基于FAHP的山地城市快速路客貨分離組織效果評估

張磊剛 朱旺 余彪 李夢寒

摘 要：為了對山地城市快速路客貨分離組織方案進行優化，本文基于通行效率、道路安全和經濟效益三個方面建立了評價指標體系。完善傳統層次分析法的缺點，提出了三角FAHP法的客貨分離組織選擇評價方法，得出了最優的客貨分離組織方案。

關鍵詞：三角模糊評價;客貨分離;山地城市

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A

0 引言

客貨混行交通流中，不同車型車輛之間的相互干擾性較大，干擾行駛特性隨時間變化呈無序性。這種不穩定的間斷交通流降低了道路安全性，使車輛間易發生刮擦、追尾等交通事故。同時，客運車輛與貨運車輛形成的不同特性交通流之間也具有不同的交通流特性，這種交通流特性差異會影響道路的通行效率。采用客貨分離的交通管制方式，可使不同種類的交通流各行其道，以消除道路客、貨車混行造成的對交通的不利影響。所以，對山地城市快速路客貨分離組織效果進行評價是非常迫切且必要的。

1 指標體系的構建與篩選

為使評價指標能夠全面合理地反映山地城市快速路客貨分離組織效果的實際情況，在具體確定評價指標時，通過分析國內外綜合評價成果和行業專家意見，選取了一級指標3個，分別為道路安全、通行效率、經濟效益，二級指標9個，分別為平均車速、平均延誤、平均車頭時距、車速離散系數、換道次數、平均換道時間、養護費用、改造費用、延誤費用。

2 評價模型與方法

本文選擇了三角FAHP法作為評價方法。采用三角模糊數計算得到的評估指標的權重，可以弱化主觀判斷模糊性的影響，使得獲得評估指標權重能夠更加貼近客觀事實。

2.1 構造三角模糊判斷矩陣

采用專家系統分析法收集專家意見，根據各有效專家意見的打分情況，建立該層次指標的平均比較矩陣Ar。根據平均矩陣Ar中各元素數值攜帶的傾向性信息，用簡化三角模糊數來代替各比值，進而據此構造出相應的簡化三角模糊判斷矩陣利用三角模糊數代替與之對應的簡化三角模糊數，可以構造三角模糊判斷矩陣。

2.2 求解單層指標權重

根據上述得到的三角模糊矩陣，計算各個因素的綜合模糊度。設Mij是表示因素i相對因素j在三角模糊矩陣中的數值，則第i個因素的綜合模糊度為下式所示：

通過上式計算即可得到各因素的綜合模糊度，假設，則和分別為兩個因素的綜合模糊度，P1≥P2的可能度可定義為：

其中兩個三角形相交部分表示模糊判斷的置信度，其值可以用來表示，同理，根據上式可以求得如下的可能度矩陣：

當表示當前層中因素i的權重分量，則當前層評估指標的權向量則wo可以表示為，其值可以通過公式計算求得：

對權向量wo進行歸一化處理后，可得：

通過上述步驟可以計算出單層指標權重的大小。

2.3 綜合權重計算

采用遞階加權求和的方法對各層權重進行組合，得到各因素相對于目標層的組合排序權重，權重數值越大，則說明該因素的重要性程度越大。

3 實例分析

3.1 數據統計和標準化處理

（1）方案統計。7種待評價的組織方案如下圖3.1所示。

（2）數據統計與處理。對于經濟效益評價指標，本文主要通過參考現有文獻得到完整的評價指標數據統計表。數據標準化處理由于各項指標的計量單位并不統一，在進行方案評價前，需先對實驗數據進行標準化處理，即把指標的絕對值轉化為相對值，從而解決各項不同質指標值的同質化問題。由于正向指標和負向指標數值代表的含義不同：正向指標數值越高越好，負向指標數值越低越好。因此，對于不同指標要用不同的算法進行數據標準化處理。

3.2 指標權重計算

根據基于三角模糊數的層次分析法，計算指標體系的各個指標權重。以準則層為例，對專家調查問卷進行收集整理，得到專家意見匯總。

根據指標權重確定方法，根據專家意見確定出準則層的簡化三角模糊矩陣，當相應簡化三角模糊矩陣滿足一致性要求后，將三角模糊數代入其中構造三角模糊判斷矩陣，求得綜合模糊度和準則層指標權重和三角模糊矩陣。

按照上面的方法，可計算不同準則層下各個指標的權重，再結合準則層權重進行加權求和，確定綜合權重，以此類推，計算出指標體系各因素的綜合權重。

3.3 評價結果與分析

根據指標綜合權重和標準化后的數據可得包括改路現狀在內的8個客貨分離方案綜合得分表，綜合得分方案最高的，即為本路段客貨分離最優方案。

根據表3.1可知，方案2的綜合得分為0.946高于其他客貨分離方案，因此在需要實施客貨分離管理措施可按照方案2進行客貨分離管理。

4 結語

本文科學合理地選取了FAHP評價方法對客貨分離組織的7種方案進行了評價。采用三角模糊數計算得到的評估指標的權重，三角模糊數可以弱化主觀判斷模糊性的影響，使得獲得評估指標權重能夠更加貼近客觀事實，最終得到，方案二是比較好的選擇。

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