CN112766800A - 一种基于模糊层次分析法的城市绿色交通系统评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于模糊层次分析法的城市绿色交通系统评价方法，属于绿色交通领域，其包括如下步骤:(1)首先分析绿色交通系统中各影响因素之间的关系，建立系统的层次结构；(2)其次利用德尔菲法对方案的影响因素进行打分，(3)利用模糊层次分析法确定指标层、准则层权重因子(4)最后结合权重对多个绿色交通系统建设影响因素进行综合性评价。该方法通过考虑城市绿色交通系统的构成要素，并利用模糊层次分析法对各构成要素的重要程度进行评价，从而得到城市绿色交通规划等级，不仅能够对现状城市绿色交通系统进行评价，还可以为规划设计人员在进行交通系统设计时，提供绿色化规划思路。

Description

一种基于模糊层次分析法的城市绿色交通系统评价方法

技术领域

本发明属于绿色交通领域，特别涉及一种基于模糊层次分析法的城市绿色交通系统评价方法。

背景技术

随着机动车保有量的增长，城市交通中环境污染、资源短缺等负面因素接踵而来，阻碍了城市交通的可持续发展。交通拥堵、环境污染现象严重，影响了社会经济的发展，威胁着居民的生活安全。近年来，广大观众对环境的关注度不断提升，更加重视绿色交通出行的力度，大家更加注重绿色交通出行方式，作为规划设计人员，在进行交通系统规划时，应有长远眼光，在规划设计阶段对绿色交通系统规划进行着重设计。

传统的城市交通规划更多以满足日益增长得出行需求为出发点，而未考虑到城市交通系统对于环境和资源的不可逆转影响，且未建立一个较为完善的绿色交通评价系统。

发明内容

本发明目的是提供一种基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，该方法通过考虑城市绿色交通系统的构成要素，并利用模糊层次分析法对各构成要素的重要程度进行评价，从而得到城市绿色交通规划等级，不仅能够对现状城市绿色交通系统进行评价，还可以为规划设计人员在进行交通系统设计时，提供绿色化规划思路。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，包括以下步骤：

①获取城市绿色交通系统规划评价体系的评价指标，分析城市绿色交通系统中各影响因素之间的关系，建立系统的层次结构,即目标层、子目标层、准则层和指标层；

②获取各评价指标的数据；

③利用德尔菲法确定评价标准，对评价指标进行打分；

④利用模糊层次分析法确定指标层、准则层权重因子，从而确定综合评价指的权重；

⑤结合权重对多个绿色交通系统建设影响因素进行综合性评价。

进一步，所述步骤①根据影响因素建立的层次结构是由下表确定的:

进一步，所述步骤③利用德尔菲法确定评价标准，对评价指标进行打分，如下表所示:

进一步，所述步骤④利用模糊层次分析法确定指标层、准则层权重因子，确定方案的综合评价指数值的计算公式是：

式中：H表示绿色交通综合评价指数值；w_ci为第i个准则层的权重因子；w_ij为第i个准则层对应的第j个指标的权重因子；Z_ij为准则层i对应的j指标的得分值。

进一步，所述步骤⑤的具体实施方法是：将综合评价指数分为四个等级，一次为优秀、良好、一般、较差，评分标准如下表所示：

进一步，所述模糊层次分析法的应用分为以下步骤：

S1:基于三标度法构造互补型的模糊隶属度函数μ_M(x)，如下式所示：

S2:利用上述隶属度函数建立优先判断矩阵F,F＝(μ_ij)_n×n；

S3:利用和法按行求和

并利用转换公式，将模糊判断矩阵转化为模糊一致性判断矩阵

具体的转换公式如下式所示：

S4:将模糊判断矩阵

进行归一化处理，得到W⁽⁰⁾,即

S5:将判断矩阵

变为互反型矩阵A＝(a_ij)_n×n，具体转换公式如下所示：

S6:按照迭代公式,求解特征向量W_k+1,具体迭代公式如下式所示：

式中，||W_k||_∞为W_k的无穷范数，初始向量W₀的无穷范数

||W₀||_∞＝max{w₀₁,w₀₂,···w_0n}

S7:利用公式|||W_k+1||_∞-||W_k||_∞|＜Δ，对迭代精度进行判断，若满足上述公式，则||W_k+1||_∞为最大特征值，进行归一化处理后，即可得目标权重W，迭代结束,W计算公式如下式所示；否则直到迭代到最大次数N而结束。

本发明首先分析绿色交通系统中各影响因素之间的关系，建立系统的层次结构，其次利用德尔菲法对方案的影响因素进行打分，利用模糊层次分析法确定指标层、准则层权重因子，最后结合权重对多个绿色交通系统建设影响因素进行综合性评价。本发明通过考虑城市绿色交通系统的构成要素，并利用模糊层次分析法对各构成要素的重要程度进行评价，从而得到城市绿色交通规划等级，不仅能够对现状城市绿色交通系统进行评价，还可以为规划设计人员在进行交通系统设计时，提供绿色化规划思路。

附图说明

图1是本发明的评价流程图；

图2是本发明塔式评价指标体系结构；

图3是本发明模糊层次分析法工作流程图。

具体实施方式：

下面结合实例和附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明提供一种基于模糊层次分析法的城市绿色交通系统评价方法，包括如下步骤：

步骤一：通过对绿色交通系统评价指标收集整理，采用塔式评价指标体系结构，见附图1，最终确定子目标层三个，并确定各子目标层的准则层，包括交通设施C1、服务质量C2、绿色出行C3、交通污染C4和土地利用C5，进而选取合适的评价指标，具体城市绿色交通系统评价指标体系见下表1；

表1通系统评价指标体系

步骤二：根据规划方案、现有交通数据信息以及各评价指标的含义及公式，借助地理信息系统(GIS)、交通规划软件(TRANSCAD)得到各评价指标的值，并根据《城市综合交通体系规划标准》、《城市交通管理评价指标体系(2012版)》《绿色交通示范城市考核标准说明》、《公交都市考核评价指标体系》中的相关指标标准，采用德尔菲法确定各评价指标得分，如下表所示：

规划方案评价指标规划值

步骤三：利用模糊层次分析法对城市绿色交通系统评价指标权重进行计算，具体工作流程如下:

1、基于三标度法构造互补型的模糊隶属度函数μ_M(x)，如下式所示：

2、对绿色设施的8个指标的权重向量，利用隶属度函数建立优先判断矩阵F,F＝(μ_ij)_n×n；

3、利用和法按行求和

则矩阵F的行和分别为r₁＝6.5，r₂＝2.5，r₃＝4.5，r₄＝3.5，r₅＝5.5，r₆＝3.5，r₇＝1.5，r₈＝4.5，

并利用转换公式，将模糊判断矩阵转化为模糊一致性判断矩阵

4、将模糊判断矩阵

进行归一化处理，得到W⁽⁰⁾,即

W₁ ⁽⁰⁾＝(0.1641,0.1016,0.1328，0.1171,0.1484,0.1172,0.0860,0.1328)^T

5、利用转换公式，将模糊一致性判断矩阵

转换为互反型矩阵A＝(a_ij)_n×n；

6、按照迭代公式,求解特征向量W_k+1,具体迭代公式如下式所示：

式中，||W_k||_∞为W_k的无穷范数，初始向量W₀的无穷范数

||W₀||_∞＝max{w₀₁,w_02,···w_0n}＝0.1641

7、利用公式|||W_k+1||_∞-||W_k||_∞|＜0.001，对迭代精度进行判断，经过5次叠加后，得到排序向量

W₁＝(0.1721,0.1012,0.1425,0.1211,0.1463,0.1211,0.0532,0.1425)^T，同理得到绿色服务的3个指标的权重向量W₂＝(0.334,0.443,0.223)^T，绿色出行的2个指标的权重向量W₃＝(0.613,0.387)^T；

8、利用上述方法，确定准则层权重为W_C＝(0.46，0.21,0.2,0.065,0.065)^T；

步骤四：该方案评价体系权重为准则层权重W_C与指标层权重(W₁，W₂，W₃，W₄，W₅)的积，具体数值如下表所示：

规划方案评价权重及加权得分

基于上述分析，规划方案综合得分为88.77分，为第二档，说明该案例的绿色系统规划程度为良好，在公交保有量、道路网级配方便还有待加强；

除此之外，绿色交通系统规划影响因素中，最为重要的因素为绿色交通出行率指标，其次为平均换乘系数，因此在进行绿色交通系统规划时，应着重考虑这两个指标值。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

①获取城市绿色交通系统规划评价体系的评价指标，分析城市绿色交通系统中各影响因素之间的关系，建立系统的层次结构,即目标层、子目标层、准则层和指标层；

②获取各评价指标的数据；

③利用德尔菲法确定评价标准，对评价指标进行打分；

④利用模糊层次分析法确定指标层、准则层权重因子，从而确定综合评价指的权重；

⑤结合权重对多个绿色交通系统建设影响因素进行综合性评价。

2.根据权利要求1所述的基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，其特征在于：所述步骤①根据影响因素建立的层次结构是由下表确定的:

3.根据权利要求1所述的基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，其特征在于：所述步骤③利用德尔菲法确定评价标准，对评价指标进行打分，如下表所示:

4.根据权利要求1所述的基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，其特征在于：所述步骤④利用模糊层次分析法确定指标层、准则层权重因子，确定方案的综合评价指数值的计算公式是：

式中：H表示绿色交通综合评价指数值；w_ci为第i个准则层的权重因子；w_ij为第i个准则层对应的第j个指标的权重因子；Z_ij为准则层i对应的j指标的得分值。

5.根据权利要求1所述的基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，其特征在于：所述步骤⑤的具体实施方法是：将综合评价指数分为四个等级，一次为优秀、良好、一般、较差，评分标准如下表所示：

6.根据权利要求4所述的基于模糊层次分析法的绿色交通系统评价方法，其特征在于：模糊层次分析法的应用分为以下步骤：

S1:基于三标度法构造互补型的模糊隶属度函数μ_M(x)，如下式所示：

S2:利用上述隶属度函数建立优先判断矩阵F,F＝(μ_ij)_n×n；

S3:利用和法按行求和

并利用转换公式，将模糊判断矩阵转化为模糊一致性判断矩阵

具体的转换公式如下式所示：

S4:将模糊判断矩阵

进行归一化处理，得到W⁽⁰⁾,即

S5:将判断矩阵

变为互反型矩阵A＝(a_ij)_n×n，具体转换公式如下所示：

S6:按照迭代公式,求解特征向量W_k+1,具体迭代公式如下式所示：

式中，||W_k||_∞为W_k的无穷范数，初始向量W₀的无穷范数

||W₀||_∞＝max{w₀₁,w₀₂,···w_0n}

S7:利用公式|||W_k+1||_∞-||W_k||_∞|＜Δ，对迭代精度进行判断，若满足上述公式，则||W_k+1||_∞为最大特征值，进行归一化处理后，即可得目标权重W，迭代结束,W计算公式如下式所示；否则直到迭代到最大次数N而结束。

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