基于物元分析法的城市公共交通系統綜合評價

摘 要：城市公共交通在解決城市交通擁擠問題，促進城市交通可持續發展等方面發揮著不可替代的重要作用。對城市公共交通系統的綜合評價，已成為國內外學者的重要研究課題。本文將物元分析法應用于城市公共交通系統綜合評價，構建合理可行的城市公共交通綜合評價指標體系，建立物元分析模型，并對評價結果進行分析，提出針對性的改進意見。

關鍵詞：物元分析法 城市公共交通 指標體系 綜合評價

引 言

城市交通問題越來越成為制約社會發展的瓶頸問題。城市公共交通系統評價為公共交通系統的發展指明了方向，能夠有效緩解城市交通擁堵。為政府規劃調控、優化公共交通、加強對公共交通企業經營和服務質量的監管提供理論指導，從而有效推進公交優先發展。

1.物元理論

物元是描述事物基本元素的簡稱。物元分析是由物元分析理論演化而來的一種分析方法，將不相容問題轉化成相容問題，從而以定量化的結果來表示綜合評價的結果。基本概念如下：

（1）物元

物元的表達形式為R=（S，C，X），其中，S表示事物；C表示事物特征的名稱；X表示事物關于特征所取的量值[4]。

（2）物元矩陣

若一個事物S有n個特征c1，c2，……，cn，相應的量值為x1，x2，……，xn，則稱它為n維物元。

（3）經典域

經典域對象物元矩陣表示為，式中表示標準對象S關于特征ci的量值范圍。

（4）關聯函數公式

關聯函數表示物元的量值取值不同時，物元符合要求的取值范圍程度。由于不同指標的量綱不同，期望值也不同，因此關聯函數也不同，設關聯函數為線性函數，計算如下：

2.城市公共交通系統的評價指標體系研究

城市公共交通系統是一個復雜的有機系統，為了全面客觀了解城市公共交通系統的現狀水平和發展動態，本文采用層次分析法從網絡結構、服務水平、經濟效益水平三個方面來構建城市公共交通系統綜合評價的指標體系[5]。

（1）路網結構：路網結構是城市公共交通的基礎，主要指公共交通系統的線路技術性能，評價指標主要有線網密度、運行速度、線路重復系數、線路覆蓋率、線路客運能力。

（2）服務水平：城市公共交通的服務水平反映了城市居民對公交出行的滿意程度，主要包括平均換乘系數、出行平均耗時、萬車事故率、車輛更新率、行車正點率。

（3）經濟效益水平：城市公共交通雖然具有一定的公益性，但也要兼顧經濟效益，其經濟效益水平包括公共交通分擔率、年乘公交次數、滿載率、車輛擁有率、百公里成本。

3.城市公共交通系統評價等級的確定

為了評價結果的科學合理性，依據模糊隸屬度最大原則，對城市公共交通的綜合評價劃分等級標準。參照《城市常規公共交通系統的優化模型與評價方法》將城市公共交通系統綜合評價的等級分為五級，每一級對應相應的綜合關聯度[6]。如下表所示。

根據上表中的評定等級標準，綜合關聯度k（S）的值在哪個區間范圍內，城市公共交通系統現狀水平就屬于該取值范圍對應的評價級別。

4.物元分析模型評價的基本步驟

利用物元分析模型進行城市公共交通系統的綜合評價時，首先要確定物元即城市公共交通系統，然后對評價指標體系的現狀值進行標準化處理求得權系數，構造關聯函數，并代入數據進行計算，從而得到整個城市公共交通系統的綜合關聯度。基本步驟如下所述：

（1）確定物元矩陣

將城市公共交通系統的等級記為事物S，把評價指標體系中的15個指標，看成是特征；關于特征C的量值，記為，則物元為式中，xi為S關于ci的量值。

（2）確定經典域對象物元矩陣

確定評價指標體系中各個指標的量值范圍，從而確定經典域對象物元矩陣，式中，表示標準對象S關于特征ci的量值范圍。

（3）確定關聯函數

關聯函數表示物元的量值取值不同時，物元符合要求的取值范圍程度。由于不同指標的量綱不同，期望值也不同，因此關聯函數也不同，設關聯函數為線性函數，計算如上文所示。

（4）確定權系數

指標的權重是指標重要程度的量度，在綜合評價時必須確定各個指標的權系數，但是由于各個指標的量綱、數值范圍的不同，不能進行直接比較，因此必須對采集的數據先進行標準化處理。這里采用Z-score法對指標數據進行標準化處理，計算過程如下：

其中，Zij為標準化處理值。

權系數w的計算采用熵賦權法，計算如下：

其中，wi為權系數。

（5）確定評定等級

由物元分析理論可知，物元分析將多指標評價轉化為單指標評價，城市公共交通評價的綜合關聯度為，其中wi為權系數，k（xi）為每個評價指標的關聯度。

5.結論

本文闡述了物元分析理論并建立了城市公共交通綜合評價的指標體系。通過理論分析建立了基于物元分析模型的城市公共交通系統綜合評價模型，并給出了求解模型的具體步驟，得出城市公共交通評價的綜合關聯度，最終確定城市公共交通系統綜合評價等級。根據評價等級反映出城市公共交通系統的現狀水平和發展前景，為公共交通系統的改進提供參考依據。

參考文獻：

[1] 王煒編著.交通工程學[M].東南大學出版社，2000.

[2] 胡啟洲著，城市常規公共交通系統的優化模型和評價方法[M].科學出版社，2009.

[3] 陸化普著.交通規劃理論與方法[M].清華大學出版社，2006.

[4] 蔡文著.物元模型及其應用[M].科學技術文獻出版社，1994.

[5] 夏雪.城市公共交通評價指標體系研究[D].東南大學，2007.

[6] 匡星.城市常規公共交通服務水平評價研究[D].吉林大學，2004.

作者簡介：魏超（1989.05—），男，山東棗莊人，學歷：碩士，研究方向：區域及城市交通系統規劃理論與方法。