基于层次分析法评价地铁对郑州交通的影响

闫鹏飞 姚 坤

(郑州大学水利与环境学院，河南郑州 450001)

0 引言

随着城市经济的迅猛发展，城市交通拥堵日趋严重已经成为一个普遍现象，尤其是在郑州这样一个高人口密度的国家一级城市。现有的交通越来越不能满足市民对交通方式的更高要求，城市交通供应与需求矛盾日益突出。具有系统运量大、快速安全、准时到发的运营特点以及高效能、无污染的运输特点的交通轨道受到各大城市的青睐，成为解决交通拥堵问题的首选。2009年2月，郑州地铁1，2号线正式获得国务院批准。从此，郑州进入了地铁建设的高速时代。

1 前提假设

1)在地铁修建之前，市民出行方式全部为公交方式;2)假设1，2号线的平均站点载流量相等。

2 地铁所能缓解交通压力的能力

根据设计的1号线行车计划初期客流量，可以根据假设中“1号线和2号线的平均站点载流量相等”来预测2号线的日载客量Z2，则2号线的日载客量Z2表示为:

则用地铁总的日载客量与地铁未建成之前总的交通载客量(公交日载客量)之比α来表示地铁建成之后所能缓解的交通压力的能力:

式中:Z1——1号线行车计划初期客流量;

Z2——2号线的日载客量;

Zg——公交车日载客量;

α——地铁所能缓解交通压力的能力;

S1——1号线站点个数;

S2——2号线站点个数。

根据设计的1号线行车计划初期客流量Z1=84．2万人次/d，1，2号线的规划站点分别是22个，16个，则预测2号线建成后的客流量:

搜查数据，得到2011年10月份的公交车客流量为209．7万人次/d，现将数据列表如表1所示。

表1 客流量数据列表 万人次/d

由此可以求出地铁在建成之后将缓解的交通压力α:

由此可以看出，地铁1号线，2号线在建成之后将承担所有客流量的69．3%，这将大大缓解城市的交通压力。

3 层次分析法比较方案的优越性

层次分析法［1，2］将复杂的问题层次化，根据问题和要达到的目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，它是一种定性与定量相结合的系统化、层次化的分析方法，适用于较为复杂、较为模糊且难以完全用定量进行分析的决策问题。

第一步:确定目标层。

目标层为郑州市轨道交通建设对郑州交通产生的影响，准则层依次为居民乘车的便捷性，出行方式的经济性，乘坐时的安全性以及交通方式的环保性。

层次结构示意图如图1所示。

图1 层次结构示意图

目标层A:郑州市轨道交通对城市交通的影响。

准则层:B1:便捷;B2:经济;B3:安全;B4:环境。

决策方案:P1:只有公交;P2:公交与地铁共同服务。

第二步:建立判断矩阵。

对于评价目标而言，权重系数是评价指标之间相对重要程度的体现。利用层次分析法求得各指标权重。采取对同一层的因素进行两两比较的办法来建立判断矩阵，进而确定各指标的权重。为了使各个标准下，各方案两两比较以求得其相对权重，我们引入了相对重要性的指标，如表2所示。

表2 重要性标度含义表

根据郑州交通实际情况，权衡多种因素，利用专家打分法对评价指标进行打分，得到成对比较矩阵A:

第三步:计算与检验。

成对比较矩阵A的最大特征值是λ=4．033 7(用matlab计算)，则一致性指标:

查表可知:随机一致性指标RI=0．90。

一致性比率:

符合一致性检验的标准，说明A是一致矩阵，所以w可作为权向量。

λ对应的特征向量:

B1，B2，B3，B4的最大特征根分别为:

对应的特征向量为:

显然，0．220 ＜0．779，据此可以看出 P2(方案二)比 P1(方案一)优越很多，即公交与地铁并行对郑州地铁产生了深远且不可估量的好处。对城市的发展，居民生活的改善起到了举足轻重的作用。

4 结果与分析

在假设的前提下可以知道，1号，2号地铁建成后将能缓解69．3%的交通压力，这对将来郑州市市民的出行产生巨大的便利。在对比郑州市的主要交通方式中，是只有公交车和公交与地铁哪个更有利的时候，采用了层次分析方法，从这两个方案的对比中，可以看出地铁建成后无论是对居民出行的便利性、安全性，还是经济性、环保性都起到了非常重要而深远的影响。

［1］胡 华．层次分析法在旅游综合决策中的应用［J］．宁夏大学学报(自然科学版)，2003，24(4):333-334．

［2］司守奎，孙玺菁．数学建模算法与应用［M］．北京:国防工业出版社，2011:351-355．