基于模糊多層次綜合評價法的高速公路交通量預測評價方法研究

劉雄偉

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

隨著我國經濟社會的快速發展，國家加大了對道路交通運輸業的發展力度，特別是對高速公路的發展給予積極的政策支持。截至2014年底，我國大陸高速公路通車里程達到11.195萬km。然而，隨著我國交通需求的快速增長，道路交通量日趨飽和，服務水平明顯降低，亟需提升高速公路的供給能力。

在高速公路設計中，交通量預測直接決定高速公路技術指標是否科學合理，具有重要的理論和現實意義。當前預測交通量的主要方法是四階段法，但實際中因交通量預測方案的不合理導致交通量的預測值和實際值存在較大誤差。本文針對高速公路交通量特性，構建交通量預測的評價指標體系，并運用模糊多層次綜合評價法進行評價，探析交通量預測的科學合理性，為交通量預測提供科學依據。

1 構建評價指標體系

本文針對當前高速公路交通量預測通用的四階段法，以科學性、全面性、可操作性為原則，通過科學探析其預測流程，建立指標體系。主要包括社會經濟調查、交通運輸調查、預測過程和其他原因4個方面，具體如下所示：

a）社會經濟調查 主要包括調查方法的地區適應性、經濟統計數據的時效性和經濟結構調整的研究程度3個方面。

b）交通運輸調查 主要包括OD現狀數據準確性、公路網現狀研究程度和公路網規劃研究程度3個方面。

c）預測過程 （a）四階段法問題，主要指在交通分配階段，交通分配是交通量按照費用、行駛時間等條件在路網中進行分配，該指標主要評價是否將影響出行者決策的因素盡可能地考慮全面[1]；（b）預測模型參數的準確性；（c）預測模型適用性；（d）趨勢交通量研究程度，主要指與趨勢交通量關系密切的社會經濟增長預測；（e）誘增交通量的滯后性：誘增交通量的形成包括逐步形成階段、快速增長階段和相對穩定階段，本指標主要考察誘增交通量預測對高速公路立項、施工、竣工、通車的時間把握程度；（f）轉移交通量轉移率的準確性[2]。

d）其他原因 （a）人為因素，主要指為使得項目審批通過，對交通量預測值做人為調整[3]；（b）模型本身的系統誤差；（c）不可預見因素：主要評價如金融危機等導致未來年交通量出現較大變化的因素。

2 確定指標權重

層次分析法（AHP法）是一種定性定量相結合的決策方法，此處主要用于對下一步權數向量的確定。具體步驟如下。

a）構造層次分析結構，如圖1所示。

b）構造判斷矩陣。本文采用九分位比率表，采用成對比較的方法來構建判斷矩陣。

c）層次排序。可以通過和積法或方根法進行求解，再進行一致性檢驗。只要保證最終的隨機一致性比率CR小于0.1，即認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就需要調整判斷矩陣，直到達到要求。

圖1 評價指標體系

3 模糊綜合評判

3.1 確定評價因素和評價等級

設 U={u1，u2，……，um}為高速公路交通量預測的m種因素，m為評價因素的個數，由圖1中評價指標體系決定。

V={v1，v2，……，vn}為某一種因素所處的狀態的n種評價等級，一般劃分為3～5個等級。

3.2 構造判斷矩陣和確定權值

權重由上述的AHP法確定，且每一個因素被評為某種評價等級可以用隸屬度函數表示，將其寫成矩陣形式如式(1)：

3.3 進行模糊合成和做出決策

此處涉及的因素較多，為了綜合考慮各個因素對評價結果的影響，需進行二級綜合模糊評判。其中：

一級模糊評判表達式為：Bi=Ai×Ri，一級模糊評判矩陣為 R=[B1，B2，…，Bn]T。

二級綜合評判向量的表達式為B=A×R，最后按照隸屬度最大原則確定最終的評價等級[4]。

4 實例驗證

本文以太原東山過境改擴建高速公路為例，運用模糊多層次綜合評價法進行評價，經過計算得到的權重如表1所示。

表1 指標權重及評價等級

根據 Bi=Ai×Ri，，一級模糊評判矩陣為：

二級綜合評判向量為：B=A×R=[0.22 0.22 0.440.18 0.15 0.13].

根據隸屬度最大原則，該項目交通量預測評價結果為較好。

5 結論

高速公路交通量預測評價涉及因素眾多，建立一套科學合理的評價指標體系和評價方法可有效提高預測精度。本文從高速公路交通量預測實際出發，建立合適的評價指標體系，運用模糊多層次綜合評價法進行評價并取得了較好的效果，對工程項目具有一定的借鑒意義。