公交线网目标优化各目标系数的确定方法研究
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公交线网目标优化各目标系数的确定方法研究
文娟娟
摘 要:指出在公交线网优化时不同的城市面临着不同的公交问题,优化设计时对各个目标的侧重也是不一样的,针对
公交优化的线性模型的特点,对模型中相关的修正系数提出应用EM 主观赋权法来确定,解决了目标优化时不同等级目标权重的确定问题。
关键词:线网优化,权重,EM 主观赋权法中图分类号:U412.3文献标识码:A
0 引言
随着城市交通问题的日渐突显,缓解城市交通这个世界性难题的出路就是优先发展公交,它的一个重要内容就是优化公交线网以提升公交竞争力。公交线网布局是决定公交营运效率和服
务水平的重要因素之一,线网的布设与调整对营运者的收益、市民的出行以及城市交通问题的改善均有很大的影响,因此线网的优化调整必须科学而慎重。
1 公交线网优化的方法分析
公交线网优化通常的研究大体上可分为三种方法:1)全网最优的规划方法,该法将线网优化从理论研究出发,把线网优化归结为一个求最优解的问题;2)采用单条线路的优化方法,即“逐条布设,优化成网”方法;3)结合现状的公交线网的启发式逐步优化法,该法首先考虑基本保留现状公交线路中的合理部分,并进行客流的预分配,然后再对剩余OD 量按逐条布设方法布线,最后通过客流网络分配及一系列检验来局部调整线路,达到公交线网的优化。
上述方法在具体的情况下都能够体现出各自的优缺点,但是由于公交线网规划的多目标,所以在建立优化模型的基础上,解法是比较复杂的。常玉林等提出了公交线网优化的线性模型,该方法解法相对简单,也有较高的可靠性和计算精度。本文针对线性模型的这些优点,
对模型中相关的修正系数提出确定方法。
2 公交线网优化的具体目标
公交线网优化一向被认为是多目标优化,考虑的目标具体体
现如下:1)乘客的直达率最大;2)线网日均满载率最大;3)乘客总出行时间最小;4)路线网络覆盖率最大;5)路线重复系数最低;6)公交企业的经济效益最大。
不同的城市针对其面临的不同交通问题,决策者在做公交线网优化设计时对上述六个主要目标的侧重也是不一样的。在此提出应用EM 主观赋权的方法来确定修正系数,明确在不同的实际情况下各目标对应的权重。
以兰州市为例,公交存在的主要问题是线路重复系数过高、线路网络覆盖率偏低的问题。根据实际需要决策者对兰州市的公交线网做出优化设计时考虑的一级目标是线路网络覆盖率最大、线路重复系数最低和乘客的直达率最大;二级目标是公交企业的经济效益最大和线网日均满载率最大;三级目标是考虑乘客总出行时间最小。
3 各目标权重的确定
本文采用(-2,2)的EM 主观赋权法来确定各指标的权重。
该法采用五标度(-2,-1,0,1,2)数值来判断两个元素之间的重
要性关系。利用指标所属的等级来对目标集合给出比较判断矩阵C ,然后将C 变换为判断矩阵B ,再根据需要采用层次分析法的计算方法计算得出λmax 和权重向量ω。
具体做法如下:对于目标集合A =[a 1,a 2,…,a 6]中的目标所属的等级进行两两比较得到比较矩阵C :
C =
c 11c 12…c 16
c 21
c 22
…c 26…
…
……c 61
c 62
…c 66
。
其中,c ij 取值的意义见表1。
表1 c ij 取值意义说明
c ij
意义说明
2第i 个目标比第j 个目标所属等级极端重要1第i 个目标比第j 个目标所属等级稍微重要0第j 个目标和第i 个目标所属等级同等重要-1第j 个目标比第i 个目标所属等级稍微重要-2
第j 个目标比第i 个目标所属等级极端重要
计算各目标的重要性权重指数:
先计算a i =
∑6
j =1
c
ij
(i =1,2,…,6)。
求判断矩阵B 的元素:
b ij =
a i -a j +1a i >a j (a j -a i +1)-1