基于matlab的FAHP數(shù)據(jù)處理器的開發(fā)與研究

肖國君+傅慧敏

摘 要：目前，我國許多大城市都被交通擁擠、道路堵塞、交通事故增多等諸多交通問題所困擾。在這種情況下，快速公交系統(tǒng)逐漸被越來越多的人視為先進的公共交通系統(tǒng)。但實施快速公交系統(tǒng)是否經(jīng)濟，需要對其進行評價。本文主要通過MATLAB來使其實現(xiàn)模糊綜合評價。

關鍵詞：BRT；模糊綜合評價；評價理論；模糊層次分析法（FAHP）

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）18-021-05

一、國內(nèi)外BRT概況

BRT在我國的發(fā)展還處于起步階段，其技術經(jīng)濟特性已逐漸被政府和公共交通業(yè)界所重視。目前北京、成都、西安、上海、重慶等為數(shù)不多的城市進行了這方面的探討，有部分城市已經(jīng)著手規(guī)劃或建設BRT示范線路。2006年9月，杭州第一輛快速公交支線B支1準時從森林公園站開出。

BRT的概念源于國外，是20世紀興起的城市化運動的產(chǎn)物。是為人們出行提供高效服務的公共交通系統(tǒng)，緩解城市交通供需矛盾、引導城市合理發(fā)展的有效手段。

美國上世紀30年代首先提出BRT理念。70年代中期南美洲一些城市開始大規(guī)模建設BRT，80年代末建成，取得了矚目的成績。隨后世界上其它國家城市也紛紛開始建設BRT。

加拿大渥太華采用了創(chuàng)造性的“由外及內(nèi)”的BRT發(fā)展策略，使該地區(qū)比北美大多數(shù)其它城市都更好地實施了以公交為主導的土地發(fā)展（TOD）模式。

二、評價體系構建

1、準則層的建立

BRT是在傳統(tǒng)公共交通系統(tǒng)的基礎上，在現(xiàn)有道路上開辟BRT專用車道，應用各種先進的技術，使公共交通更加智能化、更加高效等，使各項指標都有一定程度的改善，從而改變公共交通在乘客中的印象。因此參照傳統(tǒng)公共交通系統(tǒng)及先進的公共交通系統(tǒng)的評價指標體系，建立BRT評價指標體系。

將BRT評價準則層建立與系統(tǒng)框架和系統(tǒng)功能密切聯(lián)系起來，確定準則層為三個要素：

社會環(huán)境一包括環(huán)境效益、社會效益和戰(zhàn)略發(fā)展，戰(zhàn)略發(fā)展是指從宏觀上考察不同方案與城市發(fā)展的適應程度。

技術性能一體現(xiàn)BRT項目的基礎設施建設、資金投入程度及服務水平。

企業(yè)效益（經(jīng)濟分析）一從投資和運行的角度考察系統(tǒng)給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效果。

2、評價指標的確立

確定了準則層后，為對以上標準進行評價，需建立二級指標?；诰?、實用、完備、靈活性的原則，結合中國城市的實際以及BRT的特點，初步確立了BRT的綜合評價指標體系。

3、指標體系的篩選與調(diào)整

對各指標進行綜合評價之前，先用層次分析法中的一致性檢驗和專家評審對指標進行篩選，然后再對篩選后的指標進行綜合評價。

在評價指標體系中，各項指標通常存在著一定的相關性，這種相關性會導致被評價對象信息的重復使用，從而降低評價的科學性和合理性。相關分析是通過對各個評價指標間的相關分析，刪除一些相關系數(shù)較大的評價指標，消除評價指標所反應的信息重復對評價結果的影響。

根據(jù)以上分析對BRT綜合評價指標進行調(diào)整，得到共38項BRT綜合評價指標構成的指標體系。如圖1所示。

三、多級模糊綜合評價法及MATLAB實現(xiàn)

1、MATLAB實現(xiàn)的思路

對快速公交系統(tǒng)BRT進行綜合評價，其MATLAB實現(xiàn)的思路如圖2 所示：

2、基于MATLAB實現(xiàn)的程序

對各指標進行綜合評價之前，先用層次分析法中的一致性檢驗。一致性檢驗值 ， 。其一致性程序為：

n= input（'請輸入你需要幾維數(shù)組'）

A=0

for i= 1：1：n

for j=1：1：n

A（i，j）=input （'請輸入你的數(shù)據(jù)'）

end

end

>> S=sum（A，1）

B=0

>> for i=1：1：n

for j=1：1：n

B（i，j）=A（i，j）/S（j）

end

end

>> Y=sum（B，2）

for i =1：1：n

W（i）=Y（i）/n

end

for i = 1：1：n

k（i）=0

end

for i = 1 ：1：n

for j = 1： 1 ：n

k（i） = A（i，j）*W（j）+k（i）

end

q（i）=k（i）/W（i）

end

max1 = 0

for i =1：1：n

max1=q（i）+ max1

end

max1=max1/n

CR=（max1-n）/（n-1）

if CR<0.1

'該判斷矩陣具有滿意的一致性：'

End

四、快速公交方案綜合評價實例及MATLAB實現(xiàn)

實施前的模糊綜合評價

1、一級模糊綜合評價

（1）設因素集U

設對于因素集U上的模糊向量 通過 變換為評語集 上的模糊集：

（2）設評價集

設評價集

（3）確定權重集

為對BRT綜合評價系統(tǒng)一級模糊綜合評價的指標層C中38項指標進行權重分配，可采用專家打分法。對每一個指標按照以下四種重要性分類進行選擇：a.很重要、b.較重要、c.一般、d.不重要，得到結果見表1

表中各項的說明、計算及各項之間的關系介紹如下：

表中C1—C38為BRT評價的38項指標，按照圖中從上至下順序排列。表中a， b， c， d為重要性分類，M為專家數(shù)量，S為各指標重要性的總得分， 為各項指標得分， 為各指標的權重。表中的各項滿足以下關系：

（4）確定各項指標的評價標準

對于某一個城市，雖然隸屬函數(shù)能確定，但具體的關鍵點需要結合城市規(guī)模、城市效率，由多方面的專家根據(jù)切身體驗來確定截集，并得到最終的單指標模糊評價的優(yōu)、良、中、可、劣等級。

（5）建立評價矩陣

實施前的專家評價結果如表2.

（6）綜合評價

根據(jù)所求得的權重向量和所建立的評價矩陣，求得綜合評價：

可得到方案一的一級模糊綜合評價為：

2、二級模糊綜合評價

二級模糊綜合評價僅是對一類中的各個因素進行綜合，進一步再考慮各類因素的綜合影響，必須在各類之間進行綜合，這就是二級模糊綜合評價。

（1）二級模糊綜合評價的單因素評價矩陣應為一級模糊綜合評價矩陣。

二級模糊綜合評價集為

（2）確定權重集A

本文根據(jù)前述評價指標數(shù)量化方法中的專家評分法確定各指標的權重。為對BRT二級模糊綜合評價的準則層C中15項指標進行權重分配，請專家根據(jù)經(jīng)驗進行打分。對每一個指標按照：a.很重要、b.較重要、c.一般、d.不重要四種重要性分類進行選擇，得到結果見表3：

3、三級模糊綜合評價

根據(jù)一二級模糊綜合評價集，以及多級模糊綜合評價的原理，在此給出三級模糊綜合評價的模型示意如下。

（1）確定權重集A

本文根據(jù)前述評價指標數(shù)量化方法中的專家評分法確定各指標的權重。

為對BRT系統(tǒng)三級模糊綜合評價的準則層B中三項指標進行權重分配，請專家根據(jù)經(jīng)驗進行打分。對每一個指標按照：a.很重要、b.較重要、c一般、d.不重要四種重要性分類進行選擇，得到結果見表4：

（2）歸一化處理

對三級模糊綜合評價集進行歸一化處理，就可得出該項目方案在評語集V=（優(yōu)，良，中，可，劣）中各自的比率。

（3）評價結果分析

由以上結果可以看出，此BRT項目方案一評優(yōu)的比率為13%，評價為良的比率為25%，評價為中的比率為37%，評價可的比率為21%，評價差的比率為3.8%.給定評價級尺度為 ，則可將綜合模糊評價值轉換為一個確定的標量值：

2、二級模糊綜合評價

（1）二級模糊綜合評價的單因素評價矩陣應為一級模糊綜合評價矩陣。

（2）權重集A。

結合本方案的二級模糊評價矩陣，根據(jù)二級模糊綜合評價模型 ，可得到方案一的二級模糊綜合評價為：

3、模糊綜合評價

（1）權重集A

因此，各因素類的等級權重集為A=（0.3458，0.3390，0.3153）.根據(jù)二級模糊綜合評價模型： ，可得到三級模糊綜合評價為：

（2）歸一化處理

對三級模糊綜合評價集進行歸一化處理，就可得出該項目方案在評語集V=（優(yōu)，良，中，可，劣）中各自的比率。

（3）評價結果分析

由以上結果可以看出，此BRT項目方案一評優(yōu)的比率為32%，評價為良的比率為44%，評價為中的比率為19%，評價可的比率為4%，評價差的比率為1%.給定評價級尺度為 ，則可將綜合模糊評價值轉換為一個確定的標量值：

由以上對方案一和方案二的綜合模糊評價分析，方案一和方案二的綜合評分為72.34和89.14，說明實施后的快速公交系統(tǒng)（BRT）優(yōu)于實施前的。

快速公交（BRT）作為一種新型公共交通方式，它能有效地解決城市交通擁堵問題，在倡導綠色交通方面發(fā)揮了積極作用，是當前國際上大力推廣的一種公共交通模式，BRT在我國的發(fā)展還處于起步階段，但是，伴隨著我國城市化進程的加快和居民交通需求多元化的發(fā)展趨勢，BRT在城市交通和城市規(guī)劃領域正日益受到重視。文章以BRT為研究對象，根據(jù)我國城市公共交通系統(tǒng)的特點，運用MATLAB對BRT的綜合評價體系進行了研究。

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