吳 瑤 陸 建▲ 邱紅桐 李亞平 馬繼萍

（1.東南大學城市智能交通江蘇省重點實驗室 南京 210096；

2.東南大學現(xiàn)代城市交通技術江蘇高校協(xié)同創(chuàng)新中心 南京 210096；3.國家道路交通管理工程技術研究中心 江蘇 無錫 214151；4.西安外事學院工學院 西安 710077）

0 引言

城市公共交通是城市交通的大動脈，不僅承擔了城市居民日常出行，支持城市正常運轉，而且對城市發(fā)展布局和城市經(jīng)濟有著密切的聯(lián)系。研究和探討城市公共交通發(fā)展是否合理，是否與城市發(fā)展相適應，是否與城市經(jīng)濟發(fā)展水平相適應，是否與城市公共交通需求相適應，一方面為城市公共交通線網(wǎng)規(guī)劃和公共交通運營管理提供理論參考，同時也對促進城市公共交通與社會協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)城市公交的現(xiàn)代化與可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義［1－4］。

目前，國內(nèi)外對于城市常規(guī)公共交通適應性評價方面的研究較少，現(xiàn)有的研究主要集中在城市交通適應性和公路交通適應性方面。例如，在城市交通適應性方面，閆攀宇等［5］將城市交通適應性定義為交通系統(tǒng)內(nèi)部各方面與其相應需求之間的相互協(xié)調(diào)一致和持續(xù)發(fā)展的能力，并從建設、運營、管理和服務4個角度構建評價指標體系，對城市交通適應性進行了評價。Van等［6］評估城市交通和土地利用關系時，指出了城市交通綜合系統(tǒng)的發(fā)展階段應該和城市經(jīng)濟相適應，在制定城市交通發(fā)展政策時，應該考慮城市交通系統(tǒng)、土地利用和城市經(jīng)濟的相互適應關系。在公路交通適應性方面，周偉等［7］指出了公路交通與經(jīng)濟發(fā)展適應性的基本內(nèi)涵與特征，構建了由主體指標和補充指標組成的公路交通與經(jīng)濟發(fā)展適應性評價指標體系，并將木桶理論和灰色關聯(lián)分析方法應用于公路交通與經(jīng)濟發(fā)展適應性研究中。于江霞等［8］從公路交通適應性的涵義出發(fā)，構建了適應性評價指標體系，采用改進的灰色綜合評價方法進行了公路交通適應性評價。陳荔等［9］認為公路交通適應性包括其與經(jīng)濟發(fā)展的特定階段和水平、經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、綜合運輸體系等相適應，并且在此基礎上利用SWOT 方法分析陜西省公路交通的適應性。在公共交通適應性方面，權威報告TCRP［10］提出了城市公共交通需具備優(yōu)秀的服務水平和服務質量，以適應城市居民的公共交通出行，并建立了服務水平評價體系。郭延永［11］分析了城市軌道交通適應性概念和內(nèi)涵，并建立了城市軌道交通適應性評價指標體系，采用AHP－隸屬度函數(shù)模型對西安市軌道交通適應性進行了評價。Qu等［12］從宏觀和微觀兩方面對西寧市快速軌道交通的適應性進行了評價，并在此基礎上提出了城市綜合交通體系和快速軌道交通的發(fā)展模式。Stokenberga［13］從快速軌道交通對城市土地開發(fā)和價值提升的關系入手，在總結拉丁美洲和亞洲已有相關研究成果的基礎上，定性評估了城市快速軌道交通的適應性。

上述研究成果推動了城市交通和公路交通適應性的發(fā)展，為城市公共交通適應性的研究提供了理論依據(jù)和研究思路。筆者在分析城市常規(guī)公共交通適應性含義的基礎上，構建常規(guī)公共交通適應性評價指標體系，構建常規(guī)公共交通適應性評價TOPSIS模型，并采用此方法對西安、咸陽和寶雞3個城市的常規(guī)公共交通適應性進行評價。

1 評價指標體系的建立

適應性是指事物或者系統(tǒng)是否能滿足內(nèi)部條件、外部環(huán)境及客觀存在的需求，并能與之同步發(fā)展、相互協(xié)調(diào)的能力。城市常規(guī)公共交通適應性是指在一定的城市發(fā)展階段和發(fā)展水平下，其與城市社會經(jīng)濟發(fā)展相互適應、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的能力。評價城市常規(guī)公共交通的適應性本質是評價公共交通在協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)展（公交線網(wǎng)、客運能力、服務水平）的同時與外部環(huán)境（即社會經(jīng)濟）是否適應。城市常規(guī)公共交通適應性具體表現(xiàn)在以下4方面：

1）城市常規(guī)公共交通的網(wǎng)絡結構及規(guī)模是否與城市發(fā)展相適宜，是否能夠滿足城市發(fā)展要求。選取城市常規(guī)公共交通的重復系數(shù)、線網(wǎng)密度、公交線網(wǎng)總長度和非直線系數(shù)作為線網(wǎng)指標，這些指標反映了城市常規(guī)公共交通網(wǎng)絡結構和規(guī)模的合理性。

2）城市公共交通的旅客運輸能力是否與城市居民出行量相適應，是否能夠滿足居民公交出行需求。選取客運周轉量、客流斷面不均勻系數(shù)和公交車保有量作為客運能力指標，這些指標反映了常規(guī)公共交通實際運能狀況。

3）城市常規(guī)公共交通的服務水平是否與城市居民公交出行要求相適應，是否能夠達到城市居民出行對方便性、迅速性和舒適性選擇的要求。選取換乘系數(shù)、車輛滿載率、平均出行時間、公交出行比例、站點覆蓋率和平均換乘距離指標，這些指標反映了城市常規(guī)公共交通的服務水平。

4）城市常規(guī)公共交通能否與城市社會經(jīng)濟發(fā)展相適應。選取占用城市土地資源、線網(wǎng)發(fā)展適應性、方案實施總資本和與軌道交通銜接程度指標，這些指標反映了常規(guī)公共交通與城市經(jīng)濟的適應程度。

根據(jù)城市常規(guī)公共交通適應性含義，從系統(tǒng)性、科學性和可操作性角度出發(fā)，以城市常規(guī)公共交通適應性為目標層，選取線路網(wǎng)絡、客運能力、服務水平和社會經(jīng)濟指標建立公共交通適應評價指標體系，最終確立的評價指標體系如表1。

表1 常規(guī)公共交通適應性評價指標體系表Tab.1 Adaptability evaluation indicator system of urban public transit

2 常規(guī)公共交通適應性評價模型

本文引進TOPSIS方法建立城市公共交通適應性評價模型。TOPSIS法是1種常用的多目標決策方法［14－15］。具體到本文，公共交通適宜性問題可以轉化為如下數(shù)學問題：在城市常規(guī)公共交通中，假定存在1個與城市經(jīng)濟發(fā)展最適應的常規(guī)公共交通形態(tài)（正理想解），還存在1個與城市經(jīng)濟發(fā)展最不適應的常規(guī)公共交通形態(tài)（負理想解），根據(jù)TOPSIS思想，對于n個城市常規(guī)公共交通適應性問題可以歸為綜合考慮m個影響指標的情況下，按照與城市常規(guī)公共交通形態(tài)與正理想解的貼近度，評價城市常規(guī)公共交通的適應性。假設有n個城市常規(guī)公共交通，記為A＝｛A1，A2，…，An｝，評價指標體系中有m個評價指標作為指標集，記G＝｛G1，G2，…，Gm｝。城市Ai的常規(guī)公共交通的指標Gj的屬性值為yij（i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m），則矩陣Y＝（yij）n╳m表示城市公共交通集Ai對指標集Gj的決策矩陣：

2.1 標準化決策矩陣

評價指標體系中指標量綱不同，需要對指標進行歸一化處理，從而得到量綱一的量化標準決策矩陣。

對成本型指標Gj，令

對效益型指標Gj，令

歸一化處理后的標準指標決策矩陣表示為

2.2 確定權重

本文中選取的指標既有定量指標又有定性指標，采用層次分析法（AHP）來確定指標的權重。步驟如下：①明確目標；②建立層次結構；③構造判斷矩陣；④層次單排序及其一致性檢驗；⑤層次總體排序及其一致性檢驗。

層次分析模型的構造，是將給定的因素集U按各層次劃分為Ui等子集，一般包括總目標層A，準則層C及指標層P等，城市常規(guī)公共交通適應性評價指標層次結構如圖1。

層次分析法需要決策者對各層中的元素相對上層某元素的重要性進行判斷，一般采用專家打分法給予適當?shù)娜≈担鶕?jù)上、下層之間的關系，構造不同層次的多個判斷矩陣。根據(jù)選定的評價指標構建城市常規(guī)公共交通適應性評價一級指標判斷矩陣如式

圖1 城市常規(guī)公共交通適應性評價指標層次結構Fig.1 Hierarchy of adaptability evaluation for urban public transit

構建城市常規(guī)公共交通適應性評價二級指標判斷矩陣如式

判斷矩陣通常采用9級標度法，也可采用方根法計算矩陣指標的特征向量及其最大特征根λmax。在進行判斷矩陣的一致性檢驗時，需要計算一致性指標CI（見式（7）），然后將CI與隨機一致性指標RI進行比較得到CR值（見式（8）），當結果CR＜0.1時，認為判斷矩陣具有滿意一致性；否則認為專家打分不合理，需要對判斷矩陣進行調(diào)整，直至達到一致性檢驗標準為止。在進行層次總排序時，需要計算指標層和準則層的合成權重w＝（w1，w2，…，wj），同時也需計算CR，當CR＜0.1 時，認為計算結果具有滿意的一致性。由層次分析法確定的各個指標的權重見表1。

2.3 加權標準化決策矩陣

由層次分析法確定的指標權重為wj，則加權標準化矩陣可表示為

2.4 常規(guī)公共交通適應性邊界確定

借鑒TOPSIS思想可確定常規(guī)公共交通適應性的邊界條件，A＋定義為正理想解，A－為負理想解?？捎檬剑?0）和式（11）分別表示

2.5 計算相對貼近度

定義城市Ai的常規(guī)公共交通到正理想解的距離為L＋i，到負理想解的距離為L－i，則

定義城市Ai的常規(guī)公共交通到理想解的貼近度為λi＝S－i／（S＋i＋S－i），則0＜λi＜1。所以當λi接近0時，城市Ai的常規(guī)公共交通越靠近負理想解，其適應性越差；當λi接近1 時，城市Ai的常規(guī)公共交通越靠近正理想解，其適應性越高。

2.6 常規(guī)公共交通適宜性判定標準

采用等級劃分原則，將常規(guī)公共交通適宜性劃分為5個等級，見表2。

表2 城市常規(guī)公共交通適應性評判依據(jù)Tab.2 Adaptability judgment basis of urban regular public transport

3 案例分析

筆者以西安、咸陽和寶雞3個城市的常規(guī)公共交通為案例，采用上述評價方法對其公共交通適應性進行評價。根據(jù)3個城市2008年的公共交通與社會經(jīng)濟發(fā)展狀況，收集統(tǒng)計各評價指標值，得到如表3所列的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

根據(jù)筆者所提出的方法，對西安市軌道交通線網(wǎng)方案進行評價，步驟如下。

步驟1。確定決策矩陣為

表3 適應性評價指標體系表Tab.3 Indicator system of adaptability evaluation for urban public transit

步驟3。確定權重向量?；贏HP 法的權重向量為

步驟4。加權標準決策矩陣為

步驟5。適應性邊界為

步驟6。計算距離及相對貼近度為

根據(jù)以上貼近度計算結果，結合城市常規(guī)公共交通與經(jīng)濟發(fā)展適應性評判依據(jù)表分析可得：西安市公共交通適應度為0.62，評價結果為基本適應，說明西安市城市公共交通與經(jīng)濟發(fā)展和公共交通需求上基本協(xié)調(diào)，西安市居民出行調(diào)查的分析結果與本文得出的公交適應性水平一致；咸陽市和寶雞市公共交通適應度值分別為0.50和0.47，評價結果為欠適應，說明咸陽市城市公共交通與經(jīng)濟發(fā)展不夠協(xié)調(diào)，城市公共交通與經(jīng)濟發(fā)展不夠穩(wěn)定，而咸陽市和寶雞市的城市綜合交通規(guī)劃中對公交發(fā)展現(xiàn)狀評價結果與筆者得出的適應性水平一致，所以筆者提出的常規(guī)公交適應性評價方法具有可靠性和適用性。根據(jù)評價結果，咸陽市和寶雞市公共交通適應度還需進一步調(diào)節(jié)，城市常規(guī)公共交通還要進一步發(fā)展才能適應城市經(jīng)濟發(fā)展和公共交通需求。

4 結束語

筆者研究了城市常規(guī)公共交通適應性評價問題，得到以下結論。

1）解析了城市常規(guī)公共交通適應性含義和具體表現(xiàn)，并基于此構建了常規(guī)公共交通適應性評價指標體系，采用層次分析法確定了指標體系中各個指標的權重；

2）提出了基于TOPSIS的城市常規(guī)公共交通適應性評價方法，該方法基于城市常規(guī)公交適應性評價指標建立決策矩陣，采用TOPSIS思想得到正負理想解，通過城市常規(guī)公共交通發(fā)展形態(tài)與正負理想解的距離和貼近度確定其適應性程度；

3）采用實際案例驗證了該方法的實用性和可行性。案例結果表明西安市公共交通適應度值為0.62，隸屬于基本適應，而咸陽市和寶雞市公共交通適應度值分別為0.50和0.47，隸屬于欠適應，這一評價結果與實際情況相符。西安作為省會城市和西部大城市，其公共交通適應性應該力爭適應水平，應該大力發(fā)展公共交通。而咸陽和寶雞也隸屬于陜西省重要城市，應該加大對公共交通的投入，以提升居民公交出行方便性，改善城市交通環(huán)境，提高城市形象。

4）為反映筆者方法的優(yōu)劣性和適用性，避免單類方法評價結果不合理，下一步研究重點將對比分析基于TOPSIS評價方法和基于模糊評價方法的城市常規(guī)公共交通適應性評價結果。為與筆者方法保持一致，將模糊評價方法中將適應性評價標準和指標等級均劃分為5級（參考表2），指標權重亦采用AHP 法確定，評價指標隸屬度的確定采用降半梯形法表示。若2種方法的評價結果一致，則證明本文所提方法的合理性；若評價結果不一致，因進一步分析每種方法結果與社會發(fā)展實際情況的符合程度，以此分析評價結果的合理性。

5）筆者在常規(guī)公共交通適應性評價指標體系方面有待于進一步研究，完善和優(yōu)化文中提出的指標體系。在評價指標權重確定時采用的AHP分析法具有主觀性的缺陷，未來工作將研究指標的客觀賦權方法和變權函數(shù)方法。

［1］徐亞華，馮立光.公共交通優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)狀及戰(zhàn)略規(guī)劃［J］.交通運輸工程學報，2010，10（6）：64－68.Xu Yahua，F(xiàn)eng Liguang.Situation and strategy planning of public transit priority development［J］.Journal of Traffic and Transportation Engineering，2010，10（6）：64－68.（in Chinese）.

［2］Ceder A，Perera S.Detecting and improving public－transit connectivity with case studies of two world sport events［J］.Transport Policy，2014，33（1）：96－109.

［3］周雪梅，楊熙宇，楊曉光.不同城市規(guī)模的公共交通出行比例預測方法研究［J］.交通信息與安全，2012，30（1）：1－4.Zhou Xuemei，Yang Xiyu，Yang Xiaoguang.Forecasting public transport trips proportion［J］.Journal of Transport Information and Safety，2012，30（1）：1－4.（in Chinese）.

［4］劉好德.基于Box－Cox Dogit模型的公共交通分擔率預測［J］.交通信息與安全，2012，30（1）：47－51.Liu Dehao.Public transportation share ratio forecasting based on Box－Cox Dogit model［J］.Journal of Transport Information and Safety，2012，30（1）：47－51.（in Chinese）.

［5］閆攀宇，杜匯川.城市交通適應性評價方法研究［J］.交通規(guī)劃，2007，7（1）：9－12.Yan Panyu，Du Huichuan.Study on evaluation of urban traffic adaptability［J］.Traffic ＆Transportation，2007，7（1）：9－12.（in Chinese）.

［6］Van W，Bohte W，Molin E，et al.Policies for synchronization in the transport–land－use system［J］.Transport Policy，2014，31：1－9.

［7］周 偉，馬書紅.基于木桶理論的公路交通與經(jīng)濟發(fā)展適應性研究［J］.中國公路學報，2003，16（3）：77－82.Zhou Wei，Ma Shuhong.Adaptability study based on the barrel theory about highway transportation and economics［J］.China Journal of Highway and Transport，2003，16（3）：77－82.（in Chinese）.

［8］于江霞，王選倉，韓少華，等.基于加權灰色關聯(lián)度的公路交通適應性評價［J］.公路交通科技，2006，23（5）：75－78.Yu Jiangxia，Wang Xuancang，Han Shaohua，et al.Adaptability appraisal for highway transportation based on weighted grey incidence degree［J］.Journal of Highway and Transportation Research and Development，2006，23（5）：75－78.（in Chinese）.

［9］陳 荔，馬榮國，張 菁.基于SWOT 的區(qū)域公路交通與經(jīng)濟發(fā)展的適應性［J］.長安大學學報：社會科學版，2009，11（1）：28－32.Chen Li，Ma Rongguo，Zhang Jing.Adaptability between road traffic and economic development based on SWOT［J］.Journal of Chang’an University：Social Science Edition，2009，11（1）：28－32.（in Chinese）.

［10］TCRP.Transit capacity and quality of service manual［J］.Transportation Research Board，2003，10（3）：17－22.

［11］郭延永.城市軌道交通建設與發(fā)展的適應性分析［D］.西安：長安大學，2012.Guo Yanyong.Adaptability Evaluation Of Urban Rail Transit Construction And Development［D］.Xi’an：Chang’an University，2012.（in Chinese）.

［12］Qu H，Han X，Mu L.Adaptability and pattern study of developing bus rapid transit in Xining city［C］∥Fourth International Conference on Transportation Engineering.Chengdu，China：Southwest Jiaotong University，2013：1389－1393.

［13］Stokenberga A.Does bus rapid transit influence urban land development and property values：a review of the literature ［J］.Transport Reviews，2014，34（3）：276－296.

［14］夏勇其，吳祈宗.一種混合型多屬性決策問題的TOPSIS方法［J］.系統(tǒng)工程學報，2004，19（6）：630－634.Xia Yongqi，Wu Qizong.A technique of order preference by similarity to ideal solution for hybrid multiple attribute decision making problems［J］.Journal of Systems Engineering，2004，19（6）：630－634.（in Chinese）.

［15］唐 攀，王國峰.一種基于TOPSIS法的應急行動方案評價模型［J］.武漢理工大學學報：信息與管理工程版，2014，36（2）：211－215.Tang Pan，Wang Guofeng.An evaluation model of emergency action plan based on TOPSIS method［J］.Journal of Wuhan University of Technology：Information ＆ Management Engineering，2014，36（2）：211－215.（in Chinese）.