基于多級可拓方法的城市公交樞紐站布局評價＊

仇東東 張杰林

（溫州大學建筑與土木工程學院1） 溫州 325035） （佛山市城市規劃勘測設計研究院2） 佛山 528000）

（東南大學交通學院3） 南京 210096）

城市公交樞紐站布局評價涉及的指標較多，需要綜合的信息量大，且要求指標間盡可能相互獨立，而通過加權運算得到綜合指數等傳統方法來判斷城市公交樞紐站布局的優劣，難以克服指標信息提取不充分或信息冗余等問題．可拓學以形式化的模型研究事物拓展的可能性和開拓規律，常用于處理多參數、混合度大的矛盾問題，而城市公交樞紐站布局評價中的信息綜合與指標獨立就構成了一對矛盾．本文運用可拓評價方法對城市公交樞紐站進行評價，最大限度地對指標信息進行綜合，從而客觀、合理地反映城市公交樞紐站布局的優劣．

1 城市公交樞紐站評價指標體系

建立一套層次清晰、關系合理的評價指標體系，是保證系統評價成功的前提．城市公交樞紐站布局評價指標體系具有一定的層次性，高層次評價指標是從宏觀角度考慮公交樞紐站布局建設前的制約因素和建設后對環境的影響因素；低層次評價指標是從微觀的角度細化或具體化高層次指標．建立評價指標時，應從規劃的協調性、運行的有效性、環境的可持續性等宏觀指標出發，結合綜合性、實用性、可比性、獨立性和相容性等原則［1］，選取具體的微觀評價指標．綜合評價指標體系如圖1所示．

圖1 城市公交樞紐站布局評價指標體系

在評價中，對每項指標都分成優、良、中、差和很差5個等級．根據《城市公共交通站、場、廠設計規范》（CJJ15287）、《城市道路交通規劃設計規范》（GB 50220295）、《城市用地分類與規劃建設用地標準》（GBJ137290）等規范及相關規定，結合文獻［1－2］，確定各指標值范圍，如表1所列．

表1 評價指標分級

2 城市公交樞紐站多級可拓評價方法

可拓評價方法是可拓學的重要應用之一，一般的可拓評價只局限于一級評價上［3－6］，當因素較多時，在諸因素分類的基礎上，建立多級或更高級可拓評價方法［7－8］．同時，由于評價方法體系中指標權重確定方法多采用Delphi方法等，主觀判斷依賴性強，而采用簡單關聯函數來確定指標權重，可有效避免主觀因素的干擾．

2．1 確定經典域和節域

物元是可拓學認識世界的基本邏輯細胞，它將現實事物抽象為事物、特征及事物關于該特征值的量值所組成的一個三元組，記作R＝（事物，特征，量值）＝（N，C，V）．記N 為城市公交樞紐站布局優度；記C為城市公交樞紐站布局評價因素，將其分為n類（本文n＝3），每個因素子集Ci（i＝1，2，…，n）有ni個子因素，即Ci＝｛Ci1，Ci2，…，Cini｝．其中：因素C1，C2分別有3個子因素；因素C3有4個子因素，記Cik（k＝1，2，…，ni）表示第i類因素子集的第k個子因素．

經典域的物元

式中：j為城市公交樞紐站評價類別，即j＝1，2，…，m，本文m＝5；＝〈為第j個評價類別關于第i類因素Ci的二級子因素Cik所規定的量值范圍，即各類別關于對應的評價指標所取的數據范圍經典域．

節域的物元

式中：p為評價類別的全體；Vip為p關于第i類因素Ci所取的量值范圍——節域，且Vikj?Vip．

2．2 確定權重

記城市公交樞紐站布局評價因素Ci的權重為ai，且 ＝1，其子因素Cik的權重為aik，且

1）因素類權重 由關聯函數定義可知，城市公交樞紐站布局評價因素Ci所屬的子因素對各自所屬經典域的關聯函數（vik，）為

式中：vik為p關于Cik所取的量值，即各評價因子實際值，且vik∈Vip．

于是因素類權重ai為

2）子因素權重 利用式（3）計算各指標值關于各等級的優度，可構造Cik的單指標優度評價矩陣Sikj：

設a0k＝1／ni，在等權的情況下，可形成等權重向量，則C的綜合優ik度評價向量Sij為［9］

單指標優度評價向量（Sik1，Sik2，…，Sikj）與綜合優度評價向量Sij的貼近程度體現了城市公交樞紐站布局評價因素子因素Cik反映因素Ci總體情況的能力，二者越貼近，說明Cik越能體現Ci總體情況，即Cik的權重越大．

對上述兩非負向量的貼近程度采用相似系數法進行比較，相似系數rik為

則子因素權重aik為

2．3 一級評價

首先，計算城市公交樞紐站布局評價因素子因素Cik對各個等級的關聯度Kikj（vik）＝

式中：ρ（vik，Vikj），ρ（vik，Vip）分別為點與區間的距；ρ（vik，Vikj）為點vik與區間Vikj的距；ρ（vik，Vip）為點vik與區間Vip的距．其中：點x到區間＜a，b＞的距計算公式為

再對城市公交樞紐站布局評價因素Ci進行一級評價，計算出待評事物p對于Ci關于各個等級的綜合關聯度

2．4 二級評價

1）p關于等級j的關聯度Kj（p）計算

2）等級評定 若Kj0（p）＝Kj（p），則 評 定 p 屬 于 等 級j0． 令＝

變量特征值j′為

3 實例分析

本文以廣東佛山市近期規劃公交樞紐站布局評價為例，說明該評價方法的應用過程．佛山市近期規劃公交樞紐站共14個，占地5．8 hm2［10］，為反映規劃方案是否合理，對其進行評價．

每一評價指標實際值vik見表1最后一列，由式（3）可計算3個城市公交樞紐站布局評價因素Ci所屬的子因素對各自所屬經典域的關聯函數，因其均為正向指標，運用（4）和（6）計算其權重ai為［0．44，0．41，0．15］．運用式（3）和（7）計算各指標值vik關于各等級j的優度，得單指標優度矩陣如下．

根據式（8）和（9）可求得等權重下的多指標綜合評價矩陣Sij及相似系數rik，再依據式（10）可求得子因素Cik權重aik見表2．運用式（11）和（12）計算評價因素子因素Cik對各等級j的關聯度，再對因素Ci進行一級評價（見表2），根據式（14）和（15）得出二級評價結果，見表3．

表2 一級評價計算

表3 二級評價計算

從評價結果可以得出，佛山市近期規劃公交樞紐站方案等級評定為“中”，級別變量值j′為2．51，即該方案評價結果等級屬于2．51類，說明該方案總體評價結果界于“良”與“中”之間，更偏向于“中”．由于佛山市公交樞紐站建設歷史欠賬太多，近期規劃遵循了“盡快、盡早建設，著力控制用地”的基本原則［11］，樞紐站分布密度、人均樞紐站用地面積等指標值較好，但因規劃公交樞紐站多集中在城市建成區，土地利用價值高且建筑拆遷難度大，近期公交樞紐站布局遵循了優先滿足交通功能的原則，對部分用地較為緊張的公交樞紐站綠化用地進行了縮減，故綠化面積率指標值較低，得出該方案等級評定為“中”的結論是合理的．

4 結束語

基于簡單關聯函數和相似系數法計算評價指標的權重，是一種可行的客觀分析方法．由于該方法是一種動態變權方法，權重計算結果是否合理與所占有的數據量有關，而且對不同的評價對象各指標所得的權重分配不同，所以在實測樣本豐富的情況下有較好的應用性．多級可拓評價方法應用于城市公交樞紐站評價中，從評價效果看，該方法是適合的，與實際情況也比較接近．由于各城市功能和結構不一，今后有待繼續完善的研究重點應放在對指標值范圍的修正方面，而多級可拓評價方法中待評事物經典域和節域物元的構造，可以根據實際情況的需要靈活調整，而且精度不會受到建模樣本數量的影響，因此，該方法具有較好的可操作性．

［1］李鐵柱，劉 勇，盧 璨，等．城市公共交通首末站綜合評價［J］．交通運輸工程學報，2005，5（1）：87－91．

［2］Adhvaryu B．Design of bus station：a case study in Brighton［J］．Traffic Engineering and Control，2006，47（5）：182－186．

［3］Ye J．Application of extension theory in misfire fault diagnosis of gasoline engines［J］．Expert Systems with Applications，2009，36（2）：1 217－1 221．

［4］Qiu L M，Zhang S Y，Yu J X，et al．An extensible model of product configuration knowledge based on matter－element［C］∥Proceedings－5th International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery．Jinan，Shandong，China，2008：536－542．

［5］Wang M H，Yu Y G，Zeng B．Research and application of information granulation based on extension method［C］∥Proceedings－7th IEEE／ACIS International Conference on Computer and Information Science．Portland，OR，USA，2008：377－381．

［6］胡寶清，張 軒，盧兆明．可拓評價方法的改進及其應用研究［J］．武漢大學學報：工學版，2003，36（5）：79－82．

［7］王曉寧，安 實，張德軍，等．基于物元分析的立交方案綜合評價方法［J］．武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2009，33（2）：207－210．

［8］楊印生，舒坤良，郭鴻鵬．基于相似系數法的多級可拓評價方法及應用［J］．統計與決策，2008，24（18）：25－27．

［9］魏云冰，鄭安平，崔光照．第三方物流企業關鍵客戶的多級可拓綜合評價［J］．計算機工程，2007，33（7）：187－189．

［10］佛山市規劃局，佛山市交通局．佛山市綜合交通規劃［R］．佛山：佛山市規劃局，2007．