基于模糊综合评价的城市轨道交通线网规划方案

1 引言

近年来，随着社会经济的发展，城市化和机动化水平的不断提高，城市交通拥堵问题逐渐凸显，公交优先与公交导向型的交通发展策略越来越受城市规划者的青睐。轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，具有安全、快捷、准点、运量大、低能耗的优势，对城市土地利用和城市空间发展方面具有明显的导向作用，是大部分城市规划决策者的首选。

但由于轨道交通项目投资巨大、工期长，对城市土地利用与空间布局影响较大，因此,城市轨道交通的规划十分重要。其中，对轨道交通线网规划方案的评价是城市轨道交通规划的最关键环节，是确定轨道交通线网方案的主要依据。因此,建立科学、客观、合理的评价指标体系是确定线网方案最优解的先决条件。

目前，国内外有关城市轨道交通线网规划方案评价的研究颇丰，宋奕修[1]采用层次分析法对轨道交通线网规划方案进行了评价。张玉召等[2]等对轨道交通线网规划评价指标进行了优化，运用数据包络法建立了线网评价模型。覃路燕[3]通过关于轨道交通规划对于环境的相关影响建立了城市轨道交通规划环境影响评价指标体系。谭杉[4]构建了城市轨道交通可达性定量测算模型。考虑到层次分析法主要依靠专家的主观判断，而灰色关联法则主要依赖客观调查数据，均存在一定的缺陷。本文提出采用模糊综合评价法，依靠专家经验与客观信息的分析，对所有的评价指标进行全序排列，形成对方案的合理评估结论。

2 城市轨道交通线网规划方案评价指标体系建立

综合国内现有轨道交通线网规划所使用的评价指标及相关情况，大部分评价体系往往忽视了与城市发展的协调，对于有相互关联的指标直接独立化，部分轨道线网的可实施性考虑不足，导致评价指标体系存在一定的片面与缺陷。本文在参考大量相关文献的基础上，从与城市规划的协调性、线网结构、方案运营与可实施性4个方面提出评价指标体系，如图1所示。

3 构建基于模糊综合评价的城市轨道交通线网规划方案综合评价模型

影响城市轨道交通线网规划方案的因素是复杂的，各因素的影响又有一定的模糊性。为了便于定量描述各因素对轨道交通规划方案的作用，模糊综合评价是一种较合理的方法。模糊综合评价是在结合多种因素的作用下，运用模糊数学工具对某事物做出综合评价[5]。也就是说城市轨道交通线网规划方案可以作为一个模糊问题来处理，采用模糊评价模型对其进行评价。具体步骤为：

1）确定因素集

因素集是指由确定评价对象取值（得分）的各因素组成的集合，因素集是普通的集合，则：

U={U1，U2，U3，U4}={ 与城市规划的协调，线网结构，方案运营，可实施性}式 中， U1={U11，U12，U13，U14}={ 与 总规划的协调性，与土规的协调性，对交通的影响，对环境景观的影响}；U2={U21，U22，U23，U24}={ 线 网 总 长 ，线网密度，站点覆盖率，非直线系数 }；U3={U31，U32，U33，U34}={客运总量，客运强度，换乘系数，平均乘距}；U4={U41，U42，U43，U44}={ 投资估算，投融资模式，工程难易程度，近期建设可实施性}。

2）确定评价集

评价集是由评判对象有可能做出的一系列评判结果所组成的集合。本文将评判等级确定为5个，即V={优(V1)，良(V2)，一般(V3)，差(V4)，很差(V5)}5

个等级。

3）建立单因素（因素层）评判矩阵

4）构成指标权向量

根据各因素的权重，构成一级指标权向量 ，二级指标权向量 Ai=（a1，a2，…，an），二级指标权向量 A'=（a1，a2，…，an）。这里，=1，ai≥0，i≥1，2，…，n。

5）构造一级指标层评判矩阵

6）计算二级综合评价向量

计算U的二级综合评价向量为B=A·R'，此评判集即为评价指标体系中的最终模糊综合评价集。

7）得出结论

通过对评判集中的元素一一赋予相应分值，计算出轨道交通线网规划方案的最终得分S，计算公式为：S=B·T。其中, T为5个评语等级的分数所构成的列向量。采用百分制对轨道交通线网规划方案进行评价，即T=（95，85，75，65，30）T。

图1 城市轨道交通线网规划方案评价指标体系

4 模型应用

采用该方法对某城市轨道交通线网规划方案进行评价。考虑到数据获取的难易程度，进行综合评价分析要与可操作性、实用性结合起来。对于不便采用直接量化的指标因素，建议采用专家评价法来进行打分，然后根据专家的打分情况进行综合分析和计算。

文章来源：《模糊系统与数学》 网址: http://www.mhxtysxzz.cn/qikandaodu/2021/0715/609.html