CN103995980A - 轨道交通沿线公交效能发挥的ahp评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法，包括以下步骤：S1、建立层次结构的能效发挥评价模型，包括：第一层：目标层，用以表示需要评价的最终目标；第二层：准则层，用以表示衡量目标层能否实现的各个指标，准则层为单层结构或两层及以上架构；第三层：措施层，用以表示实现目标层的方案或措施；S2、构造判断矩阵，用以表示层次结构的能效发挥评价模型的第二层或第三层中的每个因素对其上一层中的因素的重要影响程度；S3、对构成的判断矩阵进行一致性检验；S4、根据每个判断矩阵得到对应最大特征值λ_max的特征向量w，即对其上一层中的因素的权重系数。

Description

轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法

技术领域

本发明涉及公用事业中的交通运输数据处理技术领域，特别涉及一种轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法。

背景技术

城市发展的速度受道路交通建设的制约，需求与供给的严重失衡导致乘车难，而城市轨道交通(以下简称轨交)以大容量、高速度、准时和高效的优点，在城市客运交通中处于主导地位，是改善城市交通状况的有效途径之一。

轨交与沿线公交之间既是合作又是竞争关系，只有两者之间合理的配置和协调，才能使整个系统效能最大化，而要实现效能最大化，关键是两者之间换乘指标的匹配和完成情况。

国内轨交建设虽然起步晚，但发展速度惊人，处于边学习边建设状态，学习国外在轨交与公交之间的协调、换乘、线网布设、流量控制、客流预测等方面的经验，探索适合我国国情的轨交建设发展道路。据文献资料显示，我国在轨交沿线公交系统效能发挥方面研究较少，也存在其他较多值得研究的问题，这些亟待解决的问题都严重影响了城市经济的可持续发展。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法，本发明通过以下技术方案实现：

一种轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立层次结构的能效发挥评价模型，包括：

第一层：目标层，用以表示需要评价的最终目标；

第二层：准则层，用以表示衡量目标层能否实现的各个指标，准则层为单层结构或两层及以上架构；

第三层：措施层，用以表示实现目标层的方案或措施；

S2、构造判断矩阵，用以表示层次结构的能效发挥评价模型的第二层或第三层中的每个因素对其上一层中的因素的重要影响程度，每次都是两两因素i、j对上一层因素的影响之比，全部比较结果构成判断矩阵A：

A＝(a_ij)_n×n,a_ij>0，且 $a_{\mathrm{ji}}=\frac{1}{a_{\mathrm{ij}}}(i\≠j),a_{\mathrm{ij}}=1(i=j);$

S3、对构成的判断矩阵进行一致性检验，通过一致性指标查找对应的随机一致性指标RI，通过判断一致性比例则判断矩阵的一致性检验合格；

S4、根据每个判断矩阵得到对应最大特征值λ_max的特征向量w，即对其上一层中的因素的权重系数。

较佳的，准则层的各个指标包括：线路数、发车间隔、服务时间、平均车速、平均站间距、平行站点数。

较佳的，措施层包括若干所要评价的站点。

较佳的，a_ij值的确定采用1-9及倒数作为标度：

a_ij＝1表示两个因素同样重要，a_ij＝2～9表示因素i比因素j重要，反之，a_ji＝2～9表示因素j比因素i重要，数值越大表示前者因素越重要，且a_ji＝1/a_ij。

本发明相较于现有的评价方法更加科学，更能还原现实情况和贴近运营现状，避免了人为锻造重要影响比例数值，将人为决断影响降到最低。

附图说明

图1所示的是本发明实施例的轨交线路示意图；

图2所示的是本发明的层次结构的能效发挥评价模型示意图；

图3-图8所示的是本发明实施例中措施层中的各因素对准则层中各因素的判断矩阵示意图；

图9所示的是本发明实施例中准则层中的各因素对目标层的判断矩阵示意图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

本实施例是以苏州地铁1号线为例进行说明，但并不以此为限，本领域技术人员可根据本实施例的内容应用至其他轨道交通之中。

如图1所示，苏州地铁1号线全长25.739公里，共设24个车站，线路西起天平山脚下的木渎，东至金鸡湖东的钟南街，横跨4个行政区，总投资126亿元，一班车跑完全程需要46分钟。24个车站分为综合换乘枢纽、大型换乘站点和一般站点三类。其中，苏州乐园、广济南路、乐桥、星塘街4个站点为综合换乘枢纽；木渎、星海街等7个站点为大型换乘站点；汾湖路、玉山路等13个站点为一般站点。沿线公交首末站4个，总面积1.8公顷，公交站点共68个，涉及单向线路137条，占苏州市公交总线网的54％，初见缓解古城区交通压力的景象。

交通体系是一个复杂的动态系统，先评价再优化是建设动态系统的一般研究路径。据苏州地铁1号线运营1年的数据显示，新区、古城区、园区日均客流量分别在1309人、2942人和1303人，客流量较大排名前5的分别是：乐桥、木渎、临顿路、星海广场和桐泾北路。因此，针对苏州乐园、广济南路、乐桥、星塘街4个综合换乘枢纽展开研究，既可以降低问题的复杂度，又提升问题的针对性，有利凸显对核心内容的研究。

本发明选择层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称AHP)，可以做到客观、合理地分析影响因素，根据各因素在整个效能发挥中所占的权重进行定量分析，最终得出苏州地铁1号线与沿线公交之间效能发挥的总体状况，对效能发挥不理想的因素进行成因分析，修正完善后可达到系统优化的目的。由此得到图2所示的层次结构的能效发挥评价模型。

线路数：轨交站点周围设置的公交停靠站向周边辐射的线路数，关系到客流疏散问题，但是又不是越多越好，多了，公交抢了轨交的客流，少了，轨交换乘问题解决不了。

发车间隔：客流在公交站台等待的时间间隔，反映了公交运力大小以及交通通畅程度。

服务时间：一天24小时中，公交车连续运营时间总长，这个决定公交在交通运输方面的贡献率。

平均车速：平均车速反映交通地面运营状况，拥堵程度，这个关系到公交资源配置的合理程度。

平均站间距：站间距的长短，影响人们对交通工具的选择。

平行站点数：考察与轨交平行站点数，涉及到公交辅助作用的发挥情况，如果平行站点数较多，说明同质性作用较强，互补性功能发挥较弱。

本实施例的基本步骤如下：

Step1、建立层次结构模型：

第一层，最高层或目标层A，表示需要评价的最终目标。第二层，准则层B，表示衡量目标层A能否实现的各个指标，可以是单层结构B，也可以是多层结构B_i＝(B_is)，层次数不受限制，但每一层中各因素所支配的元素也不宜过多。第三层，方案层或措施层D，表示实现目标层A的方案或措施。

Step2、构造判断矩阵：

某一层每个因素对上一层因素的重要影响程度，每次都是两两因素对上一层因素的影响之比，全部比较结果构成判断矩阵A：

A＝(a_ij)_n×n,a_ij>0，且 $a_{\mathrm{ji}}=\frac{1}{a_{\mathrm{ij}}}(i\≠j),a_{\mathrm{ij}}=1(i=j);$

其中a_ij值的确定，根据美国运筹学家Thomas L.Saaty等人制定的1-9及倒数作为标度，表1为1-9标度含义解释(因素影响值对照表)：

表1

为了能更合理的确定两个因素相对于上一层的重要程度，还需要和调查数据相结合，表2是依据文献资料以及实际的运营调查数据整理而得，基于表2的数据构建了图3-9的判断矩阵。

表2

Step3、权重向量的一致性检验：

每一个构成的判断矩阵必须要经过一致性检验，因为一致性检验主要是为了判断思维逻辑的一致性，保证层次分析法的结论基本是合理的。通过一致性指标查找与表3对应的平均随机一致性指标RI值。

表3

通过判断一致性比例则判断矩阵的一致性检验合格，否则应对成对比较矩阵做适当的修正，以达到一致性检验。由此计算出上述各成对比较矩阵的一致性比例值，计算结果见表4，均通过了检验。

Step4、计算组合权重，得出综合评价结果：

根据每个判断矩阵得到对应最大特征值λ_max的特征向量w，即对其上一层中的因素的权重系数。

求措施层D对准则层B的组合权重，若B层包含m个元素B₁，B₂，...，B_m，它的权重系数记为w_i(i＝1，2，...，m)，其下一层(D层)包含n个元素D₁，D₂，...，D_n，其对B层中B_j因素的权重集合应为{w_1j，w_2j，...，w_nj}，则D层中各因素关于总目标的权重应为:

$w_j=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{w}_{\mathrm{ij}}{w}_i,(\mathrm{1,2},\·\·\·,n).$

由此，可以得到针对苏州乐园、广济南路、乐桥、星塘街4个综合枢纽与沿线公交效能发挥大小的综合评价结果，见表4。

从组合权重效能发挥数据上看出，发挥最好的是广济南路站点和乐桥站点，其次是苏州乐园站，最后是星塘街站点。数值相差大的原因，一方面，在真实数据反映下，判断矩阵能更加客观地贴近真实值，使评价的有效性提高；另一方面，数值差距大，也验证了AHP评价方法在降低问题复杂度和提升问题针对性方面是有效的。

与现实轨交运营现状相比完全吻合。苏州轨交1号线贯穿古城区，东西向与主客流方向一致，规划功能定位是为古城区客流的疏散发挥作用，力求减缓古城区道路压力，发挥苏州地铁1号的疏散和向外辐射的作用，其中乐桥、临顿路、广济路是古城区客流较为集中的站点，如果这几个站点在效能发挥上起到较好作用，说明轨交1号线的功能定位准确，实施过程符合前期预测和规划。

星塘街效能发挥不如乐桥和广济南路那么明显，主要原因有三方面：其一，换乘点处公交线路较少，站间距较大，换乘时间较长，换乘不便；其二，与轨交长远发展有直接关联。因为星塘街是苏州地铁1号线和苏州地铁3号线的交叉口，今后将承接两个轨道线之间的换乘，随着苏州地铁3号线的建成通车，星塘街换乘枢纽功能将会愈发显现。其三，星塘街周边站间距都较大，且具备向外扩张和辐射的发展规划，成为城际公交干线的换乘枢纽。基于此，目前效能发挥不明显属于暂时情况，也是符合实际状况的评价结果。

值得关注的是：乐桥站位于市中心，客流量最大，排名第一，但是从数据上看，在换乘效能发挥上却不如广济南站，究其原因，是因为乐桥站周边与轨交平行线路过多，造成与轨交争夺客流的现象，应该及时对该站点周边公交线路进行调整，在现有公交设施的基础上，减少平行线路，增加垂直、交叉线路的设置，以降低与轨交争夺客流的情况发生，形成更为有效的优势互补。

本发明以苏州地铁1号线的4个综合换乘枢纽为研究点，通过降低问题复杂度，提高问题针对性，构建了轨道交通沿线公交效能发挥的评价指标体系，依据调查数据建立AHP综合评价模型，得出的结论与苏州轨道交通运行现状相吻合，进一步验证了本文研究思路的正确，并提出了改进方案。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立层次结构的能效发挥评价模型，包括：

第一层：目标层，用以表示需要评价的最终目标；

第二层：准则层，用以表示衡量所述目标层能否实现的各个指标，所述准则层为单层结构或两层及以上架构；

第三层：措施层，用以表示实现所述目标层的方案或措施；

S2、构造判断矩阵，用以表示所述层次结构的能效发挥评价模型的第二层或第三层中的每个因素对其上一层中的因素的重要影响程度，每次都是两两因素i、j对上一层因素的影响之比，全部比较结果构成判断矩阵A：

A＝(a_ij)_n×n,a_ij>0，且 $a_{\mathrm{ji}}=\frac{1}{a_{\mathrm{ij}}}(i\≠j),a_{\mathrm{ij}}=1(i=j);$

S3、对构成的判断矩阵进行一致性检验，通过一致性指标查找对应的随机一致性指标RI，通过判断一致性比例则判断矩阵的一致性检验合格；

S4、根据每个判断矩阵得到对应最大特征值λ_max的特征向量w，即对其上一层中的因素的权重系数。

2.根据权利要求1所述的轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法，其特征在于，所述准则层的各个指标包括：线路数、发车间隔、服务时间、平均车速、平均站间距、平行站点数。

3.根据权利要求1所述的轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法，其特征在于，所述措施层包括若干所要评价的站点。

4.根据权利要求1所述的轨道交通沿线公交效能发挥的AHP评价方法，其特征在于，a_ij值的确定采用1-9及倒数作为标度：

a_ij＝1表示两个因素同样重要，a_ij＝2～9表示因素i比因素j重要，反之，a_ji＝2～9表示因素j比因素i重要，数值越大表示前者因素越重要，且a_ji＝1/a_ij。