基于層次分析法研究出行方式對拉薩市環(huán)境的影響

黃京金 胡冉 程剛

摘 要 以拉薩市為例，應用層次分析法研究私家車、公共汽車、步行、共享單車這四種出行方式對拉薩市環(huán)境污染的影響，為未來拉薩市綠色交通規(guī)劃提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 層次分析法;出行方式;MATLAB

引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的出行方式更加多樣化，人們出行方式的不同對城市環(huán)境的影響也有所不同，并且由世界上的城市發(fā)展經(jīng)驗表明，發(fā)展迅速的城市，其城市交通系統(tǒng)會對城市環(huán)境造成非常嚴重的污染。

拉薩市位于青藏高原的中部，喜馬拉雅山脈的北側(cè)，處于雅魯藏布江支流拉薩河中游的河谷平原[1]。拉薩市的生態(tài)環(huán)境脆弱，有著典型的高原地區(qū)特征。并且交通基礎(chǔ)設(shè)施總量不足，交通設(shè)施技術(shù)標準偏低，空間地域布局不合理。不同的出行方式會對城市環(huán)境造成不同的影響，本文就拉薩市市民的出行方式對拉薩市環(huán)境的影響進行研究。

1層次分析模型的構(gòu)建

層次分析法，簡稱AHP，是指將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進行定量和定性分析的決策方法。一個典型的層次分析法結(jié)構(gòu)圖含有方案層、準則層和目標層，在層次分析法的結(jié)構(gòu)圖中，假設(shè)滿足這兩個條件[2]：

同一層次的各個因素之間不存在相互影響;

同一層的各因素從屬于上一層的諸因素同時又支配下一層的諸因素。

運用層次分析法解決實際問題的步驟為：

分析問題建立目標成、準則層、方案層的層次結(jié)構(gòu)模型;

依據(jù)9尺度對重要性程度按照1—9賦值[3]，構(gòu)造判斷矩陣;

層次單排序并做一致性檢驗。采用特征根法計算判斷矩陣各因素針對其準則的相對權(quán)向量，對應于判斷矩陣最大特征根 的特征向量，經(jīng)過歸一化后記為W，即W的元素為同一層次元素對于上一層因素某因素相對重要性的排序權(quán)值。因考慮到一致性的偏離可能是由于隨機原因造成的，因此在檢驗判斷矩陣是否具有滿意的一致性的時候，需將CI和隨機一致性指標RI進行比較，得到檢驗系數(shù)CR。

（1）層次總排序。計算從目標層到達方案層的層次總排序，采用如下公式：

（2）層次總排序的一致性檢驗?？倢哟闻判虻囊恢滦詸z驗，假定層次總排序一共n層，第i層m個因素對第i-1層的p的準則的層次單排序的一致性指標為CIp，隨機一致性指標為RIp，故層次總排序的一致性比率可以采用如下公式：

2案例分析

2.1 層次結(jié)構(gòu)建立

拉薩市市民現(xiàn)有主要出行方式為私家車、公共汽車，步行，同時引入內(nèi)地盛行的共享單車，作為拉薩市居民未來的主要出行方式。這些出行方式對環(huán)境的影響主要分為對大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、人文景觀的影響，作為準則層。

假設(shè)出行方式對環(huán)境的影響：大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、人文景觀這五個準則層分別記為：A1，A2，A3，A4，A5。方案層中的四種出行方式：私家車、公共汽車，步行，共享單車分別記為B1，B2，B3，B4。根據(jù)層次分析法對影響環(huán)境的出行方式的因素進行歸納，得到層次結(jié)構(gòu)如如圖1：

2.2 判斷矩陣的確立

通過網(wǎng)上資料搜尋，圖書查閱，問卷調(diào)查的方式，結(jié)合專家意見對準則層的五個因素兩兩比較其重要性程度，對重要性程度按照1—9賦值，從而構(gòu)造出判別矩陣A。結(jié)合專家意見和資料查詢以及問卷調(diào)查的方式，得到判別矩陣A，如表1：

根據(jù)同判斷矩陣A確立的相似方法，構(gòu)造準則層因素與方案層因素的判斷矩陣。分別記方案層對準則層的大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、人文景觀的判斷矩陣為：M1、M2、M3、M4、M5，根據(jù)問卷調(diào)查和專家問詢得到判斷矩陣Mn，如表2。

2.3 計算結(jié)果與分析

通過數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB進行最大特征根λmax和權(quán)向量W的求解，并且進行一致性比例的檢驗。得到檢驗系數(shù)CR皆滿足：CR<0.1，權(quán)向量如下表3：

由表3可知，私家車、公共汽車、步行、共享單車四種出行對未來環(huán)境產(chǎn)生污染影響最大的是私家車，其次是公共汽車，步行和共享單車對未來環(huán)境污染的影響是最小的。由此可知，在對拉薩市的交通進行規(guī)劃時，應當注重減少市民乘坐私家車出行的比例，增加市民乘坐公共汽車出行的比例，并通過合理增加步行通道和非機動車的行駛道路以及引進共享單車來鼓勵市民以步行和共享單車的方式進行出行，基于此對拉薩市未來的交通進行合理規(guī)劃。

3結(jié)束語

城市的發(fā)展離不開交通，交通的發(fā)展加快了拉薩市城市的經(jīng)濟發(fā)展速度，步行和共享單車的盛行有利于拉薩市自然環(huán)境和人文環(huán)境的保護，同時有利于改善拉薩市交通擁堵的現(xiàn)狀，同時交通發(fā)展在高原上還處于初級階段，在此階段就拉薩市的交通進行合理規(guī)劃和對拉薩市市民的出行方式進行正確合理的引導，對拉薩市交通的發(fā)展和環(huán)境的保護有重要的意義。

參考文獻

[1] 陳晶華.拉薩市公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃研究[D].天津：天津大學，2009.

[2] 舒孝珍.層次分析法在出行方式選擇中的應用研究[J].太原學院學報：自然科學版，2020（1）：41-46.

[3] 趙靜，但琦.數(shù)學建模與數(shù)學實驗（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2014：8.

作者簡介

黃京金（1999-），男，山東煙臺人;學歷：本科生，西藏大學在讀，研究方向：交通運輸。