基于層次分析法評價地鐵對鄭州交通的影響

閆鵬飛 姚 坤

(鄭州大學水利與環境學院，河南鄭州 450001)

0 引言

隨著城市經濟的迅猛發展，城市交通擁堵日趨嚴重已經成為一個普遍現象，尤其是在鄭州這樣一個高人口密度的國家一級城市。現有的交通越來越不能滿足市民對交通方式的更高要求，城市交通供應與需求矛盾日益突出。具有系統運量大、快速安全、準時到發的運營特點以及高效能、無污染的運輸特點的交通軌道受到各大城市的青睞，成為解決交通擁堵問題的首選。2009年2月，鄭州地鐵1，2號線正式獲得國務院批準。從此，鄭州進入了地鐵建設的高速時代。

1 前提假設

1)在地鐵修建之前，市民出行方式全部為公交方式;2)假設1，2號線的平均站點載流量相等。

2 地鐵所能緩解交通壓力的能力

根據設計的1號線行車計劃初期客流量，可以根據假設中“1號線和2號線的平均站點載流量相等”來預測2號線的日載客量Z2，則2號線的日載客量Z2表示為:

則用地鐵總的日載客量與地鐵未建成之前總的交通載客量(公交日載客量)之比α來表示地鐵建成之后所能緩解的交通壓力的能力:

式中:Z1——1號線行車計劃初期客流量;

Z2——2號線的日載客量;

Zg——公交車日載客量;

α——地鐵所能緩解交通壓力的能力;

S1——1號線站點個數;

S2——2號線站點個數。

根據設計的1號線行車計劃初期客流量Z1=84．2萬人次/d，1，2號線的規劃站點分別是22個，16個，則預測2號線建成后的客流量:

搜查數據，得到2011年10月份的公交車客流量為209．7萬人次/d，現將數據列表如表1所示。

表1 客流量數據列表 萬人次/d

由此可以求出地鐵在建成之后將緩解的交通壓力α:

由此可以看出，地鐵1號線，2號線在建成之后將承擔所有客流量的69．3%，這將大大緩解城市的交通壓力。

3 層次分析法比較方案的優越性

層次分析法［1，2］將復雜的問題層次化，根據問題和要達到的目標，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關聯以及隸屬關系將因素按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結構模型，它是一種定性與定量相結合的系統化、層次化的分析方法，適用于較為復雜、較為模糊且難以完全用定量進行分析的決策問題。

第一步:確定目標層。

目標層為鄭州市軌道交通建設對鄭州交通產生的影響，準則層依次為居民乘車的便捷性，出行方式的經濟性，乘坐時的安全性以及交通方式的環保性。

層次結構示意圖如圖1所示。

圖1 層次結構示意圖

目標層A:鄭州市軌道交通對城市交通的影響。

準則層:B1:便捷;B2:經濟;B3:安全;B4:環境。

決策方案:P1:只有公交;P2:公交與地鐵共同服務。

第二步:建立判斷矩陣。

對于評價目標而言，權重系數是評價指標之間相對重要程度的體現。利用層次分析法求得各指標權重。采取對同一層的因素進行兩兩比較的辦法來建立判斷矩陣，進而確定各指標的權重。為了使各個標準下，各方案兩兩比較以求得其相對權重，我們引入了相對重要性的指標，如表2所示。

表2 重要性標度含義表

根據鄭州交通實際情況，權衡多種因素，利用專家打分法對評價指標進行打分，得到成對比較矩陣A:

第三步:計算與檢驗。

成對比較矩陣A的最大特征值是λ=4．033 7(用matlab計算)，則一致性指標:

查表可知:隨機一致性指標RI=0．90。

一致性比率:

符合一致性檢驗的標準，說明A是一致矩陣，所以w可作為權向量。

λ對應的特征向量:

B1，B2，B3，B4的最大特征根分別為:

對應的特征向量為:

顯然，0．220 ＜0．779，據此可以看出 P2(方案二)比 P1(方案一)優越很多，即公交與地鐵并行對鄭州地鐵產生了深遠且不可估量的好處。對城市的發展，居民生活的改善起到了舉足輕重的作用。

4 結果與分析

在假設的前提下可以知道，1號，2號地鐵建成后將能緩解69．3%的交通壓力，這對將來鄭州市市民的出行產生巨大的便利。在對比鄭州市的主要交通方式中，是只有公交車和公交與地鐵哪個更有利的時候，采用了層次分析方法，從這兩個方案的對比中，可以看出地鐵建成后無論是對居民出行的便利性、安全性，還是經濟性、環保性都起到了非常重要而深遠的影響。

［1］胡 華．層次分析法在旅游綜合決策中的應用［J］．寧夏大學學報(自然科學版)，2003，24(4):333-334．

［2］司守奎，孫璽菁．數學建模算法與應用［M］．北京:國防工業出版社，2011:351-355．