基于層次分析的交通狀態(tài)模糊綜合評價方法.pdf

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1、第33卷第2期廣西師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版Vo1．33NO．22015年6月JournalofGuangxiNormalUniversity：NaturalScienceEditionJun．2015基于層次分析的交通狀態(tài)模糊綜合評價方法許倫輝，吳彩芬，鄺先驗(yàn)，朱群強(qiáng)(1．江西理工大學(xué)電氣工程及其自動化學(xué)院，江西贛州341000；2．華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東廣州510640)摘要：城市交通狀態(tài)的評價分析是實(shí)施交通管理與交通誘導(dǎo)的基礎(chǔ)。為了得到準(zhǔn)確的交通狀態(tài)信息，本文提出了一種基于層次分析結(jié)合模糊綜合評價的方法。評價過程中側(cè)重于權(quán)重的分析，應(yīng)用層次分析方法確定權(quán)重時，不只是單獨(dú)

2、用該方法中的一個計算方法，而是利用4種計算方法分別計算出交通狀態(tài)的影響權(quán)重值，對4種權(quán)重值進(jìn)行平均得到一個權(quán)重平均值作為最終權(quán)重向量。以贛州市章貢區(qū)K1線路的交通狀態(tài)為例，通過層次分析法的4種計算方法分別對該線路上17個路段和4個交叉口的影響權(quán)重做出計算，以其平均值作為最終權(quán)重值結(jié)合模糊綜合評價方法對該線路的交通狀態(tài)做出評價。實(shí)例驗(yàn)證結(jié)果表明，交叉口對交通狀態(tài)的評價占據(jù)比較大的權(quán)重。同時，取平均值求得的權(quán)重值比4種計算方法單獨(dú)計算取得的權(quán)重值更加合理科學(xué)。實(shí)例驗(yàn)證了方法的合理性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞：交通狀態(tài)評價；層次分析法；模糊綜合評價；路段；交叉口中圖分類號：U491文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章

3、編號：1001-6600(2015)02—0001-080引言隨著道路水平與人們經(jīng)濟(jì)水平的迅猛發(fā)展，道路上交通量愈來愈多，交通擁擠也愈來愈嚴(yán)重。對交通狀態(tài)進(jìn)行評價既能為決策者提供決策依據(jù)，也能為出行者提供出行誘導(dǎo)依據(jù)。出行者對交通狀態(tài)的了解有助于更好地選擇出行時間與線路，避開了較為擁堵的時間和空間，使得交通更加井然有序和穩(wěn)定，避免了交通事故的發(fā)生，對社會穩(wěn)定發(fā)展具有重大意義。交通狀態(tài)的描述具有一定的模糊性，比如常用的擁擠和通暢就是一種很模糊的現(xiàn)象，人們無法用精確的公式和數(shù)字形式描述它[1]。而模糊綜合評價是在模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種評價方法，它將一些邊界不清、不易量化的因素進(jìn)行定

4、量處理，從若干個對象的多個指標(biāo)對各個評價等級的隸屬情況來進(jìn)行綜合系統(tǒng)的評價_2伽。因此，模糊綜合評價方法使模糊思想從理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用邁向了一個新的臺階。目前模糊綜合評價的難點(diǎn)之一就是如何科學(xué)合理地確定評價指標(biāo)的權(quán)重問題l_4]。道路交通狀態(tài)不僅在多個路段上具體體現(xiàn)，也在多個交叉口上體現(xiàn)并且可以由多個指標(biāo)確定評價標(biāo)準(zhǔn)。而層次分析是將與決策有關(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)行定性和定量分析的決策方法，它能夠處理具有多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多因素、多層次的復(fù)雜問題。故考慮用層次分析結(jié)合模糊綜合評價方法對交通狀態(tài)進(jìn)行評價是合理的、科學(xué)的。層次分析確定權(quán)重的計算方法有向量特征法、幾

5、何平均法、算術(shù)平均法與最小二乘法。以往學(xué)者應(yīng)用層次分析確定權(quán)重時都只是考慮其中一種計算方法。為了得到更合理科學(xué)的權(quán)重值，本文考慮采用4種計算方法分別計算出影響因素的權(quán)重值再求取它們的平均值作為最終權(quán)重值。收稿日期：2015-01—11基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61263024)通信聯(lián)系人：許倫輝(1965一)，男，江西南康縣人，江西理工大學(xué)教授，博導(dǎo)。E-mail：lhxu@scut．edu．en2廣西師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版第33卷交通狀態(tài)評價體系的建立對交通狀態(tài)進(jìn)行評價，一套合適的評價體系是非常關(guān)鍵的。路段和交叉口是組成區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基本單位，區(qū)域交通狀態(tài)在路段和交叉口

6、上體現(xiàn)。以往學(xué)者為了方便，對區(qū)域交通狀態(tài)進(jìn)行分析時，把交叉口并人到路段當(dāng)中進(jìn)行考慮，這樣只考慮了路段對區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)的影響。事實(shí)上，交叉口對區(qū)域路網(wǎng)的影響占據(jù)了不可忽略的比重，很多情況下區(qū)域路網(wǎng)的狀態(tài)大部分都取決于交叉口的狀態(tài)，這是因?yàn)槁范紊系男旭傄话惚容^順暢，而交叉口由于加入了交通控制信號的控制，聚集的車輛比較多，交通擁擠的程度更大。所以為了準(zhǔn)確客觀地評價區(qū)域路網(wǎng)的交通狀態(tài)，為決策者與行人提供客觀依據(jù)，本文加入考慮了交叉口的狀態(tài)。表1給出了贛州市章貢區(qū)K1線路的交通狀態(tài)評價體系。2層次分析一模糊綜合評價的建模2．1建立評價因素集因素(指標(biāo))集合己，一{U，U，?，U}，為被評價主

7、體的各個因素(指標(biāo))所構(gòu)成的集合。2．2建立評判集對于每個因素可以確定為若干個等級，如果劃分等級為n個，那么評判集為V一{，，?，)，對于因素集合當(dāng)中的每個因素己，，分析其評判集的隸屬度r得到第i個因素的單因素評價結(jié)果：r一(，，?，r)，通常，r>0，且r一1。表1K1線路的交通狀態(tài)評價體系Tab．1K1linetrafficconditionevaluationsystem2．3建立評價矩陣對所有因素進(jìn)行單因素評價后得到一個個因素個評價等級的模糊矩陣R