基于AHP-DEMATEL法的公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度模糊評價

彭 晗， 吳金妹， 姚林曉

(華北水利水電大學(xué) 機械學(xué)院，河南 鄭州 450045)

一、引言

優(yōu)先發(fā)展公共交通是有效解決大城市交通擁堵等交通問題的根本出路。公交換乘系統(tǒng)是城市公共交通系統(tǒng)優(yōu)化的重要內(nèi)容，建立令乘客滿意的公交換乘系統(tǒng)，不但可以有效減少乘客出行的時空消耗，提高城市公交系統(tǒng)的運營效率，也是確定公交主導(dǎo)地位的有效途經(jīng)。如果能夠及時準確了解當前公交換乘系統(tǒng)乘客的滿意情況并進行分析，對完善公交換乘系統(tǒng)、提高換乘效率、增加乘客滿意度有極其重要的意義。王江洪、周偉[1-2]等對公交換乘系統(tǒng)及換乘問題從協(xié)調(diào)管理的角度進行分析，彭曉偉、黃婷[3-4]等從乘客角度對公交服務(wù)質(zhì)量進行分析，曹蕾[5]構(gòu)建了快速公交換乘指標體系，朱雪松、程麗、LI Zhan、彭聰、馬振東、李瑩、XIE Pingsheng[6-12]等分別將AHP(Analytic Hierarchy Processing，層次分析法)或改進的AHP應(yīng)用到運輸領(lǐng)域及其他領(lǐng)域。因此，以乘客滿意為關(guān)注焦點，構(gòu)建公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度的多層次評價指標體系，建立基于AHP-DEMATEL(Decision Making Trail and Evaluation Laboratory，決策施行與評價實驗室)公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度模糊評價模型，結(jié)合MCEFUZZY軟件進行實例評價分析，能夠為實現(xiàn)高效的公交換乘提供理論基礎(chǔ)，為政府制定相應(yīng)政策提供決策依據(jù)。

二、建立公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度評價指標體系

公交換乘系統(tǒng)對體現(xiàn)城市公共交通主導(dǎo)地位起著關(guān)鍵作用，令乘客滿意的換乘系統(tǒng)可有效吸引更多乘客選擇公交出行方式[4-6]。在設(shè)計公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度評價指標體系時，應(yīng)以乘客需求為出發(fā)點，本著“以人為本”的設(shè)計與服務(wù)理念，結(jié)合乘客換乘系統(tǒng)場景下的特定心理、行為、空間感覺、時間價值等要求，充分考慮指標體系設(shè)計的科學(xué)性和獨立性、實用性和可靠性、系統(tǒng)性和層次性、完整性和可控性、定量和定性相結(jié)合等原則[6-8]，建立能夠科學(xué)、準確、快速進行評價的指標體系。因此，以評價目的為指導(dǎo)，從乘客需求的舒適、便捷、服務(wù)、安全等四個方面建立如圖1所示的公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度多層次評價指標體系。該指標體系包括三個層次，即第一層為目標層U，第二層為主準則層Ui(包括4個指標)，第三層為次準則層Uij(包括13個指標)。

圖1 公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度評價指標體系

三、建立基于AHP-DEMATEL的模糊評價模型

(一)模型概述

模糊評價方法是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，從多個層次多個因素對評價對象的等級狀況進行評價的一種方法，但各因素權(quán)重的確定是關(guān)鍵，同時直接決定評價結(jié)果的準確性[7-10]。AHP通過各因素的重要性作兩兩比較，確定權(quán)重，具有客觀性、準確性和有效性[9-12]，但確定權(quán)重的前提是各因素相互獨立，而公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度測評涉及面較廣，很難保證各因素的獨立性；DEMATEL法通過分析各因素之間影響程度來確定權(quán)重[10-11]，可有效解決因素之間的非獨立性問題。因此，采用AHP法確定各因素的初始權(quán)重，再通過DEMATEL法對初始權(quán)重進行修正，綜合這兩種方法的優(yōu)勢，降低這兩種方法的主觀片面性，可有效提高權(quán)重賦值的客觀性、科學(xué)性及準確性，更有助于提高模糊評價結(jié)果的科學(xué)性和實用性。

(二)模型建立過程

1.構(gòu)造因素域、評語域及模糊評價矩陣

根據(jù)圖1多層次評價指標體系，構(gòu)造公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度評價因素域U={U1，U2，…，Un}，n=4，并將因素域按屬性細分成m個子評價因素域Ui={Ui1,Ui2,…,Uim}，其中i=1,m=3;i=2,m=4;i=3,m=3;i=4,m=3。

構(gòu)造評語域為V={V1,V2,…,Vc}，c=3—5，一般采用很滿意、滿意、一般、不滿意和很不滿意共五個等級，并邀請相關(guān)學(xué)者定義其分值區(qū)間及標準值，見表1。

確定模糊評判矩陣R=(rij)i×5，rij表示因素Ui對評語Vj(j=1,2,…，5)的隸屬度，其確定方法主要根據(jù)概率統(tǒng)計法并按其隸屬函數(shù)r計算，其中nij表示因素Ui對評語Vj的概率統(tǒng)計總數(shù)。

表1 評語域分值區(qū)間及標準值

2.確定各指標權(quán)重

第一步計算各指標初始權(quán)重。應(yīng)用層次分析法確定各指標權(quán)重，一般需要構(gòu)造判斷矩陣，并進行一致性檢驗。具體步驟如下：

構(gòu)造判斷矩陣A=(αij)n×n，式中αij是i元素比j元素重要性等級。采用傳統(tǒng)九標度法對αij賦值，其中αij滿足式(1)。

αij=1;αij=1/αij;αij=αij/αij

(1)

對判斷矩陣進行一致性檢驗。首先計算判斷矩陣的最大特征根λmax，并計算一致性檢驗的標度，即CI=(λmax-n)/n-1；其次根據(jù)n的大小，按表2查找對應(yīng)的平均隨機一致性指標RI，計算隨機一致性比率CR，即CR=CI/RI。一般認為CR<0.1，具有滿意的一致性。

表2 RI的取值

第二步確定影響權(quán)重。應(yīng)用DEMATEL法對初始權(quán)重進行修正，得各指標影響權(quán)重，計算過程如下：

民國紀元前十三年，公歷一八九九年，十二月二十五日，于其循例之游藝會中加演話劇。是役也，不特為學(xué)生演劇之先聲；亦即為話劇輸入中國之嚆矢。劇凡三：一曰《稟見得妻》，取材于昆曲《人獸關(guān)》之《演官》，而多所損益。屬混沌初開，因簡陋特甚，既無布景，又乏燈光；而上場有詩，下場有對，猶未盡脫舊劇窠臼。其二則為系西洋短劇，純以英語出之。至劇名為何，已不復(fù)能舉矣。[4]32

構(gòu)建直接影響矩陣。定義( 0、1、2、4)分別表示兩因素之間“沒影響”、“有影響”、“較大影響”、“很大影響”，得各因素之間的直接影響矩陣Z=(zij)n×n，且Zij=0，其中zij為第i個指標對第j個指標的直接影響程度。

規(guī)范化直接影響矩陣。通過公式(2)對Z的規(guī)范化，得矩陣Y：

(2)

計算綜合影響矩陣。按式(3)計算T，即綜合影響矩陣。

T=Y+Y2+…+Yn=(tij)n×n

(3)

計算影響權(quán)重。按式(4)計算W2，即影響權(quán)重。

(4)

3.模糊評價

根據(jù)圖1所示的評價指標層次結(jié)構(gòu)圖判斷，需要進行兩級模糊評價。

Bi=Wi°Ri

(5)

式中Bi是指對第二層第i個因素的一級模糊評判向量。

其次對第二層的四個因素進行二級模糊綜合評價，得到對目標層的二級模糊綜合評價向量B，即：B=W°R。根據(jù)最大隸屬度準則確定最終的評語等級，同時結(jié)合各評語域的分值區(qū)間及標準值計算綜合得分值，兩者結(jié)合確定最終的評價結(jié)果。

四、實例研究

根據(jù)上述建立的基于AHP-DEMATEL的公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度模糊評價模型，并應(yīng)用綜合評價軟件MCEFUZZY，按照上述步驟對一大城市公交換乘系統(tǒng)的乘客滿意度進行評價。

第一，根據(jù)圖1所示多層次評價指標體系以及評語域，利用MCEFUZZY軟件包建立道路應(yīng)急能力評價模糊結(jié)構(gòu)模型。

第二，邀請領(lǐng)域資深學(xué)者組成評價專家組，同時在公交換乘系統(tǒng)對乘客進行調(diào)研，建立各評價指標之間的判斷矩陣及直接影響矩陣。根據(jù)上述計算各級各個指標的初始權(quán)重、影響權(quán)重及綜合權(quán)重(見表3)，同時將權(quán)重值直接輸入MCEFUZZY軟件。

表3 各指標的初始權(quán)重、影響權(quán)重及綜合權(quán)重

第三，綜合分析該城市公交換乘實際情況，實地調(diào)研得到各評價指標對評語域的模糊評價矩陣R1、R2、R3、R4，將其數(shù)值輸入MCEFUZZY軟件。

應(yīng)用MCEFUZZY軟件進行模糊評價，可得到評價結(jié)果向量、各個評語等級序號及其隸屬度柱狀圖、該城市公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度綜合得分，見圖2。

根據(jù)最大隸屬度原則，由圖2中各評語等級隸屬度序號，該城市公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度評價等級為“不滿意”；從圖2可看出綜合得分值是4.37247，根據(jù)表1中的分值區(qū)間判斷，屬于“一般”，但沒有達到該等級的標準值。因此，綜合以上分析，該城市公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度評價結(jié)果為不滿意，與實際情況相吻合。

圖2 乘客滿意度模糊評價結(jié)果

五、結(jié)語

加強公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度評價研究，有利于提高公交服務(wù)水平及公交換乘效率，幫助緩解城市交通問題。在構(gòu)造公交換乘系統(tǒng)乘客滿意度多層次評價指標體系基礎(chǔ)上，應(yīng)用DEMATE法對AHP法確定的各指標初始權(quán)重進行修正，得到其綜合權(quán)重。在此基礎(chǔ)上，建立合適的模糊評價模型，并結(jié)合MCEFUZZY軟件進行實例評價研究。通過實例分析證明，該方法能夠科學(xué)、快速、準確地評價城市公交乘客滿意度等級，同時提高評價結(jié)果的科學(xué)性、合理性和高效性，為政府制定相應(yīng)公交政策及措施提供一定的理論依據(jù)。

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