關(guān)于高校分校區(qū)交通問題的調(diào)查及其出行方案優(yōu)化設(shè)計的研究——基于層次分析的角度

陸召瑞

（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，江蘇 南京211156）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我國城市化發(fā)展速度不斷加快,城市規(guī)模不斷膨脹,同時,城市形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能也處于不斷演化之中。在此大背景下，許多高校在校區(qū)選址過程中，大多將校區(qū)建在地處較為偏遠(yuǎn)的郊區(qū)，從而影響到師生的正常上班和學(xué)習(xí)生活[1]。

本文正是基于上述考慮，首先對南京某高校分校區(qū)的交通問題進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查包括可供該校學(xué)生外出的出行方式，以及影響選擇這些出行方式的成本、安全、耗時、舒適度等因素[2]。其次，建立層次結(jié)構(gòu)模型，模型包括目標(biāo)層、判斷層、方案層等。然后，根據(jù)問卷統(tǒng)計出的相關(guān)數(shù)據(jù)，將各層對應(yīng)數(shù)據(jù)兩兩比較，得到判斷矩陣并利用Matlab軟件編程求出各矩陣的特征值、特征矩陣。最后，計算出各級要素對總體的綜合重要度，并調(diào)整排序得出最佳出行方式。

1 問題剖析

1.1 分析對象

南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院地處南京市江寧區(qū)祿口鎮(zhèn)，遠(yuǎn)離南京市市中心，地勢問題嚴(yán)重制約了師生的出行，給師生出行帶來不變。根據(jù)實際調(diào)查了解到學(xué)校師生的出行方式主要有公交車、校車、城鄉(xiāng)客車、打車等，而影響學(xué)生選擇這些出行方式的因素主要分為票價、安全、耗時、舒適度等。其中，乘坐城鄉(xiāng)客車是指由某些運營公司在城市和郊區(qū)兩端往返接送乘客的一種出行方式；乘坐校車是指學(xué)校為解決老師上下班和少數(shù)學(xué)生出行而專門組建車隊來接送師生的一種出行方式；打車是指由少數(shù)的正規(guī)公司所有的出租車和私人的黑車共同組成，來接送乘客的一種出行方式。為進(jìn)一步研究每種影響因素在學(xué)生心目的重要性，以及學(xué)生對各種出行方式的綜合評價，我們進(jìn)行了一次問卷調(diào)查，調(diào)查對象主要是該院大一至大三年級的學(xué)生，共調(diào)查了300名學(xué)生。

1.2 分析方法

層次分析法是由美國著名運籌學(xué)家薩蒂于1982年提出，它綜合了人們主觀判斷，是一種簡明、實用的定性分析與定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析與評價的方法。目前，該方法在國內(nèi)已得到廣泛的推廣應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于能源問題分析、科技成果評比、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方案比較等。本文正是運用這種方法，對學(xué)生出行方案進(jìn)行評價排序，得出最佳出行方案。

應(yīng)用層次分析法主要步驟如下：（1）將復(fù)雜問題所涉及的因素分成若干層次，建立多級遞階的層次結(jié)構(gòu)模型（目標(biāo)層、判斷層、方案層）。（2）標(biāo)度及描述。同一層次任意兩因素進(jìn)行重要性比較時，對它們的重要性之比做出判斷，給予量化。（3）對同屬一層次的各要素以上一級的要素為準(zhǔn)則進(jìn)行兩兩比較，根據(jù)評價尺度確定其相對重要度，據(jù)此構(gòu)建判斷矩陣A。（4）計算判斷矩陣的特征向量，以此確定各層要素的相對重要度（權(quán)重）。（5）最后通過綜合重要度（權(quán)重）的計算，按照最大權(quán)重原則，確定最優(yōu)方案。（6）一致性檢驗。一致性指標(biāo)為一般認(rèn)為CIfflt;0.1、CRfflt;0.1時，判斷矩陣的一致性可以接受，否則重新兩兩進(jìn)行比較[3]。

1.3 分析結(jié)論

首先，我們通過問卷調(diào)查得到四種出行方案和其對應(yīng)四種影響出行因素的相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容如下：對于出行方案的選擇，各因素在師生心中的重要度分別為價格占35%、耗時占41%、舒適度占18%、安全占6%；對于價格因素而言，選擇乘坐公交車的占4%、城際客車占10%、打車占80%、校車占6%；對于耗時因素而言，選擇乘坐公交車的占92%、城際客車占4%、打車占1%、校車占3%；對于舒適因素而言，選擇乘坐公交車的占8%、城際客車占16%、打車占46%、校車占30%；對于安全因素而言，選擇乘坐公交車的占15%、城際客車占16%、打車占15%、校車占54%。

我們根據(jù)上述數(shù)據(jù)建立如下層次模型：

其次，根據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型將圖中各因素兩兩進(jìn)行判斷與比較，構(gòu)造判斷矩陣。構(gòu)造方法是：將對應(yīng)的兩個元素所占比例相除得到這兩個元素之間相比較的重要程度，例如判斷矩陣A-B中第一行第二列數(shù)據(jù)0.85就是由選擇因素B1價格所占百分比35%除以選擇因素B2耗時所占百分比41%得到的（四舍五入保留兩位小數(shù)），而第二行第一列的數(shù)據(jù)則為此數(shù)據(jù)的倒數(shù)，其他各數(shù)據(jù)均是按照這樣的方法得到的。判斷矩陣為：

對于出行方案選擇，判斷層各因素的相對重要性矩陣：

對于價格因素，各方案的相對重要性矩陣：

對于耗時因素，各方案的相對重要性矩陣：

對于舒適度因素，各方案的相對重要性矩陣：

對于安全因素，各方案的相對重要性矩陣：

然后，利用Matlab軟件計算各判斷矩陣的特征值、特征向量并進(jìn)行一致性檢驗，計算結(jié)果為：矩陣A-B的特征矩陣為[0.3472 0.4118 0.1806 0.0604]T，CI=-0.0042，CR=-0.0046通過一致性檢驗；矩陣B1-C的特征矩陣為[0.4722 0.1889 0.0236 0.3153]T，CI=5.6226e-004，CR=6.2474e-004通過一致性檢驗；矩陣B2-C的特征矩陣[0.0067 0.1569 0.6278 0.2086]T，CI=-0.0076，CR=-0.0085通過一致性檢驗；矩陣B3-C的特征矩陣為[0.0794 0.1608 0.4585 0.3013]T，CI=-0.0070，CR=-0.0078通過一致性檢驗；矩陣B4-C的特征矩陣為[0.1502 0.1605 0.1502 0.5392]T，CI=0.0033，CR=0.0037通過一致性檢驗。

最后，根據(jù)所得的各層次的特征矩陣可得表1：

表1

方案C1的重要度為0.3472×0.4722+0.4118×0.0067+0.1806×0.0794+0.0604×0.1502=0.19，其他方案也可依次得出。由數(shù)據(jù)可知，方案C1乘公交車、C2乘坐城際客車的重要度比較接近分別為0.19和0.17，方案C3打車的重要度最高為0.36，C4乘校車的重要度其次為0.28。此外，根據(jù)實際調(diào)查，該校師生由學(xué)校前往南京市中心占84%，所以本文主要討論從學(xué)校到南京市中心這一出行路線。而出行的方式主要為上述四種出行方式到中轉(zhuǎn)站，再到南京市中心，但是所到達(dá)的中轉(zhuǎn)站各不相同。因此，根據(jù)前期調(diào)查的數(shù)據(jù)可知：方案C1乘公交車到河定橋地鐵站占全程的61.4%，方案C2乘坐城際客車到中華門地鐵站占全程的92.2%，方案C3打車到百家湖地鐵站占全程的57.1%，方案C4乘校車到南航將軍路校區(qū)占全程的74.9%，而乘坐地鐵的重要度為0.5。本文認(rèn)為各方式的重要度與行駛距離為簡單的線性關(guān)系，所以計算得：方案C1為0.614×0.19+(1-0.614)×0.5=0.31，同樣地方案C2為0.20，方案C3為0.42，方案C4為0.36。最終，四種方案的優(yōu)劣排序為C3、C4、C1、C2，最佳的出行方案為C3打車到百家湖地鐵站然后乘地鐵到南京市中心。

2 結(jié)語

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市各功能區(qū)劃分的轉(zhuǎn)變，高校分校區(qū)選址偏遠(yuǎn)郊區(qū)已成為事實，而由此帶來的師生出行問題難以避免。本文正是基于此，實際調(diào)查南京某高校的出行情況。通過運用層次分析的方法，對四種方案進(jìn)行綜合評價，最終得到最佳的出行方案為打車到百家湖地鐵站然后乘地鐵到南京市中心，其次是乘坐校車到本部然后轉(zhuǎn)地鐵到南京市中心。本文所得的結(jié)論可供學(xué)生出行時參考，以此來方便優(yōu)化學(xué)生出行。

［1］付加鋒.城鄉(xiāng)結(jié)合部交通優(yōu)化機制及其規(guī)劃設(shè)想[J].城市,2002(01).

［2］鄭常龍,等.城市居民出行方式選擇影響因素分析[J].中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊,2012(36).

［3］徐俊,劉娜.層次分析法的基本思想與實際應(yīng)用[J].情報探索,2008(12).