公 路 与 汽 运 总第１５７期 Ｈｉｇｈｗａｙｓ ８Ｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ５１ 基于灰色加权关联度的城市轨道交通与 常规公交协调方案优选研究 周静 （西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都 ６１００３１） 摘要：随着大城市、特大城市的不断发展，各大城市倾向于大力构建以城市轨道交通与常规公 交为主体的一体化公共交通服务体系。文中结合城市轨道交通与常规公交相互协调的交通特点， 提出“灰色加权关联度”的评价优选模型，建立两者之间相互协调规划方案的评价指标体系，采用 “熵值法”确定各个指标的权重，对各规划方案的预选模型进行综合评价，并结合案例对某城市的３ 个城市轨道交通与常规公交相互协调预选方案进行分析，选出最佳方案。 关键词：城市交通；轨道交通；常规公交；评价指标体系；灰色加权关联度；熵值法 中图分类号：Ｕ４９１．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—２６６８（２０１３ ＪＯ４—００５１一Ｏ３ 随着城市现代化的不断发展，城市的道路交通 出现了一系列问题（如交通拥堵、环境污染等），各大 １建立评价指标体系 城市先后提出“公交优先”的理念，努力构建以城市 对于城市轨道交通与常规公共交通协调方案的 轨道交通与常规公交为主体的公交服务系统。城市 综合评价指标，应本着实用性、独立性、可行性三方 轨道交通与常规公交的相互协调对于缓解城市道路 面要求来确定。１）实用性，即指标应能全面真实地 交通压力有着十分重要的作用。 反映线网规划的整体情况，既不遗漏关键性指标，又 目前，中国关于城市轨道交通与常规公共交通 不选择重要性低的指标，从而使评价结果更加科学。 协调方案评价方法的研究相对较少，主要有层次分 ２）独立性，即指标体系层次分明，结构清晰，指标之 析法，而这一方法存在缺乏客观实在性等不足。城 间具有独立性，避免重叠；对于不可避免的重叠部 市轨道交通与常规公共交通服务系统具有系统性、 分，可从关联影响矩阵人手对权重进行修正。３）可 层次性、动态性和全方位性等特点，该公交服务系统 行性，即指标能尽可能地量化，能明确界定定性指标 协调方案的评价是一个多主体、多目标的问题，适合 的评分标准，确定定量指标的指标值。综合考虑各 采用综合评价方法。灰色关联度分析法认为若干个 方面因素，建立表１所示的城市轨道交通与常规公 统计数列所构成的各条曲线几何形状越接近，即各 交协调规划方案综合评价指标体系。 条曲线越平行，则它们的变化趋势越接近，其关联度 表１城市轨道交通与常规公交协调规划方案 越大。因此，可利用各方案与最优方案之间关联度 综合评价指标体系 的大小对评价对象进行比较、排序。该方法首先是 类别 评价指标 求各种方案与由最佳指标组成的理想方案的关联系 城市公共交通发展政策法规协调Ｐ 数矩阵，由关联系数矩阵得到关联度，再按关联度的 体制协调 城市公共交通综合管理机构协调Ｐ 大小进行排序、分析，得出评价结论。但灰色关联度 分析法忽视了各个指标的重要程度。而根据“熵权 线路重复系数Ｐ。 法”赋予各指标权重，即“灰色加权关联度”综合评价 线路交叉系数Ｐ 线网协调 方法能很好地克服这个缺点，且无需大量的样本，计 运能匹配程度Ｐ ｓ 算简便，且决策科学。为此，该文针对城市轨道交通 站点覆盖率Ｐ 与常规公共交通协调规划方案的指标进行筛选，建 换成延误时间Ｐ 立规划方案评价指标体系，采用“灰色加权关联度” 枢纽协调 乘客换成系数Ｐ。 的方法进行评价。 营运调度协调程度Ｐ ５２ （１）城市公共交通发展政策法规协调Ｐ 。它 是将城市公共交通政策、各公交枢纽和站场等基础 交通设施建设规划方案、公交票价政策、公交财政政 策等的科学、合理性作为考量系统协调性的一个指 标，可通过相关等级分类进行量化处理。 （２）城市公共交通综合管理机构协调Ｐ。。目 前城市轨道交通与常规公交分属于不同的部门管 理，因而城市轨道交通与常规公交的相互协调性要 求各个相关部门和单位相互合作、协调管理，这样才 能使公交服务系统的协调性进一步提升。该指标可 通过等级分类进行量化处理。 （３）线路重复系数Ｐ。。是指在城市轨道交通 的旅客直接吸引范围之内，常规公交线路与城市轨 道交通平行的总长度与轨道交通线网总长度的比 值。线路重复系数越小，其协调性越高。 （４）线路交叉系数Ｐ 。是指平均公里轨道交 通线路与轨道交通相互交叉的常规公交线路的总条 数。线路交叉系数越大，其协调性越好。 （５）运能匹配程度Ｐ 。反映常规公共交通的 运输能力与城市轨道交通的运输能力相互匹配、协 调的程度，可根据该指标判断旅客运输设备的适应 性。其定义为在客流高峰小时内，城市轨道交通换 乘枢纽客流量与常规公交运输能力的比值。 （６）公交站点覆盖率Ｐ 。是指城市公交站服 务的总面积占整个城市用地面积的百分率，是反映 城市轨道交通与常规公交协调性的一项重要指标。 （７）平均换乘时间Ｐ 。是指乘客在公交系统 内，常规公交与轨道交通相互换乘所花费的平均时 间。乘客平均换乘时间越短，公交换乘枢纽的基础 建设越合理与科学，公交服务系统越便捷，越能满足 乘客的需求。 （８）乘客换乘系数Ｐ。。反映公交服务系统的 直达性，乘客换乘系数越大，乘客越方便，系统的协 调性越强。 （９）营运调度协调程度Ｐ。。反映公交系统之 间相互调度的协调程度，协调程度越大越好。该指 标通过等级分类进行量化处理。 ２综合评价方法 ２．１模型的构建 对于 个指标，假设有ｍ种轨道交通与常规公 交协调规划方案，评价模型为 Ｙ：＝Ｗ・Ｇ 第４期 ２Ｏ１３年７月 式中：ｙ为ｍ种规划方案的决策矩阵，Ｙ—Ｅｙ（１）， ３，（２），Ｙ（３），…，Ｙ（ ）］；ｗ为 个指标的权重向量， ｗ＝［ ，训。，Ｗ －．，７３３ ］；Ｇ为各个指标的灰色关 联系数，Ｇ—Ｅｒ （ ）］ ；ｒ（ｉ）为灰色加权关联度；ｉ 一１，２，…，７２； 一１，２，…，ｍ。 ２．２模型求解 （１）各序列的均值像。设方案 关于指标ｉ的 属性值为Ｕ （ ），则均值像 （ ）：：＝ （ｉ一１，２，，…， ； 一１，２，，…， ） 式中：己， 为ｍ种方案的第ｉ个指标的属性值的平 均值。 ∑ （ ） Ｕ ＝＝＝￡ — ｍ （２）确定最佳方案。假设指标ｉ是效益型指 标，则 ？一ｍａｘ｛ （ ）｝；假设指标ｉ为成本型指标， １≤ｊ≤ｍ 则ｚ￡？一ｍｉｎ｛ （』））；最佳方案的指标向量集Ｕ。一 ｌ≤ ≤ｍ ｛ ２， ２， ２，…， ：）。 （３）确定关联系数。设Ｕ。一｛ ？， ２， ，…， ：）为参照数据列，将各方案的指标均值像ｕ （ ）一 ｛“ （ ），“；（ ），“；（ ），…，“ （ ））（ 一１，２，…， ； 一 １，２，…，ｍ）作为比较数据列，则第 种方案第ｉ个 指标与最佳方案第ｉ个指标的关联系数 （ ）可按 下式计算： （ ）一 ｍｉｎ ｍｉｎｌ ？一 （ ）ｌ＋ｅ ｍａｘ ｍａｘｌ“？一Ｍ （ ）Ｉ ｌ ？一 ｆＩ －）Ｉ＋ｅ ｍａｘ ｍａｘｌ 一“ （ ）ｌ 式中：ｅ为分辨率，其取值一般为０．５。 （４）关联度计算。关联度计算公式如下： ｒ（ ）一∑Ｗ “，，（ ）（ 一１，２，…，ｍ） 一１ 假设ｍａｘ｛ｒ（ ））一ｒ（ｊ），则说明方案 与最佳 ｌ≤Ｊ每ｍ 方案最接近，即方案ｊ比其他方案更优，且可依据灰 色加权关联度ｒ（ ）将各方案的优劣进行排序。 （５）熵权法确定各指标的权重。首先进行原始 数据矩阵归一化，设 个指标ｍ个评价对象，其原 始矩阵为Ａ一（ｎ ｊ） ，对其归一化后，矩阵为．Ｒ 一（ ） 。然后定义熵，设 个指标ｍ个评价对 象的指标体系中，第ｉ个指标的熵为 Ｈ ｇ 公僦 路＆ Ａ 与泐 汽 Ａ 运 ． ｆ 口 公 路 与 汽 运 总第１５７期 Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ５３ ｈ 一一Ｐ∑ｆ ｌｎｆ玎 其中，最佳方案的均值像指标集为： Ｕ。＝（１．０４１，ｔ．０２３，０．９３０，１．０４２，１．０３６， 式中：Ｐ＝１／ｌｎｍｉｆ 一ｒ ／∑ｒ巧。 １．０６３，０．９８７，０．９６３，１．０６３） 经计算，得到关联系数： 定义第ｉ个指标的熵之后，按下式计算第ｉ个 １．０００ Ｏ．５２０ 指标的熵权： １．０００ １．０００ 叫 一 一——÷（（≤０≤Ｗｌ≤１，奎Ｗ ∑ ＝）：１） １．０００ Ｏ．３３３ 一∑ｈ ０．６１４ １．０００ 一 ０．４４３ １．０００ ３案例分析 １．０００ ０．３４７ 假设某大都市为了满足旅客出行需求，建立以 ０．８５５ １．０００ 轨道交通和常规公共交通为主体的城市公共交通服 ０．６５９ １．０００ 务系统，提出３种城市轨道交通与常规公交协调规 １．０００ ０．３４７ 划方案。应用“灰色加权关联度”综合评价方法对这 根据熵权法确定各个指标的权重： ３种预选方案进行评价，并对其优劣进行排序。 Ｗ ＝［０．０２４，０．１１５，０．３４５，０．１７３，０．２２１， 该城市轨道交通与常规公共交通协调规划方案 ０．００１，０．０６２，０．０５８，０．００１］ 的指标数据如表２所示，其中Ｐ 、Ｐ 、Ｐ。经过等级 计算得各方案的关联度为： 分类后作量化处理。 Ｒ＝［Ｏ．７８１，０．５３７，０．７５７］ 袭２某城市轨道交通与常规公共交通协调规划 根据上述计算结果，方案１最接近最佳方案，方 预选方案各指标数据 案３次之，方案２最差。 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ４ 结语 Ｏ ３ ５ ３ ６ ５ ２ ７ ５ 城市居民出行公交化越来越受到重视，它是缓 解城市交通问题的关键方法之一，因而常规公交与 城市轨道交通相互协调的重要性也随之增强。该文 在运用熵权法确定各个指标权重的基础上，建立轨 道交通与常规公交相互协调规划方案综合评价指标 体系，运用“灰色加权关联度”综合评价方法对各种 方案进行分析评价。“灰色加权关联度”综合评价方 法能较科学、合理、简便地对多主体、多目标问题进 行综合评价，在城市轨道交通与常规公交协调规划 方案评价中具有较好的应用前景。 经过计算，得到各序列的均值像： 参考文献： １．０４１ Ｏ．９７９ Ｏ．９７９ ［１］赵鑫．城市轨道交通与常规公交的协调研究［Ｄ］．成 １．Ｏ２３ Ｏ．９５５ １．０２３ 都：西南交通大学，２００４． ０．９３０ １．Ｏ０１ １．Ｏ６２ ［２］虞晓芬，傅玳．多指标综合评价方法综述［Ｊ］．统计与决 １．０４２ 策，２００４（１１）． １．０００ ０．９５８ ［３］马超群，王玉萍，陈宽民，等．基于灰色加权关联度的城 Ｏ．９５２ １．Ｏ１２ １．Ｏ３６ 市轨道线网方案评价［Ｊ］．长安大学学报：自然科学版， １．０６３ １．０００ ０．９３８ ２００７，２７（３）． ０．９９８ １．Ｏ１５ ０．９８７ ［４］ 马荣国，李铁强．灰关联决策在公路建设项目方案比选 ０．９９８ １．Ｏ３９ ０．９６３ 中的应用［Ｊ］．长安大学学报：自然科学版，２００４，２４（６）． １．Ｏ６３ １．０００ ０．９３７ （下转第６４页） Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ６４ 公 路 与 汽 运 第４期 ２０１３年７月 于城市公共交通服务质量评价。 ［５］李煜华，孙凯，孙彩．基于灰色聚类方法的城市公交发 展水平综合评价［Ｊ］．哈尔滨理工大学学报，２００４，９ （６）． ４ 结语 将可拓学中的物元分析模型应用于城市公共交 ［６］张丽花，张好智，杨小宝．基于乘客出行链的公共交通 服务质量评价研究［Ｊ］．公路与汽运，２０１１（４）． 通服务质量综合评价，通过计算各评价指标测量值 关于评价等级的关联度来求解评价等级的值，该模 ［７］张丽花．基于乘客出行链的城市公共交通服务质量综 合评价研究［Ｄ］．北京：北京交通大学，２０１１． ［８］胡启洲．城市常规公共交通系统评价方法研究［Ｄ］．南 京：东南大学，２００８． ［９］杨春燕，蔡文．可拓工程［ＭＩ．北京：科学出版社，２０１０． 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