都市區(qū)客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式選擇決策研究

過利超 過秀成 費(fèi) 躍 姜曉紅

東南大學(xué)，交通學(xué)院，南京 210096

0 引 言

主導(dǎo)交通方式選擇決策是都市區(qū)空間與交通戰(zhàn)略制定過程中的重要一環(huán)，對空間布局、土地利用、交通模式與出行結(jié)構(gòu)的形成具有深遠(yuǎn)的影響[1]。都市區(qū)客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式的選擇首先應(yīng)滿足走廊內(nèi)出行者基本的需求特征，包括出行需求結(jié)構(gòu)、規(guī)模與時(shí)空分布等，在方案決策時(shí)需結(jié)合土地利用布局、建設(shè)運(yùn)營成本、客運(yùn)服務(wù)水平、資源節(jié)約與低碳生態(tài)等要求，形成有利于客運(yùn)走廊可持續(xù)發(fā)展的主導(dǎo)交通方式?jīng)Q策方案。關(guān)于客運(yùn)走廊交通方式的研究主要集中在外圍新城與中心城區(qū)聯(lián)系通道交通方式配置的適應(yīng)性分析上，并提出采用大運(yùn)量公共交通作為主導(dǎo)交通方式的決策建議[2-3]；在交通方式選擇方案決策的建模方面，主要采用 AHP、模糊決策等多目標(biāo)決策模型與基于出行者行為的效用模型[4-5]。都市區(qū)客運(yùn)走廊的演化存在階段性特征，不同階段對于主導(dǎo)交通方式?jīng)Q策因素的選擇有所差異，決策過程中往往存在對決策狀態(tài)均衡程度的不同偏好，論文通過主導(dǎo)交通方式選擇的決策過程描述，引入變權(quán)理論并構(gòu)建了交通方式選擇方案決策的變權(quán)層次評價(jià)模型，能夠更加客觀地實(shí)現(xiàn)主導(dǎo)交通方式的優(yōu)選。

1 交通方式選擇決策過程

都市區(qū)客運(yùn)走廊內(nèi)交通與土地利用的相互作用關(guān)系十分密切，交通對于土地布局、空間結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)作用更加凸顯，其主導(dǎo)交通方式的選擇不僅是為了滿足沿線居民的出行需求，政府對于主導(dǎo)交通方式與土地利用、環(huán)境保護(hù)和能源利用的協(xié)調(diào)性要求，以及企業(yè)在保證服務(wù)水平基礎(chǔ)上對利潤最大化的追求均需納入到?jīng)Q策影響因素中。因此，政府、企業(yè)與沿線居民均是都市區(qū)客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式選擇方案的決策主體。

決策過程一般包括決策主體需求分析、備選方案生成、備選方案評價(jià)與最終方案確定等步驟。通過對主導(dǎo)交通方式選擇決策主體相應(yīng)的需求分析，權(quán)衡各決策主體對于主導(dǎo)交通方式的要求后，初步擬定主導(dǎo)交通方式選擇備選方案，建立層次結(jié)構(gòu)分明的評價(jià)指標(biāo)體系，并構(gòu)建合理的評價(jià)模型進(jìn)行方案評估，評估后校核方案評價(jià)結(jié)果與需求的一致性，若滿足需求條件則確定最優(yōu)決策方案。通常在決策過程的備選方案擬定階段，決策主體盡可能得兼顧到各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，而在方案評估與最終確定階段往往需要根據(jù)客運(yùn)走廊的不同發(fā)展階段突出某些指標(biāo)的重要性，可以看出這個(gè)過程表現(xiàn)出了決策狀態(tài)均衡程度偏好的不同，需要在各層次評價(jià)指

標(biāo)體系進(jìn)行權(quán)重賦值時(shí)體現(xiàn)此決策心理特點(diǎn)。

通過主導(dǎo)交通方式選擇決策過程的描述，需要解決兩個(gè)核心問題：① 立足都市區(qū)客運(yùn)走廊土地利用形態(tài)與用地布局結(jié)構(gòu)調(diào)整變化幅度較大的特征，需要明確主導(dǎo)交通方式選擇的決策主體，分析各決策主體對主導(dǎo)交通方式選擇的需求，依據(jù)其需求在方案評價(jià)中構(gòu)建合理的評價(jià)指標(biāo)體系；② 基于決策狀態(tài)均衡程度偏好這一決策心理特點(diǎn)，構(gòu)建合適的交通方式備選方案評價(jià)模型，使其更為客觀地描述決策過程。

2 交通方式選擇評價(jià)指標(biāo)體系

交通方式的選擇是處理空間形態(tài)的關(guān)鍵，不同的交通方式適用于不同的用地布局和功能區(qū)域[6]。都市區(qū)客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式的選擇將會改變沿線土地利用模式，通過交通方式與土地利用互動演變，逐漸形成相互協(xié)調(diào)的交通服務(wù)與用地布局?？瓦\(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式的選擇作為都市區(qū)空間與交通發(fā)展戰(zhàn)略制定中的關(guān)鍵問題，對運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)建與交通設(shè)施的配置具有指導(dǎo)性作用。在各決策主體中，沿線居民的交通需求規(guī)模從運(yùn)輸能力指標(biāo)上對主導(dǎo)交通方式進(jìn)行了最初的篩選，政府需要進(jìn)一步遵循交通與土地利用一體化規(guī)劃目標(biāo)，考慮交通系統(tǒng)與都市發(fā)展軸土地利用、產(chǎn)業(yè)布局與人口分布之間的協(xié)調(diào)性，并倡導(dǎo)低碳生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展理念，注重交通運(yùn)輸環(huán)境保護(hù)與能源節(jié)約。企業(yè)則需要評估交通設(shè)施建設(shè)運(yùn)營成本及所能提供的運(yùn)營服務(wù)，確保交通設(shè)施在資金與時(shí)間共同約束下發(fā)揮最大效益。

根據(jù)都市區(qū)客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式選擇決策主體的需求分析，主導(dǎo)交通方式的選擇方案決策分為兩個(gè)階段，① 由沿線居民的出行需求特征，從供需平衡的角度，選擇運(yùn)輸能力能夠滿足需求的交通方式作為初始方案集；② 在初始方案集中，從政府與企業(yè)的決策要求出發(fā)構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系，對方案進(jìn)行評估優(yōu)選。論文基于交通方式與都市區(qū)發(fā)展軸的協(xié)調(diào)性、環(huán)境保護(hù)與能源節(jié)約的可持續(xù)性、設(shè)施建設(shè)運(yùn)營成本、運(yùn)營服務(wù)水平等四個(gè)方面因素，從政府與企業(yè)角度構(gòu)建主導(dǎo)交通方式選擇的評價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 主導(dǎo)交通方式選擇評價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation index system of dominant traffic mode choice

3 交通方式備選方案評價(jià)模型

為了體現(xiàn)指標(biāo)之間的相對重要程度隨不同評價(jià)階段而發(fā)生變化的客觀事實(shí)，在層次分析法中引入變權(quán)理論，構(gòu)建變權(quán)層次綜合評價(jià)模型作為交通方式備選方案的評價(jià)方法，以克服常權(quán)綜合僅僅考慮到各類指標(biāo)在決策中的相對重要性，體現(xiàn)對狀態(tài)均衡程度的偏好[7]。

如果為多層決策問題，可繼續(xù)綜合成上一層的新因素，中間每一層指標(biāo)的狀態(tài)值，均視為該層指標(biāo)的下一層各指標(biāo)的決策值，并采用變權(quán)綜合方法確定決策向量。公式（1）與公式（2）的狀態(tài)變權(quán)向量中變權(quán)函數(shù)采用指數(shù)函數(shù)形式，假設(shè)有k個(gè)指標(biāo)，則通過樂觀系數(shù)法確定的k維狀態(tài)變權(quán)向量的基本形式可以表達(dá)為：

樂觀系數(shù)法確定狀態(tài)變權(quán)向量的核心是由專家給出合理的樂觀系數(shù)α值。一般當(dāng)著重考慮各因素的均衡問題，即關(guān)注狀態(tài)值小的因素時(shí)，α應(yīng)取大的負(fù)值；當(dāng)對狀態(tài)值大的因素考慮越多時(shí)，α應(yīng)取大的正值[7]。

變權(quán)層次綜合評價(jià)步驟可以歸納為：①建立都市區(qū)客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式選擇的評價(jià)指標(biāo)體系；②評價(jià)指標(biāo)規(guī)范化處理，構(gòu)建判斷矩陣；③采用熵值法等確定指標(biāo)初始權(quán)重；④分析決策主體對評價(jià)指標(biāo)的均衡性偏好，利用公式（1）至公式（3）對各層指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行變權(quán)綜合處理；⑤得到最終決策向量，排序優(yōu)選評價(jià)方案。

4 實(shí)例應(yīng)用

鎮(zhèn)江都市區(qū)東翼客運(yùn)走廊覆蓋老城核心區(qū)、丁卯新城、諫壁新城、大港新城與零散分布的城鎮(zhèn)，未來主導(dǎo)交通方式配置有三種思路：①充分發(fā)揮交通設(shè)施對土地開發(fā)的引導(dǎo)作用，選擇大運(yùn)量軌道交通作為走廊內(nèi)主導(dǎo)交通方式，使城鎮(zhèn)在軌道站點(diǎn)周邊集聚，培育形成軸向串珠式的TOD開發(fā)格局；②選擇BRT為主導(dǎo)交通方式，與城鄉(xiāng)公交共同構(gòu)建一體化公共交通服務(wù)體系，形成兼具帶狀與組團(tuán)特征的土地開發(fā)格局；③重點(diǎn)加強(qiáng)道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，推進(jìn)小汽車為主導(dǎo)的交通方式，與之形成組團(tuán)分散式土地利用格局，如圖2所示。針對以上三種配置方案，應(yīng)用變權(quán)層次綜合評價(jià)模型進(jìn)行比選決策。

圖2 主導(dǎo)交通方式配置方案概念Fig.2 Concept diagram of dominant traffic mode configuration schemes

4.1 確定指標(biāo)初始權(quán)重

采用專家打分法對f11，f12，f13，f23，f24等定性指標(biāo)確定初始值，定量指標(biāo)的取值如表1所示，并將各指標(biāo)規(guī)范化處理后得到指標(biāo)的判斷矩陣，

表1 定量指標(biāo)取值Tab.1 Quantitative index values

根據(jù)熵值法原理，當(dāng)指標(biāo)值在各方案之間存在較大差異時(shí)，提供給決策主體的信息量較多，因而，在評價(jià)中權(quán)重較大。反之，該指標(biāo)包含的信息量少，在評價(jià)中的權(quán)重也較小，得到各層指標(biāo)初始權(quán)重如表2所示。

表2 初始權(quán)重值Tab.2 Initial weight values

4.2 變權(quán)綜合的應(yīng)用

決策主體在選擇鎮(zhèn)江東翼客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式方案時(shí)，首先應(yīng)確保所選方案盡可能滿足交通方式與都市區(qū)發(fā)展軸的協(xié)調(diào)性、優(yōu)質(zhì)的客運(yùn)服務(wù)水平、合理的設(shè)施建設(shè)運(yùn)營成本、環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約等各方面，從決策心理上顯現(xiàn)出保守型的決策風(fēng)格，具有較高的均衡性程度偏好，取 α =-1 /2，確定求解指標(biāo)F1的狀態(tài)值y1時(shí)的變權(quán)函數(shù)表達(dá)式為：

經(jīng)綜合變權(quán)處理后的指標(biāo)F1的狀態(tài)值為：

同理可得y2、y3與y4。三個(gè)配置方案構(gòu)成的決策向量 y1、y2、y3與 y4分別為：y1=（0.319, 0.401,0.403），y2=（0.494,0.497,0.499）， y3=（0.087,0.257,0.448），y4=（0.421,0.065,0.026）。

從走廊內(nèi)交通設(shè)施配置規(guī)模、沿線土地開發(fā)強(qiáng)度、人口分布情況等因素分析，鎮(zhèn)江東翼客運(yùn)走廊仍處于培育階段，交通設(shè)施的配置對周邊用地開發(fā)、職住分布等影響較大，在建設(shè)資金的約束下應(yīng)充分發(fā)揮交通對土地利用的引導(dǎo)作用。因此，主導(dǎo)交通方式的選擇應(yīng)更加注重建設(shè)運(yùn)營成本、交通方式與發(fā)展軸的協(xié)調(diào)性的考慮，突出這兩項(xiàng)指標(biāo)對方案結(jié)果的影響程度，取2α=，確定求解方案決策M(jìn)時(shí)的變權(quán)函數(shù)表達(dá)式：

經(jīng)公式（2）計(jì)算得到三種方案的最終決策向量M=(0.272,0.139,0.125)。結(jié)果表明，鎮(zhèn)江市東翼客運(yùn)走廊宜采用軌道交通作為主導(dǎo)的交通方式，倡導(dǎo)以大容量公共交通設(shè)施引導(dǎo)都市區(qū)軸向串珠式發(fā)展的TOD開發(fā)模式。

5 結(jié)束語

論文引入了變權(quán)綜合思想，構(gòu)建了都市區(qū)客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式選擇方案評價(jià)的變權(quán)層次綜合評價(jià)模型，克服了常權(quán)模型中關(guān)于各層次因素權(quán)重均衡程度與評價(jià)方案之間的聯(lián)系反應(yīng)遲鈍的不足，最后將該模型應(yīng)用于鎮(zhèn)江都市區(qū)東翼客運(yùn)走廊主導(dǎo)交通方式的方案選擇。結(jié)果表明，模型較好地考慮了交通方式選擇各層影響因素與評價(jià)方案之間的緊密聯(lián)系，反映了決策過程中諸要素之間的均衡程度偏好，因而更加客觀地描述了主導(dǎo)交通方式選擇決策過程。

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