區(qū)域道路客運一體化物元分析評價模型研究

符開業(yè),郭 鈺,盧 毅

(1.長沙理工大學交通運輸工程學院,湖南長沙 410004; 2.山西省運輸管理局,山西太原 030002)

0 引言

區(qū)域道路客運一體化是按照區(qū)域交通發(fā)展總目標,打破行政界限、部門界限、地域界限,把區(qū)域內所有的道路客運資源(客運交通工具、基礎設施、道路客運信息)進行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一調配,以達到區(qū)域道路客運系統(tǒng)的整體優(yōu)化和協(xié)調發(fā)展。本文在建立區(qū)域道路客運一體化評價指標體系的基礎上,運用我國學者蔡文教授提出的物元分析方法構建物元評價模型,對區(qū)域道路客運一體化進行綜合評價,為區(qū)域道路客運一體化建設管理提供決策依據(jù),以便最充分地開發(fā)與利用道路客運資源最好地滿足客運需求,提高區(qū)域道路客運的總體效益和服務水平。

1 區(qū)域道路客運一體化評價指標體系

對區(qū)域道路客運一體化做出科學準確的評價,解決的關鍵就是要從錯綜復雜的關系中提煉出具體的表現(xiàn)形式,也就是找出區(qū)域道路客運一體化表現(xiàn)的途徑以及影響的主要因素。由于區(qū)域道路客運一體化涉及的方面多,關系復雜,因此,要衡量其發(fā)展水平,只采用一個或幾個指標難以獲得全面的評價信息,必須建立一套完整的評價指標體系。

1.1 評價指標選取原則

為了對區(qū)域道路客運一體化做出全面、準確的評價,評價指標的設計和選取必須遵循科學性、完備性、可比性、可操作性、簡明實用性等選取原則。

1.2 評價指標的確定

根據(jù)區(qū)域道路客運一體化的內在特征,基礎設施、管理政策、運營、信息是區(qū)域道路客運一體化的主要體現(xiàn),分析其對于一體化實現(xiàn)的滿足程度,可以通過影響這些因素的再分析得以實現(xiàn),在分析其實現(xiàn)能力各個層次評價內容的基礎上,建立區(qū)域道路客運一體化多層次評價指標體系(見圖1)。據(jù)此進行區(qū)域道路客運一體化實現(xiàn)能力評價,就能全面反映一體化實現(xiàn)的能力和水平。

1.3 評價指標的量化

在進行區(qū)域道路客運一體化評價時,其評價指標分定量指標和定性指標。本文采用數(shù)理統(tǒng)計中的正態(tài)分布方法來量化如路網(wǎng)連通性、站點與線網(wǎng)協(xié)調度等程度化的定性指標,使量化后的指標可與其他定量指標一起使用。

2 區(qū)域道路客運一體化物元分析評價模型的構建

物元分析(Matter Element Analysis)是解決不相容問題的規(guī)律的新方法。利用物元分析方法,建立區(qū)域內多指標多參數(shù)的道路客運一體化評價模型,并能以定量的數(shù)值表示評價結果,從而能夠較準確地反映一個區(qū)域內道路客運一體化的綜合水平。

2.1 物元的基本概念

在物元分析中,給定待評事物M、特征C和關于量值X組成物元R,其表達形式為:

圖1 區(qū)域道路客運一體化評價指標體系

如果一個事物M需要n個特征向量(c1,c2…cn)及其對應的量值(x1,x2…xn)來描述,則稱為n維物元,表達形式如下:

2.2 區(qū)域道路客運一體化評價指標體系嵌套物元表示

物元分析中,把以物元的形式和結構來表示的元數(shù)據(jù)模型稱為物元元數(shù)據(jù)。在物元元數(shù)據(jù)的各組成物元中,特征的量值可以是具體的數(shù)值或描述,也可以是物元,即用物元進行嵌套表示(見圖2)。

圖2 物元元數(shù)據(jù)嵌套表示形式

物元元數(shù)據(jù)的各個層次及其之間的關系構成了物元元數(shù)據(jù)的結構,在區(qū)域道路客運一體化評價指標體系中,根據(jù)體系本身的的宏觀性及其結構的層次性,用物元元數(shù)據(jù)嵌套關系表示一體化評價指標體系,并能使評價過程更清晰、簡便且易于理解。區(qū)域道路客運一體化評價指標體系物元元數(shù)據(jù)嵌套關系如圖3所示。

2.3 確定經典域和節(jié)域物元

圖3 區(qū)域道路客運一體化指標體系元數(shù)據(jù)嵌套表示

如果Mj表示指標體系中劃分的第j個評價類別,ci表示評價類別Mj對應的評價指標;x0ji=(a0ji,b0ji)表示評價指標ci所對應的量值范圍,即各類別Mj所對應的評價指標ci取的數(shù)據(jù)范圍稱為經典物元:

對于經典域,構造其節(jié)域:如果Mp為評價類別的全體,xpi=(api,bpi)表示Mp關于ci對應的量值范圍,則節(jié)域物元為:

2.4 確定評價特征指標權重

由于各特征指標對待評物元的影響程度不同,因此需根據(jù)其相應重要程度分別賦予不同的權重。計算權重的常用方法有指數(shù)超標法、層次分析法(AHP法)、專家調查法、可拓法等。由于AHP法能避免評價指標間相關性和指標權重計算的主觀性,因此本文中區(qū)域道路客運一體化評價采用AHP法確定其特征指標的權重,計算結果如表1。

2.5 區(qū)域道路客運一體化評價指標關聯(lián)函數(shù)

關聯(lián)函數(shù)表示物元的量值取值為實數(shù)軸上一點時,物元符合要求的范圍程度。由于可拓集合的關聯(lián)函數(shù)可用代數(shù)式來表達,就使得解決不相容的問題能夠定量化。令有界區(qū)間x0ji=[a,b]的模定義為:d=|x0ji|=|b-a|;那么某一點x到區(qū)間到x0的距離就為:

表1 待評指標權重

則區(qū)域道路客運一體化評價指標關聯(lián)函數(shù)K(x)定義為:

式(6)中,ρ(x,x0ji)表示點x與有限區(qū)間x0ji=[a,b]的距離;ρ(x,xp)表示點x與有限區(qū)間x0ji=[ap,bp]的距離;x,x0ji,xp分別表示待評區(qū)域道路客運一體化元數(shù)據(jù)物元的量值、經典域物元的量值范圍和節(jié)域物元的量值范圍。

2.6 關聯(lián)度綜合等級評定

待評事物M關于各等級j的關聯(lián)度Kj(M),對每個評價指標ci,若取權系數(shù)為wi,根據(jù)式(6)計算的關聯(lián)函數(shù),將其與歸一化權重相乘得到各指標的等級關聯(lián)隸屬程度,則綜合關聯(lián)隸屬程度為:

綜合關聯(lián)隸屬程度的大小表示待評事物符合標準事物等級程度,其值越大,評價等級越高。根據(jù)評價事物等級劃分,若則評定M屬于等級j0。

3 實例分析

2007年12月14日,國務院同意國家發(fā)改革委經濟體制綜合改革司正式批準長株潭城市群為資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設綜合配套改革試驗區(qū)。本文以長株潭城市群為例,應用建立的物元分析評價模型對道路客運一體化做出等級評價,將一體化評價分優(yōu)(8,10]、良(6,8]、中(4,6]、次(2,4]、差(0,2]5個等級標準。長株潭區(qū)域面積為2.8萬余km2,道路里程即將突破3萬km,其中等級公路達到74%;長株潭三級以上客運站點40多個,占全部客運站點的45.2%。本文運用CorelDraw軟件對長株潭區(qū)域內道路網(wǎng)和客運站點進行仿真模擬,得出長株潭一體化道路網(wǎng)、客運站點布局圖(圖4)。一體化程度評價標準分為優(yōu)、良、中、次、差5個級別,各評價指標的量值、經典域、節(jié)域(見表2)。

圖4 長株潭一體化道路網(wǎng)、客運站點布局

表2 各評價指標量化值

續(xù)表2 各評價指標量化值

結合表3中評價指標的相關信息,根據(jù)上文構建的區(qū)域道路客運一體化物元分析評價模型計算步驟,可得準則層量值、經典域、節(jié)域等數(shù)值信息(表3)。

表3 準則層量化表

由綜合關聯(lián)隸屬程度公式,結合表2、表3中的相關數(shù)據(jù),計算得出長株潭一體化各評價等級隸屬程度。見表4。

表4 各評價等級隸屬程度

1)當0≤K(x)＜1時,說明被評價指標符合某個等級的要求,其值大小表示符合要求的程度,數(shù)值越大,越接近該級標準。

2)當-1≤K(x)＜0時,說明被評價指標不符合某個等級的要求,但具有可轉化為符合該級標準的條件。

目前長株潭一體化發(fā)展成效等級為良。為使長株潭一體化的綜合水平向更高的等級提升,基礎設施和管理政策有待進一步完善。

4 結語

從交通行業(yè)發(fā)展看,交通是區(qū)域經濟發(fā)展的基礎,交通一體化又是區(qū)域經濟一體化的基礎。目前我國交通基礎設施建設取得了快速發(fā)展,已基本形成了干支結合、四通八達的基礎網(wǎng)絡,為道路客運一體化發(fā)展奠定了堅實的基礎。而區(qū)域道路客運一體化綜合評價是一個涉及道路網(wǎng)規(guī)劃、客運站點布局等多因素多指標的綜合評價問題,需要進行全面客觀的分析,對不同區(qū)域環(huán)境下評價指標和等級標準劃分還待有進一步的完善。

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