黃京金 胡冉 程剛
摘 要 以拉薩市為例,應(yīng)用層次分析法研究私家車、公共汽車、步行、共享單車這四種出行方式對拉薩市環(huán)境污染的影響,為未來拉薩市綠色交通規(guī)劃提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞 層次分析法;出行方式;MATLAB
引言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的出行方式更加多樣化,人們出行方式的不同對城市環(huán)境的影響也有所不同,并且由世界上的城市發(fā)展經(jīng)驗表明,發(fā)展迅速的城市,其城市交通系統(tǒng)會對城市環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染。
拉薩市位于青藏高原的中部,喜馬拉雅山脈的北側(cè),處于雅魯藏布江支流拉薩河中游的河谷平原[1]。拉薩市的生態(tài)環(huán)境脆弱,有著典型的高原地區(qū)特征。并且交通基礎(chǔ)設(shè)施總量不足,交通設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏低,空間地域布局不合理。不同的出行方式會對城市環(huán)境造成不同的影響,本文就拉薩市市民的出行方式對拉薩市環(huán)境的影響進(jìn)行研究。
1層次分析模型的構(gòu)建
層次分析法,簡稱AHP,是指將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定量和定性分析的決策方法。一個典型的層次分析法結(jié)構(gòu)圖含有方案層、準(zhǔn)則層和目標(biāo)層,在層次分析法的結(jié)構(gòu)圖中,假設(shè)滿足這兩個條件[2]:
同一層次的各個因素之間不存在相互影響;
同一層的各因素從屬于上一層的諸因素同時又支配下一層的諸因素。
運(yùn)用層次分析法解決實際問題的步驟為:
分析問題建立目標(biāo)成、準(zhǔn)則層、方案層的層次結(jié)構(gòu)模型;
依據(jù)9尺度對重要性程度按照1—9賦值[3],構(gòu)造判斷矩陣;
層次單排序并做一致性檢驗。采用特征根法計算判斷矩陣各因素針對其準(zhǔn)則的相對權(quán)向量,對應(yīng)于判斷矩陣最大特征根 的特征向量,經(jīng)過歸一化后記為W,即W的元素為同一層次元素對于上一層因素某因素相對重要性的排序權(quán)值。因考慮到一致性的偏離可能是由于隨機(jī)原因造成的,因此在檢驗判斷矩陣是否具有滿意的一致性的時候,需將CI和隨機(jī)一致性指標(biāo)RI進(jìn)行比較,得到檢驗系數(shù)CR。
(1)層次總排序。計算從目標(biāo)層到達(dá)方案層的層次總排序,采用如下公式:
(2)層次總排序的一致性檢驗??倢哟闻判虻囊恢滦詸z驗,假定層次總排序一共n層,第i層m個因素對第i-1層的p的準(zhǔn)則的層次單排序的一致性指標(biāo)為CIp,隨機(jī)一致性指標(biāo)為RIp,故層次總排序的一致性比率可以采用如下公式:
2案例分析
2.1 層次結(jié)構(gòu)建立
拉薩市市民現(xiàn)有主要出行方式為私家車、公共汽車,步行,同時引入內(nèi)地盛行的共享單車,作為拉薩市居民未來的主要出行方式。這些出行方式對環(huán)境的影響主要分為對大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、人文景觀的影響,作為準(zhǔn)則層。
假設(shè)出行方式對環(huán)境的影響:大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、人文景觀這五個準(zhǔn)則層分別記為:A1,A2,A3,A4,A5。方案層中的四種出行方式:私家車、公共汽車,步行,共享單車分別記為B1,B2,B3,B4。根據(jù)層次分析法對影響環(huán)境的出行方式的因素進(jìn)行歸納,得到層次結(jié)構(gòu)如如圖1:
2.2 判斷矩陣的確立
通過網(wǎng)上資料搜尋,圖書查閱,問卷調(diào)查的方式,結(jié)合專家意見對準(zhǔn)則層的五個因素兩兩比較其重要性程度,對重要性程度按照1—9賦值,從而構(gòu)造出判別矩陣A。結(jié)合專家意見和資料查詢以及問卷調(diào)查的方式,得到判別矩陣A,如表1:
根據(jù)同判斷矩陣A確立的相似方法,構(gòu)造準(zhǔn)則層因素與方案層因素的判斷矩陣。分別記方案層對準(zhǔn)則層的大氣環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、人文景觀的判斷矩陣為:M1、M2、M3、M4、M5,根據(jù)問卷調(diào)查和專家問詢得到判斷矩陣Mn,如表2。
2.3 計算結(jié)果與分析
通過數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB進(jìn)行最大特征根λmax和權(quán)向量W的求解,并且進(jìn)行一致性比例的檢驗。得到檢驗系數(shù)CR皆滿足:CR<0.1,權(quán)向量如下表3:
由表3可知,私家車、公共汽車、步行、共享單車四種出行對未來環(huán)境產(chǎn)生污染影響最大的是私家車,其次是公共汽車,步行和共享單車對未來環(huán)境污染的影響是最小的。由此可知,在對拉薩市的交通進(jìn)行規(guī)劃時,應(yīng)當(dāng)注重減少市民乘坐私家車出行的比例,增加市民乘坐公共汽車出行的比例,并通過合理增加步行通道和非機(jī)動車的行駛道路以及引進(jìn)共享單車來鼓勵市民以步行和共享單車的方式進(jìn)行出行,基于此對拉薩市未來的交通進(jìn)行合理規(guī)劃。
3結(jié)束語
城市的發(fā)展離不開交通,交通的發(fā)展加快了拉薩市城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度,步行和共享單車的盛行有利于拉薩市自然環(huán)境和人文環(huán)境的保護(hù),同時有利于改善拉薩市交通擁堵的現(xiàn)狀,同時交通發(fā)展在高原上還處于初級階段,在此階段就拉薩市的交通進(jìn)行合理規(guī)劃和對拉薩市市民的出行方式進(jìn)行正確合理的引導(dǎo),對拉薩市交通的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)有重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳晶華.拉薩市公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃研究[D].天津:天津大學(xué),2009.
[2] 舒孝珍.層次分析法在出行方式選擇中的應(yīng)用研究[J].太原學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2020(1):41-46.
[3] 趙靜,但琦.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2014:8.
作者簡介
黃京金(1999-),男,山東煙臺人;學(xué)歷:本科生,西藏大學(xué)在讀,研究方向:交通運(yùn)輸。