鮑陳希 上海鐵路局上海站

在區(qū)域公交化旅客運(yùn)輸換乘設(shè)施布局方案的優(yōu)選中，并不能對(duì)所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確定量的描述，總是存在一些具有相互交錯(cuò)性和不確定性的定性指標(biāo)。因此，本文基于集對(duì)分析原理，綜合考慮確定性因素和不確定性因素，對(duì)區(qū)域公交化旅客運(yùn)輸換乘設(shè)施布局的多方案進(jìn)行比較，選出最優(yōu)方案，并通過(guò)算例進(jìn)行驗(yàn)證。

1 基于集對(duì)分析的多方案評(píng)價(jià)方法

集對(duì)分析理論是我國(guó)學(xué)者趙克勤先生提出的一種處理不確定問(wèn)題的系統(tǒng)分析方法。該理論把系統(tǒng)的不確定性稱為“差異”，把確定性劃分為“同一”和“對(duì)立”。其基本思想是在一定的背景下，對(duì)組成集對(duì)的兩個(gè)集合特性做同一性、差異性和對(duì)立性的分析，并建立兩個(gè)集合的同、反、異聯(lián)系度表達(dá)式，從相互聯(lián)系、相互制約、在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化的同、反、異這三個(gè)方面對(duì)事物及其系統(tǒng)進(jìn)行分析。集對(duì)分析具有信息全面、概念清晰和計(jì)算簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。

設(shè)某問(wèn)題 A 有A1，A2，…，Am共 m 個(gè)方案，每一方案有f1，f2，…，fn共n個(gè)指標(biāo)。各指標(biāo)的量綱可以相同，也可以不同，每個(gè)指標(biāo)都有1個(gè)值，記為fij（i=l，2，…，m；j=l，2，…，n），表示第 i個(gè)方案的第j個(gè)指標(biāo)的值，且有

1.1 構(gòu)建同一度決策矩陣

首先建立多方案評(píng)價(jià)決策矩陣H：

這些指標(biāo)中，有些指標(biāo)屬于成本型指標(biāo)，指標(biāo)值以最小為最優(yōu)；有些指標(biāo)屬于效益型指標(biāo)，指標(biāo)值以最大為最優(yōu)。取m個(gè)方案中各指標(biāo)的最優(yōu)值組成理想方案A0，即A0=（f01，f02，…，f0n）。其中，成本型指標(biāo)f0j=min（fij），效益型指標(biāo)f0j=max（fij），i=l，2，…，m；j=l，2，…，n。

計(jì)算被評(píng)價(jià)方案Ai（i=l，2，…，m）的各指標(biāo)值fij與理想方案A0的各指標(biāo)值f0j的同一度aij，即aij=fij/f0j（i=l，2，…，m；j=l，2，…，n） 。

由此組成各被評(píng)價(jià)方案指標(biāo)與理想方案指標(biāo)基于集對(duì)分析的不帶權(quán)的同一度矩陣Q，即

1.2 確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

由于換乘銜接設(shè)施布局評(píng)價(jià)的復(fù)雜性，呈現(xiàn)出多層次結(jié)構(gòu)，因此采用層次分析法進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)專家打分、計(jì)算，得到判斷矩陣B、判斷矩陣特征向量W。

1.3 建立綜合評(píng)價(jià)模型

確定被評(píng)價(jià)方案Ai與理想方案A0的帶權(quán)同一度矩陣R，即R=WTQ。R的元素ai（i=l，2，…，m）就是被評(píng)價(jià)方案i與理想方案的帶權(quán)同一度的和，即

ai的大小排序即為各被評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣排序，ai最大者就是最優(yōu)方案。

2 區(qū)域公交化旅客運(yùn)輸換乘設(shè)施布局評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

本文選擇“目標(biāo)—準(zhǔn)則—指標(biāo)”層次結(jié)構(gòu)模式，建立區(qū)域公交化旅客運(yùn)輸換乘設(shè)施布局方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。換乘設(shè)施布局的評(píng)價(jià)涉及諸多內(nèi)容，本文僅從各種銜接交通方式的協(xié)調(diào)運(yùn)行出發(fā)，從換乘效率、換乘舒適性和經(jīng)濟(jì)及環(huán)境三個(gè)方面考慮，相應(yīng)地提出換乘走行距離、換乘走行時(shí)間、運(yùn)能匹配度、換乘安全性、換乘設(shè)施舒適性、投資額、用地規(guī)模及對(duì)環(huán)境影響等10個(gè)指標(biāo)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1區(qū)域公交化旅客運(yùn)輸換乘設(shè)施布局評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 換乘效率指標(biāo)

（1）最大換乘距離Smax：是指布局方案中，各種銜接交通方式與鐵路間換乘旅客的最遠(yuǎn)換乘距離，即Smax=max{Si}。其中，Si表示第i種銜接交通方式站場(chǎng)與鐵路車站的距離，i=1，2，…，n。

（2）平均換乘距離Savg：是指布局方案中，所有銜接交通方式與鐵路間換乘旅客的換乘距離的平均值，即：

其中，qi表示第i種銜接交通方式與鐵路間的換乘旅客人數(shù)。

（3）最大換乘時(shí)間Tmax：根據(jù) G·布萊頓假設(shè)，步行距離和感到舒適的步行時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為：T=K·Drr。其中，T為換乘步行時(shí)間（min），D為換乘步行距離（km），K、r為系數(shù)?？紤]到換乘客流特征，可將G·布萊頓假設(shè)標(biāo)定為：T=40.77D1.44，則最大換乘時(shí)間Tmax=max{ti}。

其中，ti為第i種銜接交通方式到鐵路車站的換乘時(shí)間。

（4）平均換乘時(shí)間Tavg

符號(hào)意義同前。

（5）運(yùn)能匹配度B：指的是銜接交通方式與鐵路的運(yùn)輸能力的匹配協(xié)同情況，可用鐵路列車密集到達(dá)期內(nèi)各銜接交通方式客流量與該交通方式運(yùn)輸能力的比值來(lái)衡量，即：

其中，q下為鐵路在密集到達(dá)期的下客量（人次／h），ai為其中換乘銜接交通方式i的旅客所占總下客量的比例，ci為銜接交通方式 i的運(yùn)輸能力（人次／h），βi為鐵路換乘銜接交通方式i的客流占該交通方式上客量的比例（%），qi為鐵路換乘銜接交通方式i的客流量，qi上為銜接交通方式i總的上客量。

2.2 換乘舒適性指標(biāo)

（1）換乘安全性

換乘安全性包括換乘客流與其他交通流線交叉干擾程度，以及為保證旅客換乘安全而設(shè)置的隔離設(shè)施、消防設(shè)備、緊急疏散通道等的有效度。換乘安全性很難用科學(xué)、準(zhǔn)確的計(jì)算公式作出完整的描述，可以請(qǐng)專家進(jìn)行評(píng)估打分。

（2）換乘設(shè)施舒適性

換乘舒適性指的是換乘客流從信息引導(dǎo)標(biāo)志、通道設(shè)置等各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施中獲取服務(wù)的舒適程度。該指標(biāo)反映的是換乘過(guò)程中旅客的心理感受，也屬于定性指標(biāo)，可以用專家打分法或旅客調(diào)查問(wèn)卷對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

2.3 經(jīng)濟(jì)及環(huán)境指標(biāo)

（1）投資額Mall：指的是為興建該布局方案各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施所花費(fèi)的全部費(fèi)用，可用各設(shè)計(jì)方案的投資估算來(lái)衡量。

其中，Mi是第i種銜接交通方式設(shè)施投資額。

（2）用地規(guī)模Aall：土地是不可再生資源，因此希望布局方案能完成既定集散換乘目標(biāo)的同時(shí)減少用地規(guī)模Aall。

其中，Ai為第i種銜接交通方式站場(chǎng)用地面積。

（3）對(duì)環(huán)境的影響度。

主要指建設(shè)前期引起的拆遷量、建設(shè)過(guò)程中對(duì)周圍交通的影響及建成投入使用后對(duì)城市造成的分割。這一指標(biāo)涵蓋的內(nèi)容較多且具有不確定性，屬于定性指標(biāo)，可通過(guò)專家打分來(lái)賦予評(píng)價(jià)值。

3 算例分析

R市新建鐵路客運(yùn)車站選址已定，規(guī)劃中與其銜接的公共交通方式有城市軌道交通和常規(guī)公交兩種?，F(xiàn)有三個(gè)布局方案：

圖2換乘銜接設(shè)施布局方案A

方案A：城市軌道交通線路布置在鐵路客運(yùn)站站前廣場(chǎng)地下，在廣場(chǎng)設(shè)進(jìn)出口；在站前廣場(chǎng)外設(shè)公交停車場(chǎng)。

圖3換乘銜接設(shè)施布局方案B

方案B：城市軌道交通線路高架設(shè)置，與鐵路車站候車室有通道直接相連；在站前廣場(chǎng)前道路旁設(shè)公交車站。

圖4換乘銜接設(shè)施布局方案C

方案C：在地下設(shè)置城市軌道交通線路，在鐵路車站正下方設(shè)站，并在鐵路車站地下?lián)Q乘大廳設(shè)置進(jìn)出口；在站前廣場(chǎng)旁設(shè)公交停車場(chǎng)，在廣場(chǎng)前道路旁設(shè)公交?？空尽?/p>

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算

假設(shè)：①旅客站臺(tái)上位置的分布隨機(jī)；②鐵路與市內(nèi)公共交通之間的雙向換乘客流大小相等。

根據(jù)前述計(jì)算方法，結(jié)合專家打分，得到數(shù)據(jù)如表1所示：

表1各方案評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

3.2 應(yīng)用集對(duì)分析對(duì)各方案進(jìn)行評(píng)價(jià)

依據(jù)上表，建立決策矩陣H：

顯然，可以得到理想方案

同一度矩陣Q

根據(jù)專家判斷打分，計(jì)算得出判斷矩陣的特征向量W。

最大特征根λmax=10.6748，

隨機(jī)一致性比率CR=0.05042＜0.1，滿足一致性要求。由此，可以計(jì)算得出設(shè)計(jì)方案與理想方案的帶權(quán)同一度矩陣R：

得到方案優(yōu)劣排序?yàn)椋悍桨窤＜方案B＜方案 C。因此方案C為最優(yōu)方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文在區(qū)域公交化旅客運(yùn)輸換乘設(shè)施布局方案研究中，基于集對(duì)分析原理，建立了綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定了各指標(biāo)的取值、權(quán)重的計(jì)算方法，構(gòu)建了統(tǒng)一度決策矩陣，實(shí)現(xiàn)了定量與定性指標(biāo)的綜合，解決了各指標(biāo)量綱不統(tǒng)一的問(wèn)題，降低了主觀評(píng)判的不確定性，并避免了復(fù)雜的建模及計(jì)算等，具有一定的可行性和可靠性。本文通過(guò)計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)，在區(qū)域公交化旅客運(yùn)輸換乘設(shè)施布局中，將在鐵路車站正下方設(shè)軌道交通車站、在站前廣場(chǎng)旁設(shè)公交停車場(chǎng)、在廣場(chǎng)前道路旁設(shè)公交?？空据^為合理。