基于层次分析法的公交发展水平评价模型探究

（东北林业大学交通学院，黑龙江哈尔滨150040）

一、公交发展水平指标体系

结合相关研究建立公交发展指数指标体系，指标体系分为一级指标即公交发展水平指标、6个二级指标、18个三级指标，18个指标按照极大型、极小型、居中型及中间型分类，如表1所示。

二、公交发展水平指标量化分析

（一）指标范围设定

参考部分城市及相关标准的相关数据，对各指标进行了经验界定(部分指标可以根据城市规模的具体情况进行专家审定)，如表2所示。

表1 公交发展水平指标体系

（二）指标的评语等级

确定评价指标的评价等级标准，一级、二级、三级指标，并转换为[0，10]指数，该指数按照优秀、良好、一般、差、特差5个等级，各评价区间如表3所示。

（三）指标的无量纲化处理

为了获取[0，10]的指数，对每一项指标进行功效系数法处理。处理方法为：

式中M'j和m'j分别为指标xj的满意数值和不容许数值；c和d分别为已知常数，c的作用是对变化后的数值进行平移，d的作用是对变换后的数值进行“放大”和“缩小”。

1.线网密度

其是居中型指标，中间合理数值为4.5km/km2。可以设其下界为1，上界为8；由下式进行一致性转换：

则的取值范围为[0，7]，7为其满意数值，0为不容许数值。则无量纲化处理为：

这里表示无量纲化处理数值，以下同。

2.非直线系数

其是一个极小型指标，最大非直线系数设定为3，最小为1。通过公式（4）进行一致化处理。

表2 公交发展水平指标范围设定

表3 指标评语等级划分

的取值范围为[1/3，1]，1为满意数值，1/3为不容许数值。则

3.重复系数

其是居中型指标，中间合理数值为1.25～2.5合适。可以设其下界为1，上界为5；由下式进行一致性转换：

其他指标可参考上述方法，转换功效系数法。

4.站点覆盖率

其是极大型的指标，1为满意数值，0为不容忍数值。则：

5.车均停车、保养面积

其是居中型指标，中间合理数值为200～250m合适。可以设其下界为50，上界为350；由下式进行一致性转换：

这里q1=200，q2=250，m=50，M=350。则可以获取的取值范围为[0，1]则，1为满意数值，0为不容许数值。则：

6.车辆进场率

其是极大型的指标，其1为满意数值，0为不容忍数值。则：

7.万人拥有标台数

其是极大型的指标，其14为满意数值，0为不容忍数值。则：

8.车辆更新率

其是极大型的指标，其1为满意数值，0为不容忍数值。则：

9.完好率

其是极大型的指标，其1为满意数值，0为不容忍数值。则：

10.清洁能源车辆拥有率

其是极大型的指标，预设50%为满意数值，0为不容忍数值。则：

11.港湾式停靠站点比例

其是极大型的指标，预设50%为满意数值，0为不容忍数值。则：

12.公交专用道比例

其是极大型的指标，预设10%为满意数值，0为不容忍数值。则：

13.信号优先路口比例

其是极大型的指标，预设20%为满意数值，0为不容忍数值。则：

14.公交补贴占当年财政收入比例

其是极大型的指标，预设6%为满意数值，0为不容忍数值。则：

15.站牌完好率

其是极大型的指标，预设1为满意数值，0为不容忍数值。则：

16.电子站牌完好率

其是极大型的指标，预设1为满意数值，0为不容忍数值。则：

17.站点视频完好率

其是极大型的指标，预设1为满意数值，0为不容忍数值。则：

18.候车亭完好率

其是极大型的指标，预设1为满意数值，0为不容忍数值。则：

三、基于层次分析法建模

公交建设发展水平指数，其数值=∑二级指标值*权重；每个二级指标数值=∑三级指标值*权重。二级指标权重分别为：线网指标（W1）、场站指标（W2）、车辆指标（W3）、公交优先指标（W4）、基础建设投资指标(W5)、设备完好率指标（W6）。三级权重如图1所示。

通过构建判断矩阵和一致性检验，获取如下权重数值（数值可根据专家进行测定）。

四、案例分析和评价

（一）案例计算

设定的各指数均给予一定的数值，如表5所示。通过如下步骤进行计算：

图1 公交建设发展水平层次分析权重体系

表4 基于专家经验法的权重确定

1.进行一致性转换；2.通过功效系数法实现无量纲化处理；3.根据各级权重数值进行综合计算。公交发展水平指数如下：

这里aij表示各指标项通过一致性和无量纲化转换后的数值，Wi和Wij分别表示一级和二级指标权重。

案例计算过程如下：

如表5所示：第一列为指标名称，即指标项；

第二列为各指标项赋值；

第三列为各指标项数值通过一致化转换获取的数值；

第四列为各指标通过功效系数法进行转换；

第五列为各二级指标和三级指标的权重值；

第六列为各指标对一级指标的贡献值，如线网密度，其对一级指标也即公交发展水平指数的贡献数值等于W1*W11*8.71=0.1242*0.4934*8.71=0.5252；其他各指标项以此类推；

综合指数，即公交发展水平指数，通过式(1)计算，对第六列求和，综合指数为6.3618，获取良好的评语等级。

（二）公交系统评价分析

根据发展指数计算公式，有以下步骤：

1.找出通过功效系数法转换，低于无量纲数值6的指标，这些指标一般属于发展较为一般或者较差的指标，需要进一步提高。

2.调整这些指标所涉及的内容，如例子中的非直线系数指标，无量纲数值仅为5，说明线网中，一些线路设置不合理，需要调整走向；车均停车、保养面积指标过低，需要进一步加强站场建设；信号优先比例的无量纲数值为5，则说明需要进一步加强配套建设。各项指标改进策略如表6所示。

表5 案例计算

表6 公交调整策略

3.通过上述调整，进行再计算，若单个指标无量纲数值仍然小于6，则需要进一步根据上述策略调整；若反之，则不需要调整。

4.直到所有的单个指标无量纲数值通过公交系统改进均超过6，说明公交系统发展良好。

五、结语

为实现公交发展体系综合评价，本文构建了较为完善的公交发展指标体系；基于功效系数法，进行了指标的无量刚化标定；利用层次分析法，建立综合的公交发展评价体系，并利用专家评价法确立了各指标的权重。最后，利用案例验证模型，经验证模型对城市发展具有重要的指导意义。