基于層次分析法研究出行方式對(duì)拉薩市環(huán)境的影響

黃京金 胡冉 程剛

摘 要 以拉薩市為例，應(yīng)用層次分析法研究私家車(chē)、公共汽車(chē)、步行、共享單車(chē)這四種出行方式對(duì)拉薩市環(huán)境污染的影響，為未來(lái)拉薩市綠色交通規(guī)劃提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 層次分析法;出行方式;MATLAB

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的出行方式更加多樣化，人們出行方式的不同對(duì)城市環(huán)境的影響也有所不同，并且由世界上的城市發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，發(fā)展迅速的城市，其城市交通系統(tǒng)會(huì)對(duì)城市環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染。

拉薩市位于青藏高原的中部，喜馬拉雅山脈的北側(cè)，處于雅魯藏布江支流拉薩河中游的河谷平原[1]。拉薩市的生態(tài)環(huán)境脆弱，有著典型的高原地區(qū)特征。并且交通基礎(chǔ)設(shè)施總量不足，交通設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏低，空間地域布局不合理。不同的出行方式會(huì)對(duì)城市環(huán)境造成不同的影響，本文就拉薩市市民的出行方式對(duì)拉薩市環(huán)境的影響進(jìn)行研究。

1層次分析模型的構(gòu)建

層次分析法，簡(jiǎn)稱AHP，是指將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定量和定性分析的決策方法。一個(gè)典型的層次分析法結(jié)構(gòu)圖含有方案層、準(zhǔn)則層和目標(biāo)層，在層次分析法的結(jié)構(gòu)圖中，假設(shè)滿足這兩個(gè)條件[2]：

同一層次的各個(gè)因素之間不存在相互影響;

同一層的各因素從屬于上一層的諸因素同時(shí)又支配下一層的諸因素。

運(yùn)用層次分析法解決實(shí)際問(wèn)題的步驟為：

分析問(wèn)題建立目標(biāo)成、準(zhǔn)則層、方案層的層次結(jié)構(gòu)模型;

依據(jù)9尺度對(duì)重要性程度按照1—9賦值[3]，構(gòu)造判斷矩陣;

層次單排序并做一致性檢驗(yàn)。采用特征根法計(jì)算判斷矩陣各因素針對(duì)其準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)向量，對(duì)應(yīng)于判斷矩陣最大特征根 的特征向量，經(jīng)過(guò)歸一化后記為W，即W的元素為同一層次元素對(duì)于上一層因素某因素相對(duì)重要性的排序權(quán)值。因考慮到一致性的偏離可能是由于隨機(jī)原因造成的，因此在檢驗(yàn)判斷矩陣是否具有滿意的一致性的時(shí)候，需將CI和隨機(jī)一致性指標(biāo)RI進(jìn)行比較，得到檢驗(yàn)系數(shù)CR。

（1）層次總排序。計(jì)算從目標(biāo)層到達(dá)方案層的層次總排序，采用如下公式：

（2）層次總排序的一致性檢驗(yàn)?？倢哟闻判虻囊恢滦詸z驗(yàn)，假定層次總排序一共n層，第i層m個(gè)因素對(duì)第i-1層的p的準(zhǔn)則的層次單排序的一致性指標(biāo)為CIp，隨機(jī)一致性指標(biāo)為RIp，故層次總排序的一致性比率可以采用如下公式：

2案例分析

2.1 層次結(jié)構(gòu)建立

拉薩市市民現(xiàn)有主要出行方式為私家車(chē)、公共汽車(chē)，步行，同時(shí)引入內(nèi)地盛行的共享單車(chē)，作為拉薩市居民未來(lái)的主要出行方式。這些出行方式對(duì)環(huán)境的影響主要分為對(duì)大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、人文景觀的影響，作為準(zhǔn)則層。

假設(shè)出行方式對(duì)環(huán)境的影響：大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、人文景觀這五個(gè)準(zhǔn)則層分別記為：A1，A2，A3，A4，A5。方案層中的四種出行方式：私家車(chē)、公共汽車(chē)，步行，共享單車(chē)分別記為B1，B2，B3，B4。根據(jù)層次分析法對(duì)影響環(huán)境的出行方式的因素進(jìn)行歸納，得到層次結(jié)構(gòu)如如圖1：

2.2 判斷矩陣的確立

通過(guò)網(wǎng)上資料搜尋，圖書(shū)查閱，問(wèn)卷調(diào)查的方式，結(jié)合專家意見(jiàn)對(duì)準(zhǔn)則層的五個(gè)因素兩兩比較其重要性程度，對(duì)重要性程度按照1—9賦值，從而構(gòu)造出判別矩陣A。結(jié)合專家意見(jiàn)和資料查詢以及問(wèn)卷調(diào)查的方式，得到判別矩陣A，如表1：

根據(jù)同判斷矩陣A確立的相似方法，構(gòu)造準(zhǔn)則層因素與方案層因素的判斷矩陣。分別記方案層對(duì)準(zhǔn)則層的大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、人文景觀的判斷矩陣為：M1、M2、M3、M4、M5，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查和專家問(wèn)詢得到判斷矩陣Mn，如表2。

2.3 計(jì)算結(jié)果與分析

通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB進(jìn)行最大特征根λmax和權(quán)向量W的求解，并且進(jìn)行一致性比例的檢驗(yàn)。得到檢驗(yàn)系數(shù)CR皆滿足：CR<0.1，權(quán)向量如下表3：

由表3可知，私家車(chē)、公共汽車(chē)、步行、共享單車(chē)四種出行對(duì)未來(lái)環(huán)境產(chǎn)生污染影響最大的是私家車(chē)，其次是公共汽車(chē)，步行和共享單車(chē)對(duì)未來(lái)環(huán)境污染的影響是最小的。由此可知，在對(duì)拉薩市的交通進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重減少市民乘坐私家車(chē)出行的比例，增加市民乘坐公共汽車(chē)出行的比例，并通過(guò)合理增加步行通道和非機(jī)動(dòng)車(chē)的行駛道路以及引進(jìn)共享單車(chē)來(lái)鼓勵(lì)市民以步行和共享單車(chē)的方式進(jìn)行出行，基于此對(duì)拉薩市未來(lái)的交通進(jìn)行合理規(guī)劃。

3結(jié)束語(yǔ)

城市的發(fā)展離不開(kāi)交通，交通的發(fā)展加快了拉薩市城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，步行和共享單車(chē)的盛行有利于拉薩市自然環(huán)境和人文環(huán)境的保護(hù)，同時(shí)有利于改善拉薩市交通擁堵的現(xiàn)狀，同時(shí)交通發(fā)展在高原上還處于初級(jí)階段，在此階段就拉薩市的交通進(jìn)行合理規(guī)劃和對(duì)拉薩市市民的出行方式進(jìn)行正確合理的引導(dǎo)，對(duì)拉薩市交通的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳晶華.拉薩市公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃研究[D].天津：天津大學(xué)，2009.

[2] 舒孝珍.層次分析法在出行方式選擇中的應(yīng)用研究[J].太原學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2020（1）：41-46.

[3] 趙靜，但琦.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2014：8.

作者簡(jiǎn)介

黃京金（1999-），男，山東煙臺(tái)人;學(xué)歷：本科生，西藏大學(xué)在讀，研究方向：交通運(yùn)輸。