基于FAHP的山地城市快速路客貨分離組織效果評估

張磊剛 朱旺 余彪 李夢寒

摘 要：為了對山地城市快速路客貨分離組織方案進(jìn)行優(yōu)化，本文基于通行效率、道路安全和經(jīng)濟(jì)效益三個方面建立了評價指標(biāo)體系。完善傳統(tǒng)層次分析法的缺點，提出了三角FAHP法的客貨分離組織選擇評價方法，得出了最優(yōu)的客貨分離組織方案。

關(guān)鍵詞：三角模糊評價;客貨分離;山地城市

中圖分類號：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

客貨混行交通流中，不同車型車輛之間的相互干擾性較大，干擾行駛特性隨時間變化呈無序性。這種不穩(wěn)定的間斷交通流降低了道路安全性，使車輛間易發(fā)生刮擦、追尾等交通事故。同時，客運(yùn)車輛與貨運(yùn)車輛形成的不同特性交通流之間也具有不同的交通流特性，這種交通流特性差異會影響道路的通行效率。采用客貨分離的交通管制方式，可使不同種類的交通流各行其道，以消除道路客、貨車混行造成的對交通的不利影響。所以，對山地城市快速路客貨分離組織效果進(jìn)行評價是非常迫切且必要的。

1 指標(biāo)體系的構(gòu)建與篩選

為使評價指標(biāo)能夠全面合理地反映山地城市快速路客貨分離組織效果的實際情況，在具體確定評價指標(biāo)時，通過分析國內(nèi)外綜合評價成果和行業(yè)專家意見，選取了一級指標(biāo)3個，分別為道路安全、通行效率、經(jīng)濟(jì)效益，二級指標(biāo)9個，分別為平均車速、平均延誤、平均車頭時距、車速離散系數(shù)、換道次數(shù)、平均換道時間、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、改造費(fèi)用、延誤費(fèi)用。

2 評價模型與方法

本文選擇了三角FAHP法作為評價方法。采用三角模糊數(shù)計算得到的評估指標(biāo)的權(quán)重，可以弱化主觀判斷模糊性的影響，使得獲得評估指標(biāo)權(quán)重能夠更加貼近客觀事實。

2.1 構(gòu)造三角模糊判斷矩陣

采用專家系統(tǒng)分析法收集專家意見，根據(jù)各有效專家意見的打分情況，建立該層次指標(biāo)的平均比較矩陣Ar。根據(jù)平均矩陣Ar中各元素數(shù)值攜帶的傾向性信息，用簡化三角模糊數(shù)來代替各比值，進(jìn)而據(jù)此構(gòu)造出相應(yīng)的簡化三角模糊判斷矩陣?yán)萌悄：龜?shù)代替與之對應(yīng)的簡化三角模糊數(shù)，可以構(gòu)造三角模糊判斷矩陣。

2.2 求解單層指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)上述得到的三角模糊矩陣，計算各個因素的綜合模糊度。設(shè)Mij是表示因素i相對因素j在三角模糊矩陣中的數(shù)值，則第i個因素的綜合模糊度為下式所示：

通過上式計算即可得到各因素的綜合模糊度，假設(shè)，則和分別為兩個因素的綜合模糊度，P1≥P2的可能度可定義為：

其中兩個三角形相交部分表示模糊判斷的置信度，其值可以用來表示，同理，根據(jù)上式可以求得如下的可能度矩陣：

當(dāng)表示當(dāng)前層中因素i的權(quán)重分量，則當(dāng)前層評估指標(biāo)的權(quán)向量則wo可以表示為，其值可以通過公式計算求得：

對權(quán)向量wo進(jìn)行歸一化處理后，可得：

通過上述步驟可以計算出單層指標(biāo)權(quán)重的大小。

2.3 綜合權(quán)重計算

采用遞階加權(quán)求和的方法對各層權(quán)重進(jìn)行組合，得到各因素相對于目標(biāo)層的組合排序權(quán)重，權(quán)重數(shù)值越大，則說明該因素的重要性程度越大。

3 實例分析

3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和標(biāo)準(zhǔn)化處理

（1）方案統(tǒng)計。7種待評價的組織方案如下圖3.1所示。

（2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理。對于經(jīng)濟(jì)效益評價指標(biāo)，本文主要通過參考現(xiàn)有文獻(xiàn)得到完整的評價指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理由于各項指標(biāo)的計量單位并不統(tǒng)一，在進(jìn)行方案評價前，需先對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即把指標(biāo)的絕對值轉(zhuǎn)化為相對值，從而解決各項不同質(zhì)指標(biāo)值的同質(zhì)化問題。由于正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)數(shù)值代表的含義不同：正向指標(biāo)數(shù)值越高越好，負(fù)向指標(biāo)數(shù)值越低越好。因此，對于不同指標(biāo)要用不同的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

3.2 指標(biāo)權(quán)重計算

根據(jù)基于三角模糊數(shù)的層次分析法，計算指標(biāo)體系的各個指標(biāo)權(quán)重。以準(zhǔn)則層為例，對專家調(diào)查問卷進(jìn)行收集整理，得到專家意見匯總。

根據(jù)指標(biāo)權(quán)重確定方法，根據(jù)專家意見確定出準(zhǔn)則層的簡化三角模糊矩陣，當(dāng)相應(yīng)簡化三角模糊矩陣滿足一致性要求后，將三角模糊數(shù)代入其中構(gòu)造三角模糊判斷矩陣，求得綜合模糊度和準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重和三角模糊矩陣。

按照上面的方法，可計算不同準(zhǔn)則層下各個指標(biāo)的權(quán)重，再結(jié)合準(zhǔn)則層權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，確定綜合權(quán)重，以此類推，計算出指標(biāo)體系各因素的綜合權(quán)重。

3.3 評價結(jié)果與分析

根據(jù)指標(biāo)綜合權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)可得包括改路現(xiàn)狀在內(nèi)的8個客貨分離方案綜合得分表，綜合得分方案最高的，即為本路段客貨分離最優(yōu)方案。

根據(jù)表3.1可知，方案2的綜合得分為0.946高于其他客貨分離方案，因此在需要實施客貨分離管理措施可按照方案2進(jìn)行客貨分離管理。

4 結(jié)語

本文科學(xué)合理地選取了FAHP評價方法對客貨分離組織的7種方案進(jìn)行了評價。采用三角模糊數(shù)計算得到的評估指標(biāo)的權(quán)重，三角模糊數(shù)可以弱化主觀判斷模糊性的影響，使得獲得評估指標(biāo)權(quán)重能夠更加貼近客觀事實，最終得到，方案二是比較好的選擇。

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