CN108734413A - 一种高铁站路网评价方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高铁站路网评价方法及装置，方法包括：获得用于评价路网的各个预设指标的采集值，用预设指标转化公式和各个预设指标对应的预设等级表，将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值；其中，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性；利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重；基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级。应用本发明实施例提供的技术方案，实现了提高路网评价的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及区域路网评价技术领域，尤其涉及一种高铁站路网评价方法及装置。
背景技术
为了避免大型建设项目建成后对其周围的路网产生的较大影响，通常采用区域路网评价方法对大型建设项目建成后产生的交通影响进行评价，通过评价可以获知该区域路网是否合理，进而可以对路网中可能出现的道路拥挤、无效交通多、交通运行混乱等交通问题进行预测，使得项目建成后对周围路网的影响降低，保证路网的通行效率。
以高铁站为例，通常采用高铁站路网评价方法对高铁站建成后产生的交通影响进行评价，但是现有的高铁站路网评价方法在评价指标体系方面，部分指标分级概念模糊、部分指标的定量数据难以获取；在评价方法方面，指标的权重采用主观赋权法确定，无法反映指标本身包含的客观信息，由于上述两方面因素的影响，导致高铁站路网评价方法的可靠性较低。
因此有必要设计一种新的高铁站路网评价方法，以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种高铁站路网评价方法及装置，以实现提高路网评价的可靠性。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种高铁站路网评价方法，所述方法包括：
获得用于评价路网的各个预设指标的采集值，用预设指标转化公式和各个预设指标对应的预设等级表，将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值；其中，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性；
利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重；
基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级。
可选的，一个预设指标对应的预设等级表用于存储该预设指标在各预设评价等级内的采集值范围以及各采集值范围对应的指标值范围，预设指标转化公式为：
其中，Xi表示第i个预设指标的指标值，Zi表示第i个预设指标的采集值，[Zi1，Zi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的Zi所属的采集值范围，[Xi1，Xi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的[Zi1，Zi2]所对应的指标值范围。
可选的，利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的权重，包括：
利用层次分析法，确定各个预设指标的第一权重；
利用熵值法，确定各个预设指标的第二权重；
对于每一预设指标，计算该预设指标的第一权重和第二权重的平均值，作为该预设指标的目标权重。
可选的，基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重、确定路网所属的预设评价等级，包括：
用各个预设指标以及各个预设指标的指标值，确定待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵；
基于待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵，计算各个预设指标属于各个预设评价等级的关联度；
针对每一预设评价等级，用各个预设指标属于该预设评价等级的关联度以及各个预设指标的目标权重，计算待评物元属于各个预设评价等级的隶属度；
将所有隶属度中的最大值所属的预设评价等级，作为路网所属的预设评价等级。
可选的，第一类指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及行人过街设施状况中的一种或组合，第二类指标包括路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标中的一种或组合。
可选的，在确定路网所属的预设评价等级之后，方法还包括：
判断路网所属的预设评价等级是否在预设的合理范围内；
若路网所属的预设评价等级不在预设的合理范围内，则从各个预设指标中确定待修改的目标预设指标，并修改目标预设指标的指标值，返回执行利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重的步骤，直至路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内。
可选的，目标预设指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标、行人过街设施状况、路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标，修改目标预设指标的指标值，包括：
减小以下目标预设指标的指标值：路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及路网非直线系数指标；
增加以下目标预设指标的指标值：公交运能匹配度指标、停车需求状况、行人过街设施状况、路网密度指标以及路网连通度指标。
第二方面，本发明提供一种高铁站路网评价装置，装置包括：
获得模块，用于获得用于评价路网的各个预设指标的采集值，用预设指标转化公式和各个预设指标对应的预设等级表，将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值；其中，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性；
第一确定模块，用于利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重；
第二确定模块，用于基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级。
可选的，一个预设指标对应的预设等级表用于存储该预设指标在各预设评价等级内的采集值范围以及各采集值范围对应的指标值范围，预设指标转化公式为：
其中，Xi表示第i个预设指标的指标值，Zi表示第i个预设指标的采集值，[Zi1，Zi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的Zi所属的采集值范围，[Xi1，Xi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的[Zi1，Zi2]所对应的指标值范围。
可选的，第一确定模块，具体用于：
利用层次分析法，确定各个预设指标的第一权重；
利用熵值法，确定各个预设指标的第二权重；
对于每一预设指标，计算该预设指标的第一权重和第二权重的平均值，作为该预设指标的目标权重。
可选的，第二确定模块，具体用于：
用各个预设指标以及各个预设指标的指标值，确定待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵；
基于待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵，计算各个预设指标属于各个预设评价等级的关联度；
针对每一预设评价等级，用各个预设指标属于该预设评价等级的关联度以及各个预设指标的目标权重，计算待评物元属于各个预设评价等级的隶属度；
将所有隶属度中的最大值所属的预设评价等级，作为路网所属的预设评价等级。
可选的，第一类指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及行人过街设施状况中的一种或组合，第二类指标包括路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标中的一种或组合。
可选的，装置还包括判断模块，判断模块用于：
在确定路网所属的预设评价等级之后，判断路网所属的预设评价等级是否在预设的合理范围内；
若路网所属的预设评价等级不在预设的合理范围内，则从各个预设指标中确定待修改的目标预设指标，并修改目标预设指标的指标值，返回执行利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重，直至路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内。
可选的，目标预设指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标、行人过街设施状况、路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标，判断模块修改目标预设指标的指标值，具体为：
减小以下目标预设指标的指标值：路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及路网非直线系数指标；
增加以下目标预设指标的指标值：公交运能匹配度指标、停车需求状况、行人过街设施状况、路网密度指标以及路网连通度指标。
本发明具有以下有益效果：应用本发明实施例提供的技术方案，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性，明确了指标分级概念，且将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值，从而实现了获取各个预设指标的定量化，并且利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重，实现了指标权重的客观化，使得预设指标的权重可以反映预设指标本身包含的客观信息，进而，基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级，实现了提高高铁站路网评价的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的高铁站路网评价方法的一种流程示意图；
图2为本发明实施例提供的高铁站路网评价装置的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明所提供的高铁站路网评价方法可以应用于电子设备，其中，在具体应用中，该电子设备可以为计算机、个人电脑、平板、手机等等，这都是合理的。另外，实现本发明所提供的高铁站路网评价方法的功能软件可以为专门的高铁站路网评价方法，也可以为现有高铁站路网评价软件或其他具有高铁站路网评价功能的软件中的插件。
参见图1，本发明实施例提供一种高铁站路网评价方法，方法包括如下步骤：
S101、获得用于评价路网的各个预设指标的采集值，用预设指标转化公式和各个预设指标对应的预设等级表，将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值。
其中，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性；
第一类指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及行人过街设施状况中的一种或组合，第二类指标包括路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标中的一种或组合。
预设等级表包括：路段饱和度等级表、交叉口饱和度等级表、公交运能匹配度等级表、停车需求状况等级表、出入口设置状况等级表、平均换乘距离等级表、行人过街设施状况等级表、路网非直线系数等级表、路网密度等级表以及路网连通度等级表中的一种或组合。
一个预设指标对应的预设等级表可以用于存储该预设指标在各预设评价等级内的采集值范围以及各个采集值范围对应的指标值范围，预设评价等级可以包括A、B、C、D和E，分别表示路网交通状况很好、好、一般、不好、很不好。具体的，预设指标转化公式可以为：
其中，Xi表示第i个预设指标的指标值，Zi表示第i个预设指标的采集值，[Zi1，Zi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的Zi所属的采集值范围，[Xi1，Xi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的[Zi1，Zi2]所对应的指标值范围。
为了便于理解，下面对本发明涉及的各个预设指标以及各个预设指标对应的预设等级表进行说明。
1)路段饱和度指标
路段饱和度指标的采集值可以是路段饱和度均值，路段饱和度均值是指区域内所有路段饱和度的均值，路段饱和度是指道路路段上实际的通行交通量与道路路段的实际通行能力之比，具体表达式可以为：
式中，C1表示区域内的路段饱和度均值；C路段表示区域内某条路段的路段饱和度，即该条路段上实际的通行交通量与道路路段的实际通行能力之比；k表示区域内的路段总数。
路段饱和度指标对应的预设等级表可以为路段饱和度等级表，具体可以如表1所示，利用表达式1可以获得的采集值为路段饱和度均值，进而，利用表1可以获得路段饱和度均值在各预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表1路段饱和度等级表
2)交叉口饱和度指标
交叉口饱和度指标的采集值可以为交叉口饱和度均值，交叉口饱和度均值可以是指区域内所有交叉口饱和度的均值，交叉口饱和度是指交叉口运行过程中通行的交通量与交叉口实际通行能力之比，具体表达式可以为：
式中，C2表示区域内的交叉口饱和度均值；C交叉口表示区域内某个交叉口的交叉口饱和度，即该交叉口运行过程中通行的交通量与交叉口实际通行能力之比；l表示区域内的交叉口总数。
交叉口饱和度指标对应的预设等级表可以为交叉口饱和度等级表，具体可以如表2所示，利用表达式2可以获得的采集值为交叉口饱和度均值，利用表2可以获得交叉口饱和度均值在各预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表2交叉口饱和度等级表
3)公交运能匹配度指标
公交运能匹配度指标的采集值可以是公交运能匹配度，公交运能匹配度是指区域内公交系统(含出租车)的交通需求与公交系统(含出租车)的运输能力的匹配程度，具体表达式可以为：
式中，C3表示公共运能匹配度；q公表示高峰小时段(例如7:30-9:30、17:00-19:00)内某种公共交通方式的集散客流量；c公表示区域内配套公共交通方式的输送旅客的能力；p表示区域内配套公共交通方式的总数。
公交运能匹配度指标对应的预设等级表可以为公交运能匹配度等级表，具体可以如表3所示，利用表达式3可以获得的采集值为公交运能匹配度，利用表3可以获得公交运能匹配度在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表3公交运能匹配度等级表
4)停车需求状况
停车需求状况的采集值可以为停车需求状况值，停车需求状况值可以是预测的社会车辆停车需求量与区域内配套的社会停车场泊位之比，具体表达式可以为：
式中，C4表示停车需求状况值；P需求表示区域内预测的社会车辆停车需求量；P泊位表示区域内配套的社会停车场泊位。
停车需求状况对应的预设等级表可以为停车需求状况等级表，具体可以如表4所示，利用表达式4可以获得的采集值为停车需求状况值，利用表4可以获得停车需求状况值在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表4停车需求状况等级表
5)出入口设置状况
出入口设置状况的采集值可以为出入口设置状况值，出入口设置状况值可以用于反映区域与周边道路的衔接情况，具体表达式可以为：
式中，C5表示出入口设置状况值；y表示区域的出入口与不同等级道路相连所得到的分数，可以分为5种连接情况：(a)出入口和支路相连，其值为1；(b)出入口直接和城市次干道相连且采取了一定的管理措施，其值为2；(c)出入口直接和城市次干道相连且没有采取管理措施，其值为3；(d)出入口直接和城市快速路或主干路相连且采取了一定的管理措施，其值为4；(e)出入口直接和城市快速路或主干道相连且没有采取管理措施，其值取5；也称为VC比，表示该出入口相连道路的饱和度；m表示设置的出入口总数量。
出入口设置状况对应的预设等级表可以为出入口设置状况等级表，具体可以如表5所示，利用表5可以获得出入口设置状况值在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表5出入口设置状况等级表
6)平均换乘距离指标
平均换乘距离指标的采集值可以为平均换乘距离，平均换乘距离表示在区域内进行换乘时，区域内的出口与其他交通方式(例如公交、出租车、地铁、轻轨、私人小汽车)之间距离的平均值，平均换乘距离可以用于反映换乘的空间距离设置水平，具体表达式可以为：
式中，C6表示平均换乘距离；d表示区域内的出口与其他交通方式之间的距离；n表示交通方式的数量。
平均换乘距离指标对应的预设等级表可以为平均换乘距离等级表，具体可以如表6所示，利用表达式6可以获得的采集值为平均换乘距离，利用表6可以获得平均换乘距离在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表6平均换乘距离等级表
7)行人过街设施状况
可以通过行人过街通道间距来反映行人过街设施状况，行人过街设施状况的采集值为行人过街设施状况值，一般而言，在城市主干道和次干道上，行人过街通道的间距宜为250—300米，行人过街设施状况值可以采用负指数函数形式，具体表达式可以为：
C7＝e-(b-300)/300(7)
式中，C7表示行人过街设施状况值；b表示区域周边行人过街通道的间距，若设置多条行人过街通道时，b可以取多条行人过街通道的间距平均值。
行人过街设施状况对应的预设等级表可以为行人过街设施状况等级表，具体可以如表7所示，利用表达式7可以获得的采集值为行人过街设施状况值，利用表7可以获得行人过街设施状况值在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表7行人过街设施状况等级表
8)路网非直线系数指标
路网非直线系数指标的采集值可以为路网非直线系数，路网两节点(小区)间的路网非直线系数定义为该两节点(小区)间的路上实际距离与两点间空中直线距离的比值，具体表达式可以为：。
式中,C8表示路网非直线系数，R表示路网任两节点间非直线系数，即两节点间的路上实际距离与空中直线距离之比；N表示路网的节点数量。
路网非直线系数指标对应的预设等级表可以为路网非直线系数等级表，具体可以如表8所示，利用表达式8可以获得的采集值为路网非直线系数，利用表8可以获得路网非直线系数在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表8路网非直线系数等级表
9)路网密度指标
路网密度指标的采集值可以为路网密度，路网密度是区域内道路总长度与该区域的面积之比，具体表达式可以为：
式中，C9表示路网密度，L表示区域内道路总长度；表示区域的总面积。
路网密度指标对应的预设等级表可以为路网密度等级表，具体可以如表9所示，利用上式可以获得的采集值为路网密度，利用表8可以获得路网密度在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表9路网密度等级表
10)路网连通度指标
路网连通度指标是与路网中总的节点数和总的边数有关的指标，路网连通度指标的采集值可以为路网连通度，路网连通度越高表明路网的断头路越少，成网率越高，路网连通度的表达式可以为：
式中,C10表示路网连通度；e-n+1表示路网的回路数，即路网的边数与其支撑树的边数之差；2n-5表示路网可能存在的最大回路数；e表示路网的边数；n表示区域内应连通的节点数。
路网连通度指标对应的预设等级表可以为路网连通度等级表，具体可以如表10所示，利用表10可以获得路网连通度在每个预设评价等级内的采集值范围以及该采集值范围对应的指标值范围。
表10路网连通度等级表
上述表1-表10中的具体采集值范围和指标值范围可以根据设计人员的需求进行设定，本发明对各个预设等级表中的具体采集值范围和指标值范围不做限定。另外，预设评价等级也不限于5个，还可以为2个、3个、4个等等，具体预设评价等级的含义和数量也可以根据设计人员的需求事先设定。
S102、利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重。
一种实现方式中，利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的权重，可以包括以下步骤：
步骤A1、利用层次分析法，确定各个预设指标的第一权重；
步骤A2、利用熵值法，确定各个预设指标的第二权重；
步骤A3、对于每一预设指标，计算该预设指标的第一权重和第二权重的平均值，作为该预设指标的目标权重。
层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。利用层次分析法确定各个预设指标的第一权重的具体实现过程可以如下：
步骤A11、构造判断矩阵；
判断矩阵是针对上一层因素，本层次与之有关因素之间相对重要性的比较，依据专家事先对各个因素相对于评价目标重要程度进行打分，可以得到判断矩阵，一般来说构造判断矩阵取如下形式：
其中，Cij表示因素i相对于目标的重要程度与因素j相对于目标的重要程度的比值，其中，各因素对目标的重要程度可以用1～9来表示，据此得到具体的判断标度。
示例性的，目标层为高铁站区域路网交通规则设计评价指标体系，准则层包括交通协调性和路网合理性，交通协调性的指标层包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及行人过街设施状况，路网合理性的指标层包括路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标，则可以构建判断矩阵A1、A2和A3，其中，A1表示准则层对目标层的判断矩阵，A2和A3分别表示交通协调性的指标层对准则层的判断矩阵以及路网合理性的指标层对准则层的判断矩阵，并可以根据专家对各个因素相对于评价目标重要程度进行打分，得到具体的矩阵表达式如下：
矩阵
矩阵
矩阵
步骤A12、层次单排序及其一致性检验；
判断矩阵A的最大特征值可以记为λmax，λmax对应的特征向量经归一化(使向量中各元素之和等于1)后形成的特征向量可以记为W，W的元素为同一层次因素相对于上一层次某个因素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序，层次单排序计算问题可以归结为计算判断矩阵A的最大特征根及其特征向量的问题，具体过程如下：
第一步、将判断矩阵A做归一化处理，得矩阵Q＝(qij)n×n，其中,
将矩阵Q按行相加得向量c＝(c1,c2,…,cn)T，其中,
把c＝(c1,c2,…,cn)T归一化，即求得最大特征值λmax所对应的特征向量W＝(w1,w2,…,wn)T,
其中，wj表示W中的第j个元素所对应的构成特征向量的那一部分，
第二步、计算判断矩阵最大特征根λmax。
对于每个构造出来的判断矩阵，均可以按照上述介绍的方法求得λmax及λmax对应的特征向量W。
第三步、层次单排序的一致性检验：
一致性检验是指对判断矩阵A确定不一致的允许范围。层次单排序的一致性检验分为两步：第一步，计算一致性指标第二步，计算一致性比例当时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，否则就需要调整判断矩阵，使之具有满意的一致性，值得注意的是当n＝2时，RI＝0，故2阶判断矩阵总是具有一致性，可以对于2阶判断矩阵可以无需进行有一致性检验。
基于上述示例，假设计算所得判断矩阵A1、A2和A3的特征向量和最大特征根分别如表11、表12、表13所示，
表11
表12
表13
在前文已经提到，2阶判断矩阵总是具有一致性，故不需对判断矩阵A1进行一致性检验，只需检验指标层对准则层的一致性。计算出判断矩阵A2、A3的一致性指标CI如下。
得
通过对指标各层次的层次单排序的一致性检验可知，判断矩阵的偏差是在误差允许范围内的。
步骤A13、层次总排序。
层次单排序是各层次中各因素相对于上一层次中某因素相对重要性的权重。在层次单排序的基础上，需要计算出各层次的总排序值，即计算各层次所有因素相对于最高层(目标层)相对重要性的权重。层次总排序是从最高层到最底层(指标层)依次进行的，将单层相对重要性权重进行合成。
假定已计算出第K-1层上nk-1个因素相对于总目标的相对重要性权向量第K层上第nk个因素对第K-1层上第j个因素的相对重要性权向量设为其中不受因素支配的因素的相对重要性权重为零。令这是nk×nk-1的矩阵，表示第k层上因素对K-1层上各因素的相对重要性权重，那么第k层上因素对总目标的合成重要性权向量W(k)可以为：
示例性的，由表11、表12和表13可知，W1＝(0.7，0.3)，W2＝(0.123，0.123，0.143，0.172，0.172，0.143，0.123)，W3＝(0.350，0.350，0.300)，指数层上的因素对总目标的合成重要性权向量为：
故，可得指数层上的因素对总目标的合成重要性权向量如表14，合成重要性权向量中的各元素为指数层上各指标的第一权重。
表14
熵值法是指用来判断某个指标的离散程度的数学方法，指标的离散程度越大，该指标对综合评价的影响越大。因此，可以利用熵值法，计算出各个预设指标的第二权重，为多指标综合评价提供依据。具体的，利用熵值法确定各个预设指标的第二权重的过程可以如下：
步骤A21、计算第j个预设指标在第i个方案中所占比重pij：
其中，xij表示第i个方案中第j个预设指标的指标值。
示例性的，包括方案一和方案二，方案一中各预设指标的指标值分别为x1＝(79,86,82,50,65,92,78,52,40,40)，方案一中各预设指标的指标值分别为x2＝(84,91,100,80,65,95,64,60,56,64)
计算可得各个预设指标在不同方案中所占的比例，计算结果见表15。
表15各预设指标在方案中所占比重
步骤A22、计算第j个预设指标的熵值ej：
例如，用表15的计算结果计算代入上式，计算各个预设指标的熵值ej，计算结果见表16所示。
表16各预设指标的熵值
步骤A23、计算第j个预设指标的差异系数gj：
gj＝1-ej(j＝1，2，…，n)
例如，用表16的计算结果计算代入上式，计算各个预设指标的熵值gj，计算结果见表17所示。
表17各预设指标的差异系数
步骤A24、计算第j个预设指标的第二权重Aj：
例如，用表17的计算结果计算代入上式，计算各个预设指标的第二权重Aj，计算结果见表18所示。
表18各预设指标的第二权重
对于每一预设指标，计算该预设指标的第一权重和第二权重的平均值，作为该预设指标的目标权重，具体表达式如下：
式中：Mj——第j个预设指标的目标权重；Aj——熵值法确定的第j个预设指标的第二权重；Wj——层次分析法确定的第j个预设指标的第一权重。
例如，用表14和表18的计算结果计算代入上式，计算各个预设指标的目标权重，计算结果见表19。
表19各预设指标的目标权重
当然在其他实现方式中，也可以将第一权重与第二权重进行加权平均计算，将所获得的加权平均值作为目标权重，或者，也可以取第一权重与第二权重中的较小者作为目标权重，或者，还可以取第一权重与第二权重中的较大者作为目标权重。
S103、基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级。
具体的，基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重、确定路网所属的预设评价等级，可以包括以下步骤：
步骤B1、用各个预设指标以及各个预设指标的指标值，确定待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵；
设N0代表中小城市高铁站区域路网交通规划设计方案，C＝(C1，C2，…，Cn)代表各个预设指标，X＝(X1，X2，…，Xn)代表各预设指标的量值(指标值)，则待评物元R0可以表示为：
设中小城市高铁站区域路网交通规划设计方案有A、B、C、D、E五个等级，分别表示很好、好、一般、不好、很不好，则相应的经典域物元矩阵Rj(j＝1，2，3，4，5)可以表示为：
式中，Xji＝(aji,bji)为预设评价等级Nj关于第i个预设指标Ci的指标值范围，称其为经典域。
节域物元矩阵Rm可以表示为：
式中，Rm为所有预设等级的各个预设指标的最大取值范围，N表示不同预设等级全体，Xim＝(aim,bim)为不同预设等级全体关于第i个预设指标Ci的指标值范围，称其为节域。
示例性的，高铁站区域路网交通改善前的待评物元可以用如下矩阵表示：
高铁站区域路网交通改善后的待评物元可以用矩阵如下表示：
五个预设评价等级所对应的经典域如下：
节域物元矩阵如下：
步骤B2、基于待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵，计算各个预设指标属于各个预设评价等级的关联度；
步骤B3、针对每一预设评价等级，用各个预设指标属于该预设评价等级的关联度以及各个预设指标的目标权重，计算待评物元属于各个预设评价等级的隶属度；
步骤B4、将所有隶属度中的最大值所属的预设评价等级，作为路网所属的预设评价等级。
可以利用关联度函数，基于待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵，计算各个预设指标属于各个预设评价等级的关联度，关联度函数的表达式如下：
其中，Kj(Xi)表示待评物元R0关于第i个预设指标Ci的指标值Xi属于预设评价等级j的关联度，Xji＝(aji,bji)，Xim＝(aim,bim)，
待评物元R0属于预设评价等级j的隶属度可以为：
其中，Mi为采用S102所得的第i个预设指标的目标权重。
当Nj＝max{Kj(N0)}，j＝1，2，3，4，5时，则判定待评物元R0属于预设评价等级j，即路网所属的预设评价等级为第j级。
在其他实施方式中，设计人员还可以构造其他关联度函数和其他隶属度计算方式，对于其他关联度函数和其他隶属度计算方式，在此不再一一列举。
另外，还可以判断待评物元R0偏向相邻等级的程度，具体可以为：令则
式中，j*为待评物元R0的等级变量特征值，可以用于判断待评物元R0偏向相邻等级的程度。当j*的数值大于待评物元所处的等级j时，表明待评物元R0偏向j+1等级，若j*的数值小于待评物元所处的等级j时，表明待评物元R0偏向j-1等级。
本发明可以应用于高铁站区域路网，也可以应用于机场区域路网，还可以应用于客运站区域路网，本发明对具体区域路网类型不做限定。
例如，基于上述示例构建的R前、R后、R1-R5、Rm，可以计算该高铁站区域路网交通改善前后各预设指标属于各个预设评价等级的关联度，具体结果可以如下表20和表21所示，表中的K1、K2、K3、K4、K5分别表示各预设评价等级A、B、C、D、E。
表20改善前各预设指标属于各个预设评价等级的关联度
表21改善后各预设指标属于各个预设评价等级的关联度
该高铁站区域路网交通改善前后的待评物元属于各个预设评价等级的隶属度如表22所示。
表22改善前后待评物元属于各个预设评价等级的隶属度
表22结果表明：在改善前，高铁站区域路网交通状况等级处于D级，而在改善后，路网交通状况等级将处于A级，得到很大改善。
经计算，改善前的等级变量特征值j*为4.033，改善后的等级变量特征值j*为1.822，计算得到的评价等级为D级(第四等级)，故当j*大于4时，评价等级倾向于比D等级(第四等级)更低的等级，当j*＝1.822时同理，由此可知，改善前的高铁站区域路网交通状况偏向E等级的，改善后高铁站区域路网交通状况是偏向B等级的。
可见，应用本发明实施例提供的技术方案，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性，明确了指标分级概念，且将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值，从而实现了获取各个预设指标的定量化，并且利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重，实现了指标权重的客观化，使得预设指标的权重可以反映预设指标本身包含的客观信息，进而，基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级，实现了提高高铁站路网评价的可靠性。
为了对路网进行合理的改进，一种实现方式中，在确定路网所属的预设评价等级之后，方法还包括：
判断路网所属的预设评价等级是否在预设的合理范围内；
若路网所属的预设评价等级不在预设的合理范围内，则从各个预设指标中确定待修改的目标预设指标，并修改目标预设指标的指标值，返回执行利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重的步骤，直至路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内。
预设的合理范围可以根据设计人员的需求事先设定，例如，当路网所属的预设评价等级为A/B/C时，可以认为路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内，反之，则可以认为路网所属的预设评价等级不在预设的合理范围内。
在判定路网所属的预设评价等级不在预设的合理范围内，则从各个预设指标中确定待修改的目标预设指标，并修改目标预设指标的指标值，返回执行利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重的步骤，直至路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内，实现了对路网进行合理的改进，保证了路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内。
具体的，目标预设指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标、行人过街设施状况、路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标，修改目标预设指标的指标值，包括：
减小以下目标预设指标的指标值：路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及路网非直线系数指标；
增加以下目标预设指标的指标值：公交运能匹配度指标、停车需求状况、行人过街设施状况、路网密度指标以及路网连通度指标。
当然在其他实现方式中，还可以每次只确定一个目标预设指标，当目标预设指标为路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、出入口设置状况、平均换乘距离指标和路网非直线系数指标中的一种时，可以减少目标预设指标的指标值；当目标预设指标为公交运能匹配度指标、停车需求状况、行人过街设施状况、路网密度指标以及路网连通度指标中的一种时，可以增加目标预设指标的指标值。
应用本发明实施例，通过修改目标预设指标的指标值，实现了对路网进行合理的改进，保证了路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内。
与上述的方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种高铁站路网评价装置。
参见图2，图2为本发明实施例所提供的一种高铁站路网评价装置的结构示意图，装置包括：
获得模块201，用于获得用于评价路网的各个预设指标的采集值，用预设指标转化公式和各个预设指标对应的预设等级表，将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值；其中，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性；
第一确定模块202，用于利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重；
第二确定模块203，用于基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级。
可选的，一个预设指标对应的预设等级表用于存储该预设指标在各预设评价等级内的采集值范围以及各采集值范围对应的指标值范围，预设指标转化公式为：
其中，Xi表示第i个预设指标的指标值，Zi表示第i个预设指标的采集值，[Zi1，Zi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的Zi所属的采集值范围，[Xi1，Xi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的[Zi1，Zi2]所对应的指标值范围。
可选的，第一确定模块202，具体用于：
利用层次分析法，确定各个预设指标的第一权重；
利用熵值法，确定各个预设指标的第二权重；
对于每一预设指标，计算该预设指标的第一权重和第二权重的平均值，作为该预设指标的目标权重。
可选的，第二确定模块203，具体用于：
用各个预设指标以及各个预设指标的指标值，确定待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵；
基于待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵，计算各个预设指标属于各个预设评价等级的关联度；
针对每一预设评价等级，用各个预设指标属于该预设评价等级的关联度以及各个预设指标的目标权重，计算待评物元属于各个预设评价等级的隶属度；
将所有隶属度中的最大值所属的预设评价等级，作为路网所属的预设评价等级。
可选的，第一类指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及行人过街设施状况中的一种或组合，第二类指标包括路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标中的一种或组合。
可选的，装置还包括判断模块，判断模块用于：
在确定路网所属的预设评价等级之后，判断路网所属的预设评价等级是否在预设的合理范围内；
若路网所属的预设评价等级不在预设的合理范围内，则从各个预设指标中确定待修改的目标预设指标，并修改目标预设指标的指标值，返回执行利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重，直至路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内。
可选的，目标预设指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标、行人过街设施状况、路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标，判断模块修改目标预设指标的指标值，具体为：
减小以下目标预设指标的指标值：路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及路网非直线系数指标；
增加以下目标预设指标的指标值：公交运能匹配度指标、停车需求状况、行人过街设施状况、路网密度指标以及路网连通度指标。
应用本发明实施例提供的技术方案，预设指标包括第一类指标和第二类指标，第一类指标用于评价路网的交通协调性，第二类指标用于评价路网的合理性，明确了指标分级概念，且将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值，从而实现了获取各个预设指标的定量化，并且利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重，实现了指标权重的客观化，使得预设指标的权重可以反映预设指标本身包含的客观信息，进而，基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定路网所属的预设评价等级，实现了提高高铁站路网评价的可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高铁站路网评价方法，其特征在于，所述方法包括：
获得用于评价路网的各个预设指标的采集值，用预设指标转化公式和各个预设指标对应的预设等级表，将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值；其中，所述预设指标包括第一类指标和第二类指标，所述第一类指标用于评价所述路网的交通协调性，所述第二类指标用于评价所述路网的合理性；
利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重；
基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定所述路网所属的预设评价等级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个预设指标对应的预设等级表用于存储该预设指标在各预设评价等级内的采集值范围以及各采集值范围对应的指标值范围，所述预设指标转化公式为：
其中，Xi表示第i个预设指标的指标值，Zi表示第i个预设指标的采集值，[Zi1，Zi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的Zi所属的采集值范围，[Xi1，Xi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的[Zi1，Zi2]所对应的指标值范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的权重，包括：
利用层次分析法，确定各个预设指标的第一权重；
利用熵值法，确定各个预设指标的第二权重；
对于每一预设指标，计算该预设指标的第一权重和第二权重的平均值，作为该预设指标的目标权重。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重、确定路网所属的预设评价等级，包括：
用各个预设指标以及各个预设指标的指标值，确定待评物元、经典域物元矩阵和节域物元矩阵；
基于所述待评物元、所述经典域物元矩阵和所述节域物元矩阵，计算各个预设指标属于各个预设评价等级的关联度；
针对每一预设评价等级，用各个预设指标属于该预设评价等级的关联度以及各个预设指标的目标权重，计算所述待评物元属于各个预设评价等级的隶属度；
将所有隶属度中的最大值所属的预设评价等级，作为路网所属的预设评价等级。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述第一类指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及行人过街设施状况中的一种或组合，所述第二类指标包括路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标中的一种或组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定路网所属的预设评价等级之后，所述方法还包括：
判断路网所属的预设评价等级是否在预设的合理范围内；
若路网所属的预设评价等级不在预设的合理范围内，则从各个预设指标中确定待修改的目标预设指标，并修改所述目标预设指标的指标值，返回执行所述利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重的步骤，直至路网所属的预设评价等级在预设的合理范围内。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标预设指标包括路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、公交运能匹配度指标、停车需求状况、出入口设置状况、平均换乘距离指标、行人过街设施状况、路网非直线系数指标、路网密度指标以及路网连通度指标，修改所述目标预设指标的指标值，包括：
减小以下目标预设指标的指标值：路段饱和度指标、交叉口饱和度指标、出入口设置状况、平均换乘距离指标以及路网非直线系数指标；
增加以下目标预设指标的指标值：公交运能匹配度指标、停车需求状况、行人过街设施状况、路网密度指标以及路网连通度指标。
8.一种高铁站路网评价装置，其特征在于，所述装置包括：
获得模块，用于获得用于评价路网的各个预设指标的采集值，用预设指标转化公式和各个预设指标对应的预设等级表，将各个预设指标的采集值转换为各个预设指标的指标值；其中，所述预设指标包括第一类指标和第二类指标，所述第一类指标用于评价所述路网的交通协调性，所述第二类指标用于评价所述路网的合理性；
第一确定模块，用于利用层次分析法和熵值法，确定各个预设指标的目标权重；
第二确定模块，用于基于物元分析法，用各个预设指标的指标值和目标权重，确定所述路网所属的预设评价等级。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，一个预设指标对应的预设等级表用于存储该预设指标在各预设评价等级内的采集值范围以及各采集值范围对应的指标值范围，所述预设指标转化公式为：
其中，Xi表示第i个预设指标的指标值，Zi表示第i个预设指标的采集值，[Zi1，Zi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的Zi所属的采集值范围，[Xi1，Xi2]表示第i个预设指标对应的预设等级表中存储的[Zi1，Zi2]所对应的指标值范围。
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