基于模糊综合评价的城市轨道交通线网规划方案评价研究

陈小龙

（广州南沙开发区规划研究中心）

1 引言

近年来，随着社会经济的发展，城市化和机动化水平的不断提高，城市交通拥堵问题逐渐凸显，公交优先与公交导向型的交通发展策略越来越受城市规划者的青睐。轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，具有安全、快捷、准点、运量大、低能耗的优势，对城市土地利用和城市空间发展方面具有明显的导向作用，是大部分城市规划决策者的首选。

但由于轨道交通项目投资巨大、工期长，对城市土地利用与空间布局影响较大，因此,城市轨道交通的规划十分重要。其中，对轨道交通线网规划方案的评价是城市轨道交通规划的最关键环节，是确定轨道交通线网方案的主要依据。因此,建立科学、客观、合理的评价指标体系是确定线网方案最优解的先决条件。

目前，国内外有关城市轨道交通线网规划方案评价的研究颇丰，宋奕修[1]采用层次分析法对轨道交通线网规划方案进行了评价。张玉召等[2]等对轨道交通线网规划评价指标进行了优化，运用数据包络法建立了线网评价模型。覃路燕[3]通过关于轨道交通规划对于环境的相关影响建立了城市轨道交通规划环境影响评价指标体系。谭杉[4]构建了城市轨道交通可达性定量测算模型。考虑到层次分析法主要依靠专家的主观判断，而灰色关联法则主要依赖客观调查数据，均存在一定的缺陷。本文提出采用模糊综合评价法，依靠专家经验与客观信息的分析，对所有的评价指标进行全序排列，形成对方案的合理评估结论。

2 城市轨道交通线网规划方案评价指标体系建立

综合国内现有轨道交通线网规划所使用的评价指标及相关情况，大部分评价体系往往忽视了与城市发展的协调，对于有相互关联的指标直接独立化，部分轨道线网的可实施性考虑不足，导致评价指标体系存在一定的片面与缺陷。本文在参考大量相关文献的基础上，从与城市规划的协调性、线网结构、方案运营与可实施性4个方面提出评价指标体系，如图1所示。

3 构建基于模糊综合评价的城市轨道交通线网规划方案综合评价模型

影响城市轨道交通线网规划方案的因素是复杂的，各因素的影响又有一定的模糊性。为了便于定量描述各因素对轨道交通规划方案的作用，模糊综合评价是一种较合理的方法。模糊综合评价是在结合多种因素的作用下，运用模糊数学工具对某事物做出综合评价[5]。也就是说城市轨道交通线网规划方案可以作为一个模糊问题来处理，采用模糊评价模型对其进行评价。具体步骤为：

1）确定因素集

因素集是指由确定评价对象取值（得分）的各因素组成的集合，因素集是普通的集合，则：

U={U1，U2，U3，U4}={ 与城市规划的协调，线网结构，方案运营，可实施性}式 中， U1={U11，U12，U13，U14}={ 与 总规划的协调性，与土规的协调性，对交通的影响，对环境景观的影响}；U2={U21，U22，U23，U24}={ 线 网 总 长 ，线网密度，站点覆盖率，非直线系数 }；U3={U31，U32，U33，U34}={客运总量，客运强度，换乘系数，平均乘距}；U4={U41，U42，U43，U44}={ 投资估算，投融资模式，工程难易程度，近期建设可实施性}。

2）确定评价集

评价集是由评判对象有可能做出的一系列评判结果所组成的集合。本文将评判等级确定为5个，即V={优(V1)，良(V2)，一般(V3)，差(V4)，很差(V5)}5

个等级。

3）建立单因素（因素层）评判矩阵

4）构成指标权向量

根据各因素的权重，构成一级指标权向量 ，二级指标权向量 Ai=（a1，a2，…，an），二级指标权向量 A'=（a1，a2，…，an）。这里，=1，ai≥0，i≥1，2，…，n。

5）构造一级指标层评判矩阵

6）计算二级综合评价向量

计算U的二级综合评价向量为B=A·R'，此评判集即为评价指标体系中的最终模糊综合评价集。

7）得出结论

通过对评判集中的元素一一赋予相应分值，计算出轨道交通线网规划方案的最终得分S，计算公式为：S=B·T。其中, T为5个评语等级的分数所构成的列向量。采用百分制对轨道交通线网规划方案进行评价，即T=（95，85，75，65，30）T。

图1 城市轨道交通线网规划方案评价指标体系

4 模型应用

采用该方法对某城市轨道交通线网规划方案进行评价。考虑到数据获取的难易程度，进行综合评价分析要与可操作性、实用性结合起来。对于不便采用直接量化的指标因素，建议采用专家评价法来进行打分，然后根据专家的打分情况进行综合分析和计算。

根据相关资料，通过专家问卷打分可得出每个因素相对于不同评语等级的隶属度：得分90≤S≤100，等级为优；得分80≤S＜90，等级为良；得分70≤S＜80，等级为一般；得分60≤S＜70，等级为差；得分0≤S＜60，等级为很差。

准则层各因素权重分别为：与城市规划的协调性0.30，线网结构0.20，方案运营0.30，可实施性0.20。

其中，与城市规划的协调性单因素各指标的权重分别为：与总规的协调0.4，与土规的协调0.3，对交通的影响0.2，对环境景观的影响0.1。其中，与总规协调方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.8、0.1、0.1、0、0；与土规的协调性方面，评价等级从优到很差的比例依次为 0.7、0.1、0.2、0、0；对交通的影响方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.9、0.1、0、0、0；对环境景观的影响方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.5、0.1、0.1、0.3、0。

线网结构单因素各指标的权重分别为：线网总长0.2，线网密度0.3，站点覆盖率0.4，非直线系数0.1。其中，线网总长方面，评价等级从优到很差的比例依次为 1、0、0、0、0；线网密度方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.8、0.2、0、0、0；站点覆盖率方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.7、0.3、0、0、0；非直线系数方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.8、0.2、0、0、0。

方案运营单因素各指标的权重分别为：客运总量0.3，客运强度0.4，换乘系数0.2，平均乘距0.1。其中，客运总量方面，评价等级从优到很差的比例依次为 0.7、0.3、0、0、0；客运强度方面，评价等级从优到很差的比例依次为 0.7、0.2、0.1、0、0；换乘系数方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.6、0.4、0、0、0；平均乘距方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.5、0.2、0.3、0、0。

可实施性单因素各指标的权重分别为：投资估算0.3，投融资模式0.3，工程难易程度0.2，分期建设计划的合理性0.2。其中，投资估算方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.3、0.4、0.3、0、0；投融资方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.6、0.4、0、0、0；工程难易程度方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.4、0.2、0.2、0.2、0；分期建设计划的合理性方面，评价等级从优到很差的比例依次为0.9、0.1、0、0、0。

建立单因素评价矩阵，其中，与城市规划的协调性单因素的评价矩阵为：

同理，计算另外3个单因素的评价向量：B2=（0.80，0.20，0，0，0），B3=（0.66，0.27，0.07，0，0），B4=（0.53，0.30，0.13，0.04，0）。

构造一级指标评判矩阵后，直接进行二级综合评判 ：B=A·R'=（0.30，0.20，0.30，0.20）·（B1，B2，B3，B4）T=（0.692，0.214，0.080，0.017，0） 得出评价结论：

S= B·T=（0.692，0.214，0.080，0.017，0）×（95，85，75，65，30）T=91.035（90，100）。

因此，判断该城市的轨道交通线网规划方案为优。

5 结语

本文通过对城市轨道交通线网规划的分析，建立了相应模糊的评价指标体系，并采用专家分析法与模糊综合评判相结合，评价操作简便，较准确地反映了城市轨道交通线网规划方案的优劣。

但由于实际问题的多样性与复杂性，评价指标还需要进一步深化研究。另外，专家评价给出的分值也带有一定的主观色彩。因此，还需要进行深入的研究，使评价结果更加公正合理。