基于FAHP的山地城市快速路客貨分離組織效果評估

張磊剛 朱旺 余彪 李夢寒

摘 要：為了對山地城市快速路客貨分離組織方案進行優(yōu)化，本文基于通行效率、道路安全和經(jīng)濟效益三個方面建立了評價指標(biāo)體系。完善傳統(tǒng)層次分析法的缺點，提出了三角FAHP法的客貨分離組織選擇評價方法，得出了最優(yōu)的客貨分離組織方案。

關(guān)鍵詞：三角模糊評價;客貨分離;山地城市

中圖分類號：U491 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

客貨混行交通流中，不同車型車輛之間的相互干擾性較大，干擾行駛特性隨時間變化呈無序性。這種不穩(wěn)定的間斷交通流降低了道路安全性，使車輛間易發(fā)生刮擦、追尾等交通事故。同時，客運車輛與貨運車輛形成的不同特性交通流之間也具有不同的交通流特性，這種交通流特性差異會影響道路的通行效率。采用客貨分離的交通管制方式，可使不同種類的交通流各行其道，以消除道路客、貨車混行造成的對交通的不利影響。所以，對山地城市快速路客貨分離組織效果進行評價是非常迫切且必要的。

1 指標(biāo)體系的構(gòu)建與篩選

為使評價指標(biāo)能夠全面合理地反映山地城市快速路客貨分離組織效果的實際情況，在具體確定評價指標(biāo)時，通過分析國內(nèi)外綜合評價成果和行業(yè)專家意見，選取了一級指標(biāo)3個，分別為道路安全、通行效率、經(jīng)濟效益，二級指標(biāo)9個，分別為平均車速、平均延誤、平均車頭時距、車速離散系數(shù)、換道次數(shù)、平均換道時間、養(yǎng)護費用、改造費用、延誤費用。

2 評價模型與方法

本文選擇了三角FAHP法作為評價方法。采用三角模糊數(shù)計算得到的評估指標(biāo)的權(quán)重，可以弱化主觀判斷模糊性的影響，使得獲得評估指標(biāo)權(quán)重能夠更加貼近客觀事實。

2.1 構(gòu)造三角模糊判斷矩陣

采用專家系統(tǒng)分析法收集專家意見，根據(jù)各有效專家意見的打分情況，建立該層次指標(biāo)的平均比較矩陣Ar。根據(jù)平均矩陣Ar中各元素數(shù)值攜帶的傾向性信息，用簡化三角模糊數(shù)來代替各比值，進而據(jù)此構(gòu)造出相應(yīng)的簡化三角模糊判斷矩陣?yán)萌悄：龜?shù)代替與之對應(yīng)的簡化三角模糊數(shù)，可以構(gòu)造三角模糊判斷矩陣。

2.2 求解單層指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)上述得到的三角模糊矩陣，計算各個因素的綜合模糊度。設(shè)Mij是表示因素i相對因素j在三角模糊矩陣中的數(shù)值，則第i個因素的綜合模糊度為下式所示：

通過上式計算即可得到各因素的綜合模糊度，假設(shè)，則和分別為兩個因素的綜合模糊度，P1≥P2的可能度可定義為：

其中兩個三角形相交部分表示模糊判斷的置信度，其值可以用來表示，同理，根據(jù)上式可以求得如下的可能度矩陣：

當(dāng)表示當(dāng)前層中因素i的權(quán)重分量，則當(dāng)前層評估指標(biāo)的權(quán)向量則wo可以表示為，其值可以通過公式計算求得：

對權(quán)向量wo進行歸一化處理后，可得：

通過上述步驟可以計算出單層指標(biāo)權(quán)重的大小。

2.3 綜合權(quán)重計算

采用遞階加權(quán)求和的方法對各層權(quán)重進行組合，得到各因素相對于目標(biāo)層的組合排序權(quán)重，權(quán)重數(shù)值越大，則說明該因素的重要性程度越大。

3 實例分析

3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和標(biāo)準(zhǔn)化處理

（1）方案統(tǒng)計。7種待評價的組織方案如下圖3.1所示。

（2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理。對于經(jīng)濟效益評價指標(biāo)，本文主要通過參考現(xiàn)有文獻得到完整的評價指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理由于各項指標(biāo)的計量單位并不統(tǒng)一，在進行方案評價前，需先對實驗數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即把指標(biāo)的絕對值轉(zhuǎn)化為相對值，從而解決各項不同質(zhì)指標(biāo)值的同質(zhì)化問題。由于正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)數(shù)值代表的含義不同：正向指標(biāo)數(shù)值越高越好，負(fù)向指標(biāo)數(shù)值越低越好。因此，對于不同指標(biāo)要用不同的算法進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

3.2 指標(biāo)權(quán)重計算

根據(jù)基于三角模糊數(shù)的層次分析法，計算指標(biāo)體系的各個指標(biāo)權(quán)重。以準(zhǔn)則層為例，對專家調(diào)查問卷進行收集整理，得到專家意見匯總。

根據(jù)指標(biāo)權(quán)重確定方法，根據(jù)專家意見確定出準(zhǔn)則層的簡化三角模糊矩陣，當(dāng)相應(yīng)簡化三角模糊矩陣滿足一致性要求后，將三角模糊數(shù)代入其中構(gòu)造三角模糊判斷矩陣，求得綜合模糊度和準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重和三角模糊矩陣。

按照上面的方法，可計算不同準(zhǔn)則層下各個指標(biāo)的權(quán)重，再結(jié)合準(zhǔn)則層權(quán)重進行加權(quán)求和，確定綜合權(quán)重，以此類推，計算出指標(biāo)體系各因素的綜合權(quán)重。

3.3 評價結(jié)果與分析

根據(jù)指標(biāo)綜合權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)可得包括改路現(xiàn)狀在內(nèi)的8個客貨分離方案綜合得分表，綜合得分方案最高的，即為本路段客貨分離最優(yōu)方案。

根據(jù)表3.1可知，方案2的綜合得分為0.946高于其他客貨分離方案，因此在需要實施客貨分離管理措施可按照方案2進行客貨分離管理。

4 結(jié)語

本文科學(xué)合理地選取了FAHP評價方法對客貨分離組織的7種方案進行了評價。采用三角模糊數(shù)計算得到的評估指標(biāo)的權(quán)重，三角模糊數(shù)可以弱化主觀判斷模糊性的影響，使得獲得評估指標(biāo)權(quán)重能夠更加貼近客觀事實，最終得到，方案二是比較好的選擇。

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