陳陽　馬健霄　徐志豪　錢思文

摘 要：建立一套合理的自行車交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系是解決目前電動(dòng)自行車和共享單車迅猛發(fā)展所帶來的通行空間及停放空間問題的關(guān)鍵。在分析目前自行車交通系統(tǒng)存在問題基礎(chǔ)上，依據(jù)影響自行車交通系統(tǒng)發(fā)展的因素和指標(biāo)選取原則，以可達(dá)性、安全性、便捷性和舒適性作為自行車交通體系的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從慢行交通網(wǎng)絡(luò)、交通空間、交通環(huán)境和自行車停車設(shè)施等方面確定關(guān)聯(lián)指標(biāo)，應(yīng)用AHP-熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，利用物元分析理論構(gòu)建了自行車交通體系綜合評(píng)價(jià)模型，并提出對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)方法。通過案例分析，驗(yàn)證了該評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性與實(shí)用性。該研究成果為合理規(guī)劃建設(shè)慢行交通系統(tǒng)及系統(tǒng)高效運(yùn)行管理等提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：自行車交通體系；物元分析法；綜合評(píng)價(jià)方法；AHP-熵值法

中圖分類號(hào)：U412.37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1006-8023（2018）05-0084-07

Abstract： The establishment of a reasonable evaluation system for bicycle traffic systems is the key to solve the problem of access space and parking space caused by the rapid development of electric bicycles and shared bike. Based on the analysis of the current problems in the bicycle transportation system， according to the factors affecting the development of the bicycle transportation system and the selection criteria of the indicators， accessibility， safety， convenience， and comfort are used as evaluation indicators for the bicycle transportation system. The related indicators are determined in terms of traffic space， traffic environment， the slow traffic network and bicycle parking facilities. The AHP-entropy method is used to determine the index weights， and the matter-element analysis theory is used to construct a comprehensive evaluation model of the bicycle transportation system and a corresponding evaluation method is proposed. Through case studies， the scientific and practicality of the evaluation method are verified. The research results provide scientific basis for rational planning and construction of slow traffic system and efficient operation management of the system.

Keywords： Bicycle transportation system； matter-element analysis method； comprehensive evaluation method； AHP-entropy method

0 引言

自行車交通在我國居民出行方式中占有重要地位，隨著慢行交通設(shè)施的不斷改善，出行比例也在不斷增高，與小汽車出行空間矛盾逐漸顯現(xiàn)。隨著機(jī)動(dòng)車擁有量的不斷增長，自行車交通空間被逐漸蠶食，出行環(huán)境也在慢慢惡化。慢行空間被占用、無障礙設(shè)施不完善以及過街設(shè)施的不合理設(shè)置，均損害了出行者的出行權(quán)益[1-2]。

電動(dòng)自行車和共享單車迅猛發(fā)展，對(duì)慢行系統(tǒng)規(guī)劃提出了更高的要求，諸多城市順勢開展了自行車交通系統(tǒng)規(guī)劃，但是這些研究主要集中在系統(tǒng)規(guī)劃策略及規(guī)劃方法層面，針對(duì)自行車交通系統(tǒng)還缺乏一套評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及體系。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取和優(yōu)化必須基于城市自行車交通的自身發(fā)展特點(diǎn)，遵循系統(tǒng)性原則、客觀性原則、一致性原則和可操作性原則[3]，以大量的實(shí)際調(diào)查資料為基礎(chǔ)，并廣泛地吸收專家的研究成果，經(jīng)過總結(jié)、分析和對(duì)比來確定。根據(jù)城市自行車交通體系的可達(dá)性、安全性、便捷性和舒適性作為自行車交通體系的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從慢行交通網(wǎng)絡(luò)、交通空間、交通環(huán)境和自行車停車設(shè)施等方面來確定關(guān)聯(lián)指標(biāo)，進(jìn)而構(gòu)建城市自行車交通評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[4-6]，見表1。

2 物元分析評(píng)價(jià)模型的建立

物元模型能將定性和定量因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)開展研究[7]。針對(duì)城市自行車交通體系的評(píng)價(jià)目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)體系的大多也只是一個(gè)概念，很難對(duì)自行車交通體系做出明確的評(píng)價(jià)，但對(duì)于任何一種復(fù)雜事物，都具有其相應(yīng)的特征規(guī)律，同時(shí)也就具有這些特征所對(duì)應(yīng)的量值，因此可以利用物元分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。物元分析評(píng)價(jià)法主要根據(jù)學(xué)者、專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的劃分，處理不相容系統(tǒng)中的問題，建立模型實(shí)現(xiàn)質(zhì)和量的轉(zhuǎn)化，最終給出明確的評(píng)價(jià)等級(jí)。同時(shí)，由于關(guān)聯(lián)函數(shù)取負(fù)值的特點(diǎn)，使物元分析法能全面分析待評(píng)估自行車交通體系屬于某種等級(jí)的程度，可以使得評(píng)估結(jié)果更為精細(xì)化。

指標(biāo)權(quán)重確定主要有層次分析法及熵值法，但兩個(gè)方法都有一定的缺陷：層次分析法主觀隨意性較大[8-10]，而熵值法盡管可以保證權(quán)重的客觀性，但在樣本數(shù)據(jù)較少的情況下不能準(zhǔn)確地反映出指標(biāo)間的內(nèi)在規(guī)律[11]-[14]。本文將層次分析法和熵值法進(jìn)行結(jié)合，既可以減弱AHP決策方法帶來的主觀隨意性的干擾，也可以弱化因樣本數(shù)據(jù)不足帶來的熵值法不準(zhǔn)確的問題，可得到更加客觀合理的權(quán)值。

2.1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

利用層次分析法（AHP）和熵值法確定城市自行車交通體系評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。首先明確問題，形成遞階層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)問題目標(biāo)建立模型，進(jìn)行各層元素間的兩兩比較，并建立判斷矩陣。通過對(duì)判斷矩陣的計(jì)算，進(jìn)行層次單排序和一致性檢驗(yàn)，最后進(jìn)行層次總排序，得到各因素的組合權(quán)重。其次是用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，將樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，對(duì)指標(biāo)的信息熵進(jìn)行計(jì)算，并得出指標(biāo)之間差異性指數(shù)，進(jìn)而得出指標(biāo)權(quán)重。最后用熵值法修正層次分析法得出的權(quán)重，得出最終的綜合權(quán)重。

則城市自行車交通體系P的等級(jí)為j，且有：

（1）當(dāng)0≤Kj0<1時(shí)，表示評(píng)價(jià)指標(biāo)符合某個(gè)等級(jí)的要求，其值大小表示符合要求的程度，數(shù)值越大，越接近該級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）當(dāng)-1≤Kj0<0，表明評(píng)價(jià)指標(biāo)不符合某個(gè)等級(jí)要求，但具有可轉(zhuǎn)化為符合該級(jí)標(biāo)準(zhǔn)條件。

（3）當(dāng)Kj0<-1時(shí)，表明評(píng)價(jià)指標(biāo)不符合某個(gè)等級(jí)的要求，且不具備轉(zhuǎn)化為符合該級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的條件，其數(shù)值越小，距離該級(jí)標(biāo)準(zhǔn)越遠(yuǎn)。

3 實(shí)證性研究

本文以泰興市為例，選取該城市區(qū)域作為評(píng)價(jià)單元，并采用基于物元分析的評(píng)價(jià)模型對(duì)自行車交通體系進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 指標(biāo)計(jì)算

根據(jù)指標(biāo)量化模型，結(jié)合調(diào)查收集到的有關(guān)城市自行車交通體系的數(shù)據(jù)資料，得到各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)值見表3。

3.2 利用物元分析計(jì)算關(guān)聯(lián)度和等級(jí)評(píng)定

3.2.1 確定待評(píng)指標(biāo)經(jīng)典域和節(jié)域

物元分析以可拓?cái)?shù)學(xué)為基礎(chǔ)，劃定泰興市自行車交通體系發(fā)展水平為五個(gè)等級(jí)，即“優(yōu)秀、良好、中等、較差、很差”。表示為P1、P2、P3、P4、P5。經(jīng)典域是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、專家意見、研究區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)等確定，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)可建立各待評(píng)指標(biāo)的經(jīng)典域物元矩陣R1、R2、R3、R4、R5和節(jié)域物元矩陣Pp。

根據(jù)物元計(jì)算公式（7）、公式（8）可求出評(píng)價(jià)指標(biāo)的節(jié)域物元量值以及經(jīng)典物元量值。

3.2.2 建立待評(píng)價(jià)物元矩陣

根據(jù)表2可建立待評(píng)價(jià)物元矩陣公式：

3.2.3 確定城市自行車交通體系關(guān)于各等級(jí)的關(guān)聯(lián)度函數(shù)

根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式（6）可計(jì)算出各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度見表5。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

由表評(píng)價(jià)指標(biāo)量值，根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式和綜合關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式可得出關(guān)聯(lián)指標(biāo)（見表5）和評(píng)價(jià)指標(biāo)（見表6）的關(guān)聯(lián)度，以自行車道路密度這一指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果為例介紹各參數(shù)的指示意義。該指標(biāo)對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度分別為：K1（v1）=-0.405，K2（v1）=-0.207，K3（v1）=0.38，K4（v1）=-0.38，K5（v1）=-0.367，可以判定自行車道路密度這一指標(biāo)屬于中等級(jí)別。同理也可得到一級(jí)指標(biāo)隸屬等級(jí)，根據(jù)表6綜合關(guān)聯(lián)度值可得出以下結(jié)論：

自行車交通體系可達(dá)性與“良好”等級(jí)關(guān)聯(lián)程度最高，綜合關(guān)聯(lián)度為0.160 439，說明可達(dá)性水平較好。其中自行車路網(wǎng)密度對(duì)應(yīng)等級(jí)為“中等”，該城市在自行車道建設(shè)方面還應(yīng)該加大力度。

自行車交通體系安全性與“中等”等級(jí)關(guān)聯(lián)程度最高，綜合關(guān)聯(lián)度為0.008 706，但該數(shù)值較小，說明勉強(qiáng)符合這一等級(jí)。其中自行車有效寬度和車道被占用比例對(duì)應(yīng)等級(jí)為中等，且數(shù)值較大，表明符合這一標(biāo)準(zhǔn)。在自行車車道類型方面對(duì)應(yīng)等級(jí)為“較差”，該城市在交通規(guī)劃時(shí)可以注重慢行交通建設(shè)，設(shè)立自行車專用車道或物理分隔的自行車道。

在便捷性方面對(duì)應(yīng)“中等”等級(jí)，綜合關(guān)聯(lián)度為0.073 598，表明城市自行車交通體系基本可以實(shí)現(xiàn)便捷特性。其中停車設(shè)施的自備率和步行取車方面對(duì)應(yīng)“中等”等級(jí)，在停車方面，停車設(shè)施的供給基本可以滿足需求，步行取車距離也基本方便。在照明設(shè)施方面，其對(duì)應(yīng)等級(jí)為“優(yōu)秀”，說明泰興市的自行車道照明設(shè)施已經(jīng)非常完善了。

在舒適性方面不符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但是如果數(shù)值越大，越容易轉(zhuǎn)化為該等級(jí)。由表6可知綜合關(guān)聯(lián)度最大值為-0.101 968，由于其較接近于0，因此該指標(biāo)易于轉(zhuǎn)化為“良好”這一等級(jí)。其中空氣污染指數(shù)對(duì)應(yīng)等級(jí)為“中等”，非機(jī)動(dòng)車車流中電動(dòng)車的比例對(duì)應(yīng)等級(jí)為“較差”，綠化設(shè)施的覆蓋率和路面鋪裝質(zhì)量均對(duì)應(yīng)等級(jí)“良好”，由此表明在空氣質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車和自行車互不干擾程度還不夠高，需要進(jìn)一步提高和完善。

總的來說，從綜合關(guān)聯(lián)度來看，泰興市自行車交通體系建設(shè)發(fā)展水平不符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，綜合關(guān)聯(lián)度數(shù)值為-0.076 3，但是其很接近于0，則該城市發(fā)展水平易于轉(zhuǎn)化為“良好”這一等級(jí)。以此來看，泰興市自行車交通體系在安全性和便捷性方面還有很大的提升空間，有關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)這兩方面的建設(shè)。

4 結(jié)論

本文提出了基于物元分析的綜合評(píng)價(jià)方法，從定性和定量角度綜合考慮，突破了以往評(píng)價(jià)的局限性，使整個(gè)自行車交通體系的評(píng)價(jià)更全面，更準(zhǔn)確。其次是采取AHP-熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，以主觀和客觀相結(jié)合的方式，使結(jié)果更為客觀、科學(xué)。通過構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)城市自行車交通體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，有待于深入研究自行車騎行的交通影響因素及優(yōu)化，對(duì)慢行系統(tǒng)的高效協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)有著十分重要的意義。

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