理解和掌握等因素.一般来说，不存在普遍适用的综合评价方法.因此有必要通过分析整个常规公共交通发展评价系统、评价指标的类别及其层次的划分.而对于公共交通发展水平评价而言，考虑到它的指标具有多层次、多因素的特点，而且绝大部分为定量指标，因此本文采用层次分析法确定指标权重和广义函数法计算指标分数相结合的方法来进行评价.
3.1 评价指标的无量纲化
1）定量指标的无量纲化［5－6］
选用功效评分法进行指标的无量纲处理.功效系数di＝di（xi），i＝1，2，3，…，
m 的具体形式有多种多样，论文中针对不同的指标属性情况，给出下面3种线性表达式.
① 正向指标
③ 区间型指标
设x＊为xi的最佳值，［xa，xb］为xi的可变动区间，则
2）定性指标的无量纲化
本着从实用的角度出发，本文采用模糊数学的方法，设定评价等级为（好、较好、一般、较差、差），用专家打分法确定各指标对于各评价等级的隶属度［7］. 3.2 确定评价标准
1）定量指标的评价标准
参考《城市道路交通管理评价指标体系说明》（2005年版）、《城市道路交通规划设计规范（GB 50220—95）》以及实际情况对于定量指标确定了各项指标的评价标准，见表2.
2）模糊定量指标
在本文选定的指标中，换乘方便程度、智能化水平、公交车辆的污染气体排放和交通噪声属于很难定量描述的指标，因此，这里采用专家评分法来对其进行打分，通过计算得出结果（百分制）.
3）权重的确定
本文运用层次分析法（AHP）确定各评价指标的权重.
表2 评价标准表Tab.2 Table of evaluation criteria等级较差一般较好好评分指数［0，60）［60，70）［70，80）［80，90）［90，100］指标差线路重复系数 A1 ［0，1.5）［10，7）［1.5，2.5）［7，5.5）［2.5，3）
［5.5，5）［3，3.5）［5，4.5）［3.5，4］［4.5，4］平均非直线系数 A2 ［4，2.2）［2.2，1.8）［1.8，1.4）［1.4，1.2）［1.2，1］站点覆盖率
A3（%）（300m）［0，20）［20，40）［40，60）［60，80）［80，100］线网密度 A4（km／km2）［0，0.5）［0.5，1）［1，1.5）［1.5，2）［2，3］平均换乘系数 A6 ［3，2.5）［2.5，2）［2，1.5）［1.5，1）［1，0］车辆满载率B1（%）［0，60）［60，70）［70，80）［80，90）［90，100］公交车辆准点率B2（%）［0，60）［60，70）［70，80）［80，90）［90，100］车辆平均运营速度B3（km／h）＜10 ［10，12）［12，16）［16，20）≥20乘客满意度B4（%）［0，60）［60，70）［70，80）［80，90）［90，100］每万人拥有公交车辆B6（标台）［0，4）［4，6）［6，8）［8，11）≥11万车事故率C1（次／万车）［320，200）［200，160）［160，120）［120，80］［80，30］安全运行间隔
里程C2（万公里／次）［0，50）［50，75）［75，100）［100，125）
≥125
3.3 利用广义函数法计算其评价值
1）根据实际情况，确定各指标的计算值.
2）选择相应的广义函数，将各指标值变换成无量纲指数，用指数大小来描述指标对整体水平的贡献.
3）计算被评价对象总的指数U：
每个指标都分为｛好、较好、一般、差、很差｝，分别对应一定的指标值范围，如图1所示.
图1 指标分级值和指数分级值Fig.1 Indicator classification value and index classification value
用这种分级的方法，建立起指标值和评价指数之间的函数关系，如下所示：
将城市公共交通发展水平评价结果分为V＝（好、较好、一般、较差、差），评价标准如表2所示，依据各项指标的分级标定及已经建立的函数将指标计算值换算为相应指数，然后利用加权求和的方法计算得到总分.
4 实证研究——兰州市公交发展水平评价
4.1 兰州市公共交通概况
兰州市市区面积1 631.6km2，总人口311万.市区南北群山环绕，东西黄河穿城而过，形成了兰州市“两山夹一川”、沿河带状组团式的地形，具有带状盆地城市的特征.截止2010年底，全市共有公交线路87条，公交营运线网总长度达到1 176.5km，基本覆盖了兰州市区，并向城市周边的乡镇，如阿干镇、大沙坪等地方延伸.但现状公交线网主要集中在中心城区，外围公交线网较为稀疏.目前兰州城区面积1 113km2，公交线网平均密度仅为0.94km／km2，现状300m的公交站点覆盖率为39.6%，500 m的公交站点覆盖率为64.9%.车辆平均运营速度为16.7km／h.
4.2 兰州市常规公共交通发展水平评价
运用前文所述方法计算得到兰州市常规公共交通发展水平如表3所示.
表3 兰州市常规公共交通发展水平评价Tab.3 The development evaluation of regular public transport in Lanzhou备注：表中的定量指标数值来源：《兰州市公共交通专项规划》、《兰州市畅通工程自评情况说明》及《兰州市公共交通运行情况调研报告》.指标层指标实际值指标分数权重值评价值权重值综合评价值A 74.86 0.29 82.79 B 85.34 0.61 C A1 6.63 62.47 0.031 9 A2 1.56 76.00 0.031 9 A3（%） 39.60 69.80 0.063 9 A4（km／km2） 0.94 68.80 0.031 9 A5 — 82.86 0.063 8 A6 1.30 84.00 0.063 8 B1（%） 87.00 87.00 0.042 7
B2（%） 90.00 90.00 0.085 4 B3（km／h） 16.70 81.75 0.128 1 B4（%）89.00 89.00 0.219 6 B5 — 74.59 0.085 4 B6（标台） 12.96 100.00 0.042 7 C1（次／万车） 84.39 88.91 0.035 C2（万公里／次） 181.55 100.00 0.035 C3 — 78.37 0.018 C4 —90.23 0.10 83.42 0.012
4.3 评价结果分析
通过对兰州市常规公共交通发展水平的评价与分析可知，目前兰州市常规公共交通发展水平较好，尤其在城市交叉口拥堵率、平均行车延误、交通标志设置率、公交车辆准点率、以及万人拥有公交车辆和安全运行间隔里程等指标均达到优良状况，而线网密度、站点覆盖率、线路重复系数指标较差，公共交通规划建设方面总体得分偏低，这说明兰州市公共交通在规划与建设方面做的还不够好，主要是线网和站点的布设不尽合理.
5 结语
较低的公交发展水平不仅妨碍公交优势的发挥，亦在一定程度上阻碍了城市功能有效发挥.本文在分析公交规划建设、运营管理及安全环境的基础上，建立了常规公交发展水平评价指标体系，进而AHP和广义函数法建立了评价模型.通过针对兰州市常规公交的实证研究表明，该评价模型正确，且容易实施，对于促进城市公交的科学发展具有一定的指导意义.
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