閆冬梅，馮樹民，邵毅明

(1.東南大學(xué) 交通學(xué)院，江蘇 南京 210000；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 交通科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150400；3.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074)

基于改進(jìn)Shapley值法的建設(shè)項(xiàng)目交通影響費(fèi)用分配

閆冬梅1，馮樹民2，邵毅明3

(1.東南大學(xué) 交通學(xué)院，江蘇 南京 210000；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 交通科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150400；3.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074)

通過對(duì)交通影響費(fèi)用分配的影響因素進(jìn)行分析，在Shapley值法的基礎(chǔ)上，考慮交通運(yùn)行、交通組織和交通安全等影響因素，運(yùn)用層次分析法計(jì)算各影響因素權(quán)重，確定交通影響因子，建立改進(jìn)Shapley值法的交通影響費(fèi)用分配模型。最后以某區(qū)域3個(gè)企業(yè)為例，對(duì)各企業(yè)間的交通影響費(fèi)用進(jìn)行合理分配。結(jié)果表明：該模型計(jì)算簡單，具有一定的可操作性。

交通工程；影響費(fèi)用；影響因子；Shapley值；AHP；權(quán)重

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，促進(jìn)了許多新項(xiàng)目的開發(fā)和建設(shè)。新建的項(xiàng)目會(huì)誘發(fā)增加新的交通需求，這將會(huì)導(dǎo)致新建項(xiàng)目周圍地區(qū)的交通運(yùn)行效率下降，甚至?xí)档驼麄€(gè)路網(wǎng)的服務(wù)水平。因此，為改善這些區(qū)域的交通運(yùn)行狀況和交通服務(wù)水平，需要進(jìn)行交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。并向開發(fā)商合理征收因其項(xiàng)目開發(fā)而增加的全部或部分交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和改造費(fèi)用，這對(duì)籌措交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金、緩解城市交通擁堵有著十分重要的作用。而交通影響費(fèi)用合理分配有助于交通影響費(fèi)收取工作的有效實(shí)施。

Shapley值法為交通影響費(fèi)用的合理分配提供了有效方法[1-2]。近年來，不少學(xué)者根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)Shapley值法做了相應(yīng)改進(jìn)。例如：張智勇等[3]分析了Shapley值法在港口物流服務(wù)供應(yīng)鏈的利益分配中的不足，并首次提出了Shapley值法的改進(jìn)模型；黃煒等[4]等充分考慮了各合作企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)、投資和物流能力等方面影響因素，建立了基于綜合修正因子的Shapley值法改進(jìn)模型；宋靜等[5]引入了區(qū)間值模糊支付Shapley值法，對(duì)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的收益進(jìn)行分配；謝國輝等[6]綜合考慮各電廠在協(xié)同報(bào)價(jià)中的貢獻(xiàn)程度、風(fēng)險(xiǎn)和阻塞等影響利潤分配結(jié)果的因素，建立了具有修正因子的改進(jìn)Shapley值分配模型；魏學(xué)文等[7]在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，引入綜合影響因子的概念，應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)傳統(tǒng)的Shapley值法進(jìn)行改進(jìn)。

筆者在這些學(xué)者的研究基礎(chǔ)之上，綜合考慮交通運(yùn)行、交通組織和交通安全等影響因素，建立了基于交通影響因子的改進(jìn)Shapley值法的交通影響費(fèi)用分配模型，對(duì)各建設(shè)企業(yè)間的交通影響費(fèi)用進(jìn)行合理分配。

1 Shapley值法的基本模型及其改進(jìn)

1.1 Shapley值法的基本模型

Shapley值法給交通影響費(fèi)用的分配提供了公平合理的方案，分配結(jié)果易被所有開發(fā)企業(yè)接受。

因此，分配給合作企業(yè)中i的費(fèi)用可用Shapley值公式表示：

i=(1，2，…，n)

(1)

1.2 Shapley值法的改進(jìn)模型

傳統(tǒng)的Shapley值法沒有考慮交通影響費(fèi)用分配的其他因素。因此，筆者從交通運(yùn)行、交通組織和交通安全等3方面入手[8]，綜合考慮交通影響費(fèi)用分配的影響因素，并計(jì)算各因素在交通影響費(fèi)用分配中所占的權(quán)重，再將加權(quán)因子合成到Shapley值的計(jì)算方法中，得到改進(jìn)的Shapley值法模型。建設(shè)項(xiàng)目交通影響費(fèi)用分配影響因素指標(biāo)體系為3個(gè)2級(jí)指標(biāo)和9個(gè)3級(jí)指標(biāo)[9]，如圖1。

圖1 交通影響費(fèi)用分配影響因子Fig.1 Factors impacting traffic impact fee allocation

假設(shè)有n個(gè)交通影響費(fèi)用分配合作企業(yè)N=( x1， x2，…，xn)，交通影響產(chǎn)生的總費(fèi)用為c(N)，采用傳統(tǒng)Shapley值法求得企業(yè)i的費(fèi)用分配額為xi，計(jì)算出交通影響因子，并對(duì)傳統(tǒng)的Shapley值法進(jìn)行改進(jìn)，計(jì)算出改進(jìn)的費(fèi)用分配值。

具體步驟如下：

1)運(yùn)用AHP方法得出影響交通費(fèi)用分配的3個(gè)子因素[10]，即路段平均影響度、交叉口平均影響度、行人過街交通飽和度的權(quán)重向量α=(α1，α2,α3)，依據(jù)專家評(píng)分法得到3個(gè)企業(yè)的影響因素系數(shù)模糊矩陣d1，計(jì)算可得交通運(yùn)行影響因素向量為D=αd1。同理，計(jì)算可得交通組織影響因素向量為J=βd2；交通安全影響因素向量為H=γd3。

2)分別算出交通運(yùn)行、交通組織和交通安全的修正因子ΔD=D-1/n，ΔJ=J-1/n，ΔH=H-1/n。

2 案例計(jì)算

筆者以某區(qū)域的3個(gè)建設(shè)企業(yè)為例。這3個(gè)企業(yè)需要交的交通影響總費(fèi)用為115萬元，運(yùn)用Shapley值法將這部分費(fèi)用分配到3個(gè)企業(yè)中去。3個(gè)合作企業(yè)分別用1，2，3來代替，根據(jù)其他合作企業(yè)費(fèi)用支出數(shù)據(jù)資料，并參考專家對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的分析預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)合作企業(yè)中各個(gè)企業(yè)的費(fèi)用如下：

c(1)=58，c(2)=62，c(3)=65，c(1，2)=85，

c(1，3)=88，c(2，3)=92，c(1，2，3)=115。

2.1 傳統(tǒng)Shapley值法的費(fèi)用分配

2.2 改進(jìn)Shapley值法的費(fèi)用分配

2.2.1 影響因素的系數(shù)計(jì)算

根據(jù)權(quán)重系數(shù)和模糊矩陣，計(jì)算3個(gè)企業(yè)交通運(yùn)行影響因素向量為：

根據(jù)權(quán)重系數(shù)和模糊矩陣，計(jì)算3個(gè)企業(yè)交通組織影響因素向量為：

根據(jù)權(quán)重系數(shù)和模糊矩陣，計(jì)算3個(gè)企業(yè)交通安全因素向量為：

2.2.2 交通影響因子及修正值的計(jì)算

0.086 7，-0.093 3)

=(0.090 7，0.056 7，-0.147 4)

影響值為：Δx1-115×0.090 7=10.430 5，Δx2=115×0.056 7=6.520 5，Δx3=115×(-0.147 4)=-16.951。

2.2.3 費(fèi)用分配值

綜合前面計(jì)算，可以求得3個(gè)企業(yè)費(fèi)用分配值如下：

2.3 兩種費(fèi)用分配方案比較

通過傳統(tǒng)的Shapley值分配方案與改進(jìn)的Shapley值分配方案的比較，如表1。由表1可以看出，在改進(jìn)的Shapley值分配方案中，企業(yè)1的費(fèi)用增加了10.430 5萬元，企業(yè)2的費(fèi)用增加了6.520 5萬元，而企業(yè)3的費(fèi)用減少了16.951萬元。說明企業(yè)1和企業(yè)2對(duì)社會(huì)、交通、環(huán)境的影響較大，而企業(yè)3的交通影響費(fèi)用降低，表明該企業(yè)的建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生的交通影響較小。改進(jìn)shapley值法的費(fèi)用分配考慮了建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際交通影響，使各企業(yè)交通影響費(fèi)用分配結(jié)果更加公平、合理。

表1 兩種模型方法費(fèi)用分配方案比較

3 結(jié) 語

筆者綜合考慮交通影響費(fèi)用分配的影響因素，從交通運(yùn)行、交通組織和交通安全等3方面選取具有代表性的指標(biāo)。并計(jì)算交通影響因子，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)的shapley值法進(jìn)行改進(jìn)。最后通過實(shí)例計(jì)算，得出兩種方法的交通影響費(fèi)用分配方案，并對(duì)費(fèi)用分配結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明：運(yùn)用改進(jìn)Shapley值法對(duì)交通影響費(fèi)用分配進(jìn)行研究，使交通影響費(fèi)用分配結(jié)果易為所有建設(shè)企業(yè)接受，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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(責(zé)任編輯 劉 韜)

Traffic Impact Fee Allocation of Construction Project Based on Improved Shapley Value Method

YAN Dongmei1，F(xiàn)ENG Shumin2，SHAO Yiming3

(1. School of Transportation, Southeast University, Nanjing 210000, Jiangsu, P.R.China；2.School of Transportation Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150400, Heilongjiang, P.R.China；3.School of Traffic & Transportation, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074，P.R.China)

The trafic impact factors were determined by analyzing the influences on traffic fee allocation, by Shapley value method and by considering such influences as traffic operation, traffic organization and traffic safety. The hierarchy analysis method was used to calculate weights of each of the various influencing factors. The traffic fee allocation model was established by means of improved Shapley value method. Finally three enterprises of certain one area were taken as examples to make reasonable allocation of traffic impact fees among the three enterprises. The results show that this model is easy and operable in some degree.

traffic engineering; impact fee; impact factor; Shapley value; AHP; weight

10.3969/j.issn.1674-0696.2017.01.17

2015-08-27；

2015-12-03

黑龍江省交通運(yùn)輸廳基金項(xiàng)目(GC13D507)

閆冬梅(1988—)，女，黑龍江哈爾濱人，博士研究生，主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理方面的研究。E-mail: ydm_1988@163.com。

U491.1

A

1674-0696(2017)-093-04