基于模糊多层次综合评价法的高速公路交通量预测评价方法研究

刘雄伟

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

随着我国经济社会的快速发展，国家加大了对道路交通运输业的发展力度，特别是对高速公路的发展给予积极的政策支持。截至2014年底，我国大陆高速公路通车里程达到11.195万km。然而，随着我国交通需求的快速增长，道路交通量日趋饱和，服务水平明显降低，亟需提升高速公路的供给能力。

在高速公路设计中，交通量预测直接决定高速公路技术指标是否科学合理，具有重要的理论和现实意义。当前预测交通量的主要方法是四阶段法，但实际中因交通量预测方案的不合理导致交通量的预测值和实际值存在较大误差。本文针对高速公路交通量特性，构建交通量预测的评价指标体系，并运用模糊多层次综合评价法进行评价，探析交通量预测的科学合理性，为交通量预测提供科学依据。

1 构建评价指标体系

本文针对当前高速公路交通量预测通用的四阶段法，以科学性、全面性、可操作性为原则，通过科学探析其预测流程，建立指标体系。主要包括社会经济调查、交通运输调查、预测过程和其他原因4个方面，具体如下所示：

a）社会经济调查 主要包括调查方法的地区适应性、经济统计数据的时效性和经济结构调整的研究程度3个方面。

b）交通运输调查 主要包括OD现状数据准确性、公路网现状研究程度和公路网规划研究程度3个方面。

c）预测过程 （a）四阶段法问题，主要指在交通分配阶段，交通分配是交通量按照费用、行驶时间等条件在路网中进行分配，该指标主要评价是否将影响出行者决策的因素尽可能地考虑全面[1]；（b）预测模型参数的准确性；（c）预测模型适用性；（d）趋势交通量研究程度，主要指与趋势交通量关系密切的社会经济增长预测；（e）诱增交通量的滞后性：诱增交通量的形成包括逐步形成阶段、快速增长阶段和相对稳定阶段，本指标主要考察诱增交通量预测对高速公路立项、施工、竣工、通车的时间把握程度；（f）转移交通量转移率的准确性[2]。

d）其他原因 （a）人为因素，主要指为使得项目审批通过，对交通量预测值做人为调整[3]；（b）模型本身的系统误差；（c）不可预见因素：主要评价如金融危机等导致未来年交通量出现较大变化的因素。

2 确定指标权重

层次分析法（AHP法）是一种定性定量相结合的决策方法，此处主要用于对下一步权数向量的确定。具体步骤如下。

a）构造层次分析结构，如图1所示。

b）构造判断矩阵。本文采用九分位比率表，采用成对比较的方法来构建判断矩阵。

c）层次排序。可以通过和积法或方根法进行求解，再进行一致性检验。只要保证最终的随机一致性比率CR小于0.1，即认为判断矩阵具有满意的一致性，否则就需要调整判断矩阵，直到达到要求。

图1 评价指标体系

3 模糊综合评判

3.1 确定评价因素和评价等级

设 U={u1，u2，……，um}为高速公路交通量预测的m种因素，m为评价因素的个数，由图1中评价指标体系决定。

V={v1，v2，……，vn}为某一种因素所处的状态的n种评价等级，一般划分为3～5个等级。

3.2 构造判断矩阵和确定权值

权重由上述的AHP法确定，且每一个因素被评为某种评价等级可以用隶属度函数表示，将其写成矩阵形式如式(1)：

3.3 进行模糊合成和做出决策

此处涉及的因素较多，为了综合考虑各个因素对评价结果的影响，需进行二级综合模糊评判。其中：

一级模糊评判表达式为：Bi=Ai×Ri，一级模糊评判矩阵为 R=[B1，B2，…，Bn]T。

二级综合评判向量的表达式为B=A×R，最后按照隶属度最大原则确定最终的评价等级[4]。

4 实例验证

本文以太原东山过境改扩建高速公路为例，运用模糊多层次综合评价法进行评价，经过计算得到的权重如表1所示。

表1 指标权重及评价等级

根据 Bi=Ai×Ri，，一级模糊评判矩阵为：

二级综合评判向量为：B=A×R=[0.22 0.22 0.440.18 0.15 0.13].

根据隶属度最大原则，该项目交通量预测评价结果为较好。

5 结论

高速公路交通量预测评价涉及因素众多，建立一套科学合理的评价指标体系和评价方法可有效提高预测精度。本文从高速公路交通量预测实际出发，建立合适的评价指标体系，运用模糊多层次综合评价法进行评价并取得了较好的效果，对工程项目具有一定的借鉴意义。