基于可拓理論的湖北省公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)

陳瓊?cè)兀?蔣惠園

(武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院， 湖北 武漢 430063)

公路運(yùn)輸作為交通強(qiáng)國建設(shè)中關(guān)鍵一環(huán)，合理評價(jià)其與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等多系統(tǒng)的適應(yīng)性，對找出公路運(yùn)輸短板、促進(jìn)交通高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。對于綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)評價(jià)，劉東等選取面積密度、平均技術(shù)等級、建制村通暢率、國省道交通量等反映公路網(wǎng)規(guī)模、質(zhì)量、通達(dá)和運(yùn)輸?shù)确矫娴闹笜?biāo)對全國27個(gè)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平評價(jià)；金霞等從公路建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在和外在表現(xiàn)、與綜合交通的協(xié)調(diào)性、非正常情況下適應(yīng)性和建設(shè)資金環(huán)境維度評價(jià)武漢市公路建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展適應(yīng)性；馬娟等建立綜合交通網(wǎng)合理性評價(jià)指標(biāo)體系，從規(guī)模、結(jié)構(gòu)、服務(wù)質(zhì)量等維度運(yùn)用物元模型進(jìn)行評價(jià)；高賀等選取公路網(wǎng)連通度、里程擁擠率、經(jīng)濟(jì)費(fèi)用效益比、內(nèi)部收益率等指標(biāo)構(gòu)建公路網(wǎng)規(guī)劃方案可拓評價(jià)模型；姚銘從布局結(jié)構(gòu)、資源環(huán)境、社會(huì)評價(jià)和技術(shù)評價(jià)四方面采取定性和定量評價(jià)相結(jié)合的方式，采用基于粗糙集的改進(jìn)TOPSIS方法對湖北省道公路網(wǎng)布局進(jìn)行評價(jià)?，F(xiàn)有文獻(xiàn)多側(cè)重于研究公路運(yùn)輸在路網(wǎng)規(guī)劃、布局、費(fèi)用效益和可持續(xù)性等角度的適應(yīng)性，缺少從高質(zhì)量發(fā)展的角度考慮公路運(yùn)輸與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等多系統(tǒng)的適應(yīng)程度。為克服上述缺陷，該文從安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)5個(gè)維度建立評價(jià)指標(biāo)體系，引入可拓理論，對公路運(yùn)輸?shù)倪m應(yīng)性優(yōu)劣程度進(jìn)行綜合評價(jià)。

1 可拓評價(jià)模型

1.1 可拓學(xué)基本理論

可拓學(xué)是以矛盾問題為研究對象，利用關(guān)鍵因素對問題進(jìn)行細(xì)化，將事物N、特征C和量值V作為描述問題的基元，記為R=(N,C,V)，通過描述事物和量值之間的關(guān)系，準(zhǔn)確描述客觀事物的變化過程。公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)體系中存在較多可變矛盾因素，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)隨評價(jià)主體、評價(jià)時(shí)期和評價(jià)目標(biāo)的變化而變化，建立公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)可拓模型可避免評價(jià)的不確定性。

(1) 確定經(jīng)典域和節(jié)域。R0為基元，將待評公路運(yùn)輸適應(yīng)性劃分為不同等級，記為Nj={N1,N2,…,Nm}。評價(jià)因素集C是公路運(yùn)輸適應(yīng)性的評價(jià)指標(biāo)，C={C1,C2,…,Cn}。Vji為各評價(jià)指標(biāo)i對應(yīng)不同評價(jià)等級j的取值范圍，即經(jīng)典域，記為Vji=(aji,bji)。n為評價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。經(jīng)典域表示為：

R0=(N,C,V)=

(1)

Rp為適應(yīng)性模型指標(biāo)全體取值范圍的基元，公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)等級的全體記為Np，Np關(guān)于Ci的取值范圍記為Vpi=(api,bpi)。節(jié)域表示為：

(2)

(2) 建立關(guān)聯(lián)函數(shù)。待評對象的單項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)Vi關(guān)于各評價(jià)等級j的關(guān)聯(lián)度表達(dá)式為：

(3)

式中：ρ(vi,Vpi)=|vi-(api+bpi)/2|-(bpi-api)/2；|Vji|=|bji-aji|；ρ(vi,Vji)=|vi-(aji+bji)/2|-(bji-aji)/2。

(3) 確定評價(jià)等級。公路運(yùn)輸適應(yīng)性N關(guān)于等級j的綜合關(guān)聯(lián)度為Kj(N)，αi為評價(jià)指標(biāo)Ci的權(quán)重系數(shù)，則有：

(4)

級別變量特征值用J表示，其數(shù)值大小表示適應(yīng)性所對應(yīng)的等級j：

(5)

若Kj(N)=maxKj(N)，則Np屬于等級j，令

(6)

1.2 指標(biāo)權(quán)重確定

為避免人為主觀因素的影響，采用簡單關(guān)聯(lián)函數(shù)確定指標(biāo)權(quán)重，公式如下：

(7)

指標(biāo)i對應(yīng)的等級j越大，指標(biāo)應(yīng)賦權(quán)重越大時(shí)，有：

(8)

指標(biāo)i對應(yīng)的等級j越大，指標(biāo)應(yīng)賦權(quán)重越小時(shí)，有：

(9)

指標(biāo)i的權(quán)重為：

(10)

2 公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)指標(biāo)體系

2.1 評價(jià)指標(biāo)選取

基于交通高質(zhì)量發(fā)展內(nèi)涵，建立的評價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)包括安全、便捷、高效、綠色和經(jīng)濟(jì)5個(gè)層面，考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和完整性，建立表1所示評價(jià)指標(biāo)體系。

安全性綜合考慮地區(qū)人口、汽車保有量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異，以綜合事故率、單位運(yùn)量事故率和事故損失率來衡量公路安全性等級；便捷性考慮公路網(wǎng)規(guī)模應(yīng)適度領(lǐng)先經(jīng)濟(jì)發(fā)展、高等級公路比重和城鄉(xiāng)公路交通服務(wù)均等化發(fā)展；高效性主要以車輛在公路網(wǎng)中的擁擠程度、行駛速度和公路網(wǎng)利用程度來衡量；綠色化主要考慮公路運(yùn)營階段低碳減排效果，以單位周轉(zhuǎn)量碳排放來衡量；經(jīng)濟(jì)性考慮公路運(yùn)輸?shù)目偼度?包括從業(yè)人員、固定資產(chǎn)投資、公路里程和營運(yùn)車輛)和總產(chǎn)出(包括客運(yùn)周轉(zhuǎn)量和貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量)的投入產(chǎn)出比。

表1 公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)指標(biāo)體系

續(xù)表1

2.2 適應(yīng)度等級劃分

根據(jù)公路運(yùn)輸適應(yīng)性的內(nèi)涵和評價(jià)指標(biāo)的具體內(nèi)容劃分成5個(gè)評價(jià)等級，分別為優(yōu)質(zhì)適應(yīng)(S1)、良好適應(yīng)(S2)、一般適應(yīng)(S3)、勉強(qiáng)適應(yīng)(S4)、不適應(yīng)(S5)，各評價(jià)等級指標(biāo)區(qū)間見表2。

3 湖北省公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)

3.1 湖北省公路運(yùn)輸概況

以湖北省2014—2018年公路運(yùn)輸為研究對象，數(shù)據(jù)主要來源于《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖北省公路交通情況分析》和《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。根據(jù)表1所示評價(jià)指標(biāo)體系，收集整理相關(guān)原始數(shù)據(jù)，經(jīng)處理加工后得到各指標(biāo)數(shù)據(jù)(見表3)，根據(jù)式(10)計(jì)算得出各指標(biāo)權(quán)重(見表3)。

表2 公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)等級指標(biāo)區(qū)間

3.2 湖北省公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)結(jié)果

根據(jù)式(4)～(7)，計(jì)算得到湖北省公路運(yùn)輸和各準(zhǔn)則層適應(yīng)性級別變量特征值(見表4)。

表3 湖北省公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)及指標(biāo)權(quán)重

表4 湖北省公路運(yùn)輸和各準(zhǔn)則層適應(yīng)性級別變量特征值

由表4可知：2014—2018年，湖北省公路運(yùn)輸適應(yīng)性級別變量特征值為[2.002，2.104]，即處于良好適應(yīng)和一般適應(yīng)等級區(qū)間，偏向于良好適應(yīng)等級，表明湖北省公路運(yùn)輸能較好地適應(yīng)交通高質(zhì)量發(fā)展需求，但仍存在一定提升空間。為更直觀地描述各子系統(tǒng)評價(jià)等級的變化趨勢，將數(shù)據(jù)繪制成折線圖(見圖1)。

圖1 湖北省公路運(yùn)輸系統(tǒng)子系統(tǒng)適應(yīng)性變化趨勢

從安全性來看，其特征值由2014年的2.286上升到2018年的3.844，從良好適應(yīng)變?yōu)槊銖?qiáng)適應(yīng)，表明湖北省公路運(yùn)輸安全性近年來明顯降低。自2016年起公路交通事故率持續(xù)處于高位狀態(tài)，雖然近年來湖北省貫徹落實(shí)了“公路安全生命防護(hù)工程”、“整治公路貨車違法超限超載行為專項(xiàng)行動(dòng)”、“湖北省城市道路交通文明暢通提升行動(dòng)計(jì)劃(2018—2020年)”等一系列重要舉措，但并未取得明顯成效，在提升公路運(yùn)輸安全性上仍大有可為。

從便捷性來看，其特征值均值為1.942，整體處于良好適應(yīng)水平，無明顯波動(dòng)。湖北省公路網(wǎng)規(guī)模能較好地適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高等級路網(wǎng)比重維持在11%～13%，行政村通客車率達(dá)100%，客運(yùn)班車覆蓋率穩(wěn)步提升，農(nóng)村人口出行便捷度不斷提高。

從高效性來看，其特征值為[2.036，2.124]，介于良好適應(yīng)與一般適應(yīng)水平，整體偏向于良好適應(yīng)，說明干線公路網(wǎng)能較好地滿足高效出行需求且路網(wǎng)利用率穩(wěn)中有增。2014—2018年，湖北省國省干線及高速公路擁擠度大于1的道路數(shù)均維持在4%～8%，除少數(shù)路段可能會(huì)造成擁擠外，其余能較好地滿足高效性需求，平均行車速度基本穩(wěn)定在57～58 km/h。

從綠色性來看，其特征值呈先上升后下降趨勢，在一般適應(yīng)和勉強(qiáng)適應(yīng)水平波動(dòng)。綠色性特征值在2016年達(dá)到峰值，這一時(shí)期湖北省汽車保有量年均增長達(dá)18.078%，而后兩年汽車保有量增速下滑至14.549%，且隨著新能源汽車的大力發(fā)展和清潔能源的推廣，公路運(yùn)輸綠色化程度逐漸提高。

從經(jīng)濟(jì)性來看，其特征值均值為1.056，整體處于優(yōu)質(zhì)適應(yīng)狀態(tài)，無明顯波動(dòng)。公路運(yùn)輸投入產(chǎn)出綜合效率值均大于0.987，說明公路運(yùn)輸系統(tǒng)DEA有效，系統(tǒng)內(nèi)部處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，資源投入和產(chǎn)出保持相對平衡。

4 結(jié)論與建議

(1) 基于可拓層次分析法計(jì)算得到的特征值表明，2014—2018年湖北省公路運(yùn)輸適應(yīng)性介于良好適應(yīng)和一般適應(yīng)水平，偏向于良好適應(yīng)，能較好地適應(yīng)交通高質(zhì)量發(fā)展需求。湖北省公路運(yùn)輸安全性由良好適應(yīng)變?yōu)槊銖?qiáng)適應(yīng)；綠色性水平在一般適應(yīng)和勉強(qiáng)適應(yīng)水平波動(dòng)，且向利好趨勢發(fā)展；便捷性、高效性和經(jīng)濟(jì)性均無明顯波動(dòng)，分別位于良好適應(yīng)、良好適應(yīng)和一般適應(yīng)水平。

(2) 湖北省公路運(yùn)輸離建設(shè)人民滿意的公路運(yùn)輸體系仍存在一定差距，在提高公路運(yùn)輸安全、減少交通擁堵和節(jié)能減排方面仍有較大提升空間。在交通強(qiáng)國背景下，湖北省未來仍需繼續(xù)加大公路交通基礎(chǔ)設(shè)施投入，以智慧公路為導(dǎo)向，結(jié)合大數(shù)據(jù)治理交通安全隱患和交通擁堵問題，提升公路安全水平，促進(jìn)交通流合理分配；提高公共交通服務(wù)水平，鼓勵(lì)公眾乘坐公共交通工具，推進(jìn)新能源、清潔能源的應(yīng)用，促進(jìn)公路運(yùn)輸節(jié)能減排。

(3) 文中構(gòu)造的公路運(yùn)輸適應(yīng)性評價(jià)體系，綜合了安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)多方面，是對整個(gè)公路運(yùn)輸綜合評價(jià)的考量，克服了已有研究中只考慮公路規(guī)?；虿季值葐我灰蛩氐牟蛔悖蔀槲磥砉愤\(yùn)輸發(fā)展方向研究提供借鑒。但也存在一些不足之處，在研究公路運(yùn)輸高效性時(shí)，受數(shù)據(jù)可獲得性影響，未考慮城市內(nèi)部公路通行狀態(tài)。另外，該文是對湖北省進(jìn)行縱向?qū)Ρ妊芯?，下一步可對不同省份之間進(jìn)行橫向?qū)Ρ仍u價(jià)。