一种基于相似度的信息管理系统评价方法

傅间莲

(广东理工职业学院;国家开放大学南海实验学院)

0 引言

系统评价在信息管理系统设计与实现中具有举足轻重的作用，是对新开发的或改建的系统根据预定的系统目标，用系统分析的方法，从技术、经济、社会、生态等方面对系统设计的各种方案进行评审和选择.

道路交通信息管理系统具有以下独特的性质:(1)系统评价的过程性.(2)系统评价指标的依赖性.(3)系统评价的制度约束性.

道路交通信息管理系统评价的上述独特特征使得其评价体系指标在选择构建的过程中，需要结合系统论的基本思想，系统评价指标体系构建可以采用结构分析法等常用方法［1］.

该文以佛山市道路交通信息管理系统为例，对其进行评价，综合考虑管理的因素、设备的因素、人员的因素及环境的因素等，此外，还综合考虑了不同地区和单位的系统使用状况，对道路交通信息管理系统进行综合、系统、全面的评价.

1 评价指标构建分析

1.1 人口指标值的获取

如果人口的增长率基本不变或变化不大，可以采用增长系数法来预测.

式中:Pin为i区第n年的人口数;Pi0为i区基年人口数;n为预测年份数;Ki为i区年均增长率，它是考虑国家计划生育政策后得到的人口自然增长率，包括迁移之净增长率［2］.

增长率法思路明确、操作简单，但较为粗糙.若要得到较为精确的预测模型，可以采用参数变动模型.即在Roger.A提出的群体生存模型的基础上，在假设出生率和迁移率不变的情况下，着重考虑生存率的变化，给出一个单区域分年龄的人口预测模型［3］.

1.2 经济指标值的获取

现状年份经济指标值的获取可直接通过调查来实现，也可通过历史年份既有的经济资料，采用一定科学、合理的模型进行推算.未来年份经济指标值的获取只能通过预测来得到.

1.3 车辆拥有量指标值的获取

现状年份综合车辆拥有量指标值的获取可以已有的车辆拥有量数据为基础，折算成综合车辆拥有量指标，再进行模拟年份综合车辆拥有量指标值的预测.通常可采用指数平滑法.

1.4 小区之间出行阻抗指标值的获取

如前所述，出行者选择路径主要取决于行驶时间和费用及交通负荷.很多规划工作中使用《公路技术经济指标》第二次修订版中规定的汽车运输成本计算公式来求算阻抗:

式中:F为路段阻抗;s为路段平均车速(km/h).

平均车速与交通量的关系式也采用《公路技术经济指标》第二次修订版中的公式，对于高速公路及一级公路使用公式(3)，其它等级的公路使用公式(4):

式中:V—路段交通量(辆 /昼夜);a、b—与公路技术等级有关的参数见表1.

表1 车速与交通量关系式中参数取值表

2 基于相似度的评价模型

2.1 模拟模型建立的思想

在获得了主要影响因素模拟年份的指标值之后，就可根据历史年份的OD数据，经过回归分析，拟合OD产生的规律，并据之进行模拟年份(现状或未来)OD数据的推算.

(1)通过建立历史两个年份实测OD发生吸引、分布相对变化状况与前述相关因素的相对变化状况的关系，推算模拟年份OD产生吸引、分布的相对变化状况.

(2)认为OD量的形成分为两阶段，首先由各个小区在各种影响因素作用下形成一定的OD产生、吸引量，然后根据发生源、吸引源的发生、吸引量，以及OD对之间的阻抗形成最终的OD量.

(3)认为模拟年份(现状或未来)的OD小区的OD发生、吸引数据是受OD小区各种影响因素的综合作用形成的，因而可在往年OD发生、吸引数据的基础上，考虑OD小区各影响因素的发展变化情况的作用求得.

2.2 模拟模型的建立

根据以上思想，分别建立两阶段模拟模型如下:

(1)各OD对之间的OD量模拟模型

式中:Bij为i区到j区的OD量相对基年OD量的变化系数;BUi为i区OD发生量相对基年发生量的变化系数;BVj为j区OD吸引量相对基年吸引量的变化系数;BDij为i区至j区之间交通阻抗相对基年交通阻抗的变化系数、α、β、γ、φ为待定系数.

式中:Tij'为基年的i区到j区的OD量;Tij为模拟年的i区到j区的OD量;Gi'为基年的i区OD发生量;Gi为模拟年的i区OD发生量;Aj'为基年的j区OD吸引量;Aj为模拟年的j区OD吸引量;Dij'为基年的i区至j区之间交通阻抗;Dij为模拟基年的i区至j区之间交通阻抗.

公式中的BUi和BVj根据下面的模型得到，BDij则根据路网用最短路法计算得到.

(2)OD源发生、吸引量模拟模型

式中BUi为i区的OD发生、吸引变化系数;fpi为i区人口变化系数;fei为i区经济变化系数;fvi为i区车辆拥有量变化系数;fdi为i区交通阻抗变化系数;F为描述OD发生、吸引量变化的函数关系.式中 fpi、fei、fvi和 fdi定义如下:

pi'，pi，ei'，ei，vi'，vi，di'，di分别表示基年与模拟年的人口、经济、车辆拥有量以及交通阻抗.

F函数的形式可以取线性关系:

式中 a0，a1，a2，a3，a4为待定系数.

2.3 相似度评价方法

相似度法是以若干有代表性的道路交通信息管理系统评判指标为尺度，给定各指标的评价标准值，运用模糊综合评判原理，得出某一阶段的系统效果指标与标准的相似度，据以评判该阶段系统效果优劣的一种方法.基本计算步骤为:

(1)确定评判指标

反映佛山市道路交通信息采、处、发管理系统评价效果的指标有很多，采用该方法进行评判时一般选择4～6个基本指标.需要注意的是，评判指标选择好之后，就应固定下来，以便各阶段的系统使用效果评判具有可比性.

(2)建立评判指标集

评判指标集可表示为如下形式:u={u1，u2，…，un}.

(3)确定评判等级

将评价等级分为5级，分别是很好、好、一般、较差、差，用集合表示为:v={v1，v2，v3，v4，v5}.

(4)确定各评价指标 ui(i=1，2，...，n)的隶属度.

以国际惯例、行业标准或调控目标值作为评价标准值，依据模糊集的隶属原则，建立隶属函数表达式，用来确定各因素ui的隶属度:

式中μ(x)为隶属度，C为评价指标的标准值，X为评价指标的计算值，a、b分别为经验系数.

(5)建立模糊关系单因素组合矩阵.该组合矩阵可用R(n×m)表示

(6)确认每个指标的权重A，将单因素矩阵变换为综合评价的复合矩阵B

(7)计算相似度k

(8)评判结果.当k值较大时，表明佛山市道路交通信息采、处、发管理系统使用效果越好.

3 结束语

道路交通信息管理系统评价体系本身就是一种结构，结构分析法也可以用道路交通信息管理系统评价体系来加以整合.结构分析法主要用来分析道路交通信息管理系统各个组成部分之间纵横交错、错综复杂的关系.这种分析方法是建立在罗茨模型基础之上的［4］，系统中各个子系统的资源交换模式与不同政策网络中结构的限制以及结构所给的机会都具有密不可分的关系，系统的效果也受到网络结构的限制和所给予的机会影响.

该文针对现有交通信息管理系统评价模型的不足，提出了一种基于相似度的评价模型.模型中提供了相关性检索机制，在此基础上改进了反馈算法，试验数据说明各项改进是有效的，新模型具有更高的性能.

［1］ Salton G.A Blueprint for Automatic Indexing［J］.SIGIR Forum，1981，16(2).

［2］ 徐循初.城市道路与交通规划.北京:中国建筑工业出版社，ISBN:9787112075959.

［3］ 林群，张晓春.面向协同实施的声调交通规划.北京:同济大学出版社，ISBN:9787560846682.

［4］ 马亮，陈群秀.一种改进的自适应文本信息过滤模型［J］.计算机应用，2005(9):2022－2025.