基于綜合效益評價模型的蚌埠市新能源公交評價系統研究

錢智勇 張文 李芳芝

摘 要：文章針對新能源公交汽車的普及和發展問題，基于對現階段蚌埠新能源公交系統的調查研究，構建了綜合效益評價模型。文章從經濟效益和社會環境效益指標出發，分別利用層次分析法、灰色關聯法以及因子分析的方法，得到對推廣使用純電動公交車項目綜合收益影響程度較大的因素，其中經濟效益指標中重要影響因素是總投資收益率，社會環境效益中重要影響因素是居民關注度、碳排放量，并據此提出相關建議。

關鍵詞：新能源公交車;層次分析法;灰色關聯法;因子分析

在城市公交的日常運營當中，城市居民是與公交車聯系最為緊密的群體，新能源公交車的出現不僅為城市居民帶來了便利，也為城市帶來了綠色出行。但是根據歷史數據反映的信息中可以發現，有一大部分的城市居民并不了解新能源公交車，對于其性能、耗能情況、政策扶持等缺乏認識[1]。

只有獲得城市居民的支持和關注，新能源公交系統的發展才可以更加順利，所以需要對新能源公交系統進行綜合效益評價，讓城市居民了解到新能源公交體系帶來的巨大效益[2]。以此為目的，下文建立了綜合效益評價模型，通過評價新能源公交體系各個模塊的綜合效益，讓人們認識到新能源公交體系可以為城市帶來的巨大效益[3]。

一、經濟效益指標評價模型

在經濟效益這一一級指標中，研究通過查找相關資料，找出新能源公交系統對經濟效益影響最大的因素，將其分為七個二級指標，分別為流動資金周轉率、投資回收期、投資收益率、內部收益率、項目資本金凈利潤率、經濟效益費用比和資本成本率。

（一）數據的來源及處理

由于各項指標數據可能存在量級量綱的影響，為了便于分析，需要將數據進行標準化處理。處理公式為：

其中X*1為標準化后的指標，E（Xi）為指標的均值，D（Xi）為指標的方差。

（二）建立模型

令“經濟效益”為E1，下屬的二級指標流動資金周轉率、投資回收期、投資收益率、內部收益率、項目資本金凈利潤率、、經濟效益費用比、資本成本率分別為C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7。

（1）構造比較判別矩陣

（2）層次單排序及其一致性檢驗

對于比較判斷矩陣，用 MATLAB 軟件求出其最大的特征值及其對應的特征向量，將特征向量歸一化后，即可得到相應的層次單排序的相對重要性權重向量，以及一致性指標CI和一致性比例CR[4]。

由上表可知層次單排序的CR值小于0.1，符合一致性要求。

（3）篩選重要二級指標。由MATLAB輸出結果可知，二級指標中只有投資收益率、內部收益率、經濟效益費用比的權重大于0.1，其余均小于0.1，因此將總投資收益率、內部收益率、經濟效用費用比這三指標作為經濟效益下的主要二級指標[5]。

二、社會環境指標評價模型

在社會環境這一一級指標下，文章結合線上線下問卷數據和相關的數據，找出新能源公交系統對于社會與環境影響的最大因素，將其分為十個二級指標，分別是尾氣排放量、電能損耗量、電能所占比率、總能源消耗量、居民關注度、線網密度、年終載容量、換乘連通度、服務區域和增加就業人數。

（一）數據來源

本題的數據來源主要分為四個方面，可以概括為實地調研蚌埠市公交總站和公交集團總公司采集數據、問卷收集數據、蚌埠市環保局搜集數據、根據已有可靠數據分析。2013-2018年各項指標的數據如下所示：（下文的數據用變量表示）

（二）建立模型----模型Ⅰ灰色關聯分析：

（1）模型原理。灰色關聯分析是指對一個系統發展變化態勢的定量描述和比較的方法，其基本思想是通過確定參考數據列和若干個比較數據列的幾何形狀相似程度來判斷其聯系是否緊密，它反映了曲線間的關聯程度。在社會環境的十個主要指標中，文章使用灰色系統關聯規則，篩選出與社會環境具有強關聯的幾類指標，作為評價社會環境指標的參考依據[6]。

（2）建模思路

1）計算灰色關聯系數和加權關聯度：

為比較數列xi對參考數列的關聯系數，其中為分辨系數，稱、分別為兩級最小差及兩級最大差，一般來講，分辨系數越大，分辨率越大;分辨系數越小，分辨率越小[7]。

灰色加權關聯度的計算公式為。

②模型結果

利用MATLAB軟件編程，得到每個指標與社會綜合效益之間的關聯度，結果如下表：

結果顯示，居民關注（X4）、換乘連通度（X7）、線網密度（X5）、電能損耗量（X2）、碳排放量（X10）等指標灰色關聯度較大，與社會環境綜合效益關聯較為密切，即影響程度較大，故將其擬選其作為考核社會環境效益的二級指標[8]。

（三）建立模型----模型Ⅱ因子分析

（1）模型原理。因子分析是指研究從變量群中提取共性因子的統計技術，因子分析可以對研究變量進行降維處理。文章將對十個社會環境二級指標進行因子分析，篩選出具有代表性的指標，更加方便地建立整體評估模型。

（2）建模思路

1）對數據進行標準化處理

2）將數據導入SPSS，進行因子分析，得到各因子解釋原有變量總方差的情況，如下表所示：

由結果可以看出提取的三個因子共解釋了原有變量總方差的84.416%。總體上原有變量的信息丟失較少，因子分析效果較理想[9]。

（3）計算因子得分

采用回歸法估計分子得分系數，并輸出因子得分系數，得分系數矩陣如下表所示：

（4）模型結果

由上表計算可以得出，居民關注（X4）、碳排放量（X10）、線網密度（X5）、換乘連通度（X7）、增加就業人數（X9）等指標得分較高，在各項指標中較為突出，說明這幾個指標較為重要，將其篩選出來，作為社會環境效益的考究指標[10]。

（四）指標整合

對于兩種模型篩選出來的二級指標，在其基礎上進行二次篩選，對其交集指標進行選取，因此選取居民關注程度（X4）、碳排放量（X10）、線網密度（X5）、換乘連通度（X7）、作為最終需要選取的社會環境效益二級指標。這種篩選方法避免了單個模型隨機因素造成的誤差，使得結果更加準確，指標更具有代表性，結論更具針對性。

三、結語

在經濟效益下的七個二級指標中，采用比較判別矩陣的方法，計算出各個二級指標的相應權重，比較之后，發現總投資收益率、內部收益率、經濟效益費用比這三個二級指標尤為重要。因此在新能源公交系統的規劃和發展過程中，提高經濟效益最有效的方法就是注重投資收益率、內部收益率、經濟效用費用比這三個指標的數值變動情況。

在隸屬于社會環境指標的十個二級指標中，通過灰色關聯分析、因子分析，可以看出居民關注、碳排放量、線網密度和換乘連通度四方面最為重要，即在推廣使用純電動公交車過程中，需要大力宣傳，增加居民的關注度，獲得居民鼓勵和認可，同時需要注意溫室氣體的排放以及增大居民乘車的便利程度。

參考文獻

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[10] 劉源，張芳芳，肖楠.基于多元統計分析法的河南省物流業發展研究[J].管理工程師，2020，25（01）：19-29.

基金項目：國家級大創項目（201910378199）;安徽財經大學教學研究項目（PX-143181579，acjyzd2019022）。

作者簡介：錢智勇（1999- ），男，本科在讀，研究方向：應用統計學。

*通訊作者：李芳芝（1978- ），女，碩士，副教授，研究方向：應用數學。