詹斌， 崔婉茹

(武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院， 湖北 武漢 430063)

優(yōu)先發(fā)展城市公共交通是優(yōu)化城市交通結(jié)構(gòu)、提高資源利用率、緩解城市道路交通擁堵、實(shí)現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的重要手段。從2004年至今，政府相繼出臺多項(xiàng)政策，積極推動公共交通優(yōu)先發(fā)展。中等城市是指城區(qū)常住人口為50萬～100萬的城市，作為中國新型城鎮(zhèn)體系中重要一環(huán)，中等城市一直是連接大城市和小城市及廣大農(nóng)村之間至關(guān)重要的紐帶，其公共交通優(yōu)先發(fā)展尤為重要，不僅可緩解機(jī)動車快速增長帶來的城市交通問題，而且能很好地帶動小城市的公共交通發(fā)展。而現(xiàn)階段交通評價研究多數(shù)面向大城市，針對中等城市的研究少。該文構(gòu)建基于五元聯(lián)系度的集對分析評價模型FECN-SPA,對中等城市公交發(fā)展水平進(jìn)行評價，并提出相關(guān)對策建議。

1 中等城市交通體系特征

受限于城市規(guī)模、經(jīng)濟(jì)水平、城市結(jié)構(gòu)，中等城市具有以下交通特性：

(1) 未貫徹落實(shí)公交優(yōu)先政策。中等城市公交規(guī)劃數(shù)量不足，并且部分已編制的公交規(guī)劃存在實(shí)際建設(shè)跟不上規(guī)劃的情況。

(2) 公交分擔(dān)率較低，私人小汽車增長過快。中等城市公交分擔(dān)率普遍低于大城市，如重慶40.6%、運(yùn)城31.9%、舟山35.2%、南川35.2%、邵陽25.8%，并且公交分擔(dān)率呈現(xiàn)逐年下降趨勢。大部分原因在于中等城市私人小汽車數(shù)量急劇增長。

(3) 公交場站建設(shè)滯后，嚴(yán)重影響運(yùn)營效益。公交場站是公交線網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，關(guān)系到公交線網(wǎng)的優(yōu)化布局和乘客換乘體系。中等城市公共汽電車車均場站面積低于大城市(重慶180 標(biāo)臺/萬人、運(yùn)城136.7 標(biāo)臺/萬人、舟山 154標(biāo)臺/萬人、南川 142.2標(biāo)臺/萬人、邵陽 138.1標(biāo)臺/萬人)，場站不足將嚴(yán)重影響其公交效益：一是停車場不足，既影響線路正常班次發(fā)放，又極易導(dǎo)致周邊道路堵塞，存在夜間停車、保養(yǎng)等問題；二是車輛維修場地不足，車輛維修時間周期延長，影響車輛按計劃運(yùn)營；三是線路首末場站容量不足，被迫異地停放，增加空駛里程。

(4) 公交專用道運(yùn)行效果不佳。中等城市交通擁堵形勢日趨嚴(yán)重，產(chǎn)生了已有公交專用道運(yùn)行效果不佳、新增公交專用道實(shí)施難度大等問題。交通管理部門對公交專用道缺乏有效監(jiān)管，導(dǎo)致公交專用道形同虛設(shè)，社會車輛隨意進(jìn)入公交專用道的現(xiàn)象較普遍，嚴(yán)重干擾公交專用道的正常運(yùn)作；中心城區(qū)擁堵形勢日趨嚴(yán)重，在城市主干道增設(shè)公交專用道的難度日益加大。

(5) 公交線網(wǎng)不完善。中等城市現(xiàn)有線網(wǎng)通常集中于主干道，線路的非直線系數(shù)較高，重復(fù)線路車輛多，易造成道路擁堵；線網(wǎng)覆蓋率低，部分地方存在公交服務(wù)盲區(qū)，造成居民出行不便。

(6) 道路結(jié)構(gòu)不合理。目前中等城市道路供給水平不高，中心城區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，路網(wǎng)密度低，寬度較窄，等級不高，道路功能劃分不明確。

(7) 中等城市居民的出行呈現(xiàn)日出行次數(shù)多、必要出行較多、彈性出行較少、慢行交通為主、出行時耗較低、出行時間分布呈現(xiàn)四高峰狀態(tài)的特點(diǎn)。

2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

從中等城市公交發(fā)展目標(biāo)出發(fā)，考慮指標(biāo)構(gòu)建的科學(xué)性、系統(tǒng)性、代表性、獨(dú)立性、實(shí)用可操作性原則，基于等級全息模型HHM思想及Vague理論，參考《公交都市考核評價指標(biāo)體系》、《城市道路交通管理評價指標(biāo)體系》、研究現(xiàn)狀及各省公共交通優(yōu)先發(fā)展考核表等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，運(yùn)用目標(biāo)分析法、綜合分析法、頻度分析法等進(jìn)行指標(biāo)初選及篩選，從政策保障、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、運(yùn)營服務(wù)三方面構(gòu)建評價指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系包括公交優(yōu)先政策、基礎(chǔ)設(shè)施、交通設(shè)備、運(yùn)營效果、服務(wù)質(zhì)量、安全保障、綠色發(fā)展7個維度，基本涵蓋了中等城市公交系統(tǒng)(見表1)。根據(jù)《城市道路交通管理評價指標(biāo)體系(2012年版)》確定指標(biāo)定義、計算方法和分級。

表1 中等城市公交發(fā)展水平評價指標(biāo)體系

3 FECN-SPA評價模型

3.1 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

(1) 建立指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)，即確定目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層(見表1)。

(2) 構(gòu)造判斷矩陣A，aij表示相互比較的兩元素影響大小之比。

(4) 一致性檢驗(yàn)。當(dāng)同層元素超過3個時，易出現(xiàn)判斷矩陣結(jié)果不一致的現(xiàn)象，需按式(1)、式(2)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

CI=(λmax-n)/(n-1)

(1)

CR=CI/RI

(2)

式中：CI為一致性指標(biāo)值；n為判斷矩陣的行數(shù)；CR為一致性比例，CR<0.10時，認(rèn)為判斷矩陣通過一致性檢驗(yàn)，否則需調(diào)整判斷矩陣，直至通過一致性檢驗(yàn)；RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)。

(5) 計算總排序權(quán)向量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

3.2 FECN-SPA模型構(gòu)建

集對分析是一種處理系統(tǒng)確定性與不確定性相互作用的綜合系統(tǒng)分析方法，它是在一定研究背景下，對集對中兩個集合的確定性與不確定性及兩者的相互作用進(jìn)行的一種系統(tǒng)和數(shù)學(xué)分析，其主要數(shù)學(xué)工具是聯(lián)系數(shù)。

為分析中等城市公交發(fā)展水平，構(gòu)建基于五元聯(lián)系度的集對分析評價模型FECN-SPA。步驟如下：

(1) 構(gòu)建集對H=(Aw,Vr)。指標(biāo)實(shí)測值aw(w=1,2,…,n)記為集合Aw，標(biāo)準(zhǔn)集記為集合Vr(r=1,2,…,m)。

(2) 構(gòu)造五元聯(lián)系數(shù)表達(dá)式。效益型指標(biāo)的聯(lián)系度表達(dá)式見式(3)，成本型指標(biāo)的聯(lián)系度表達(dá)式見式(4)。

(3)

(4)

式中：k1、k2、k3、k4為等級V1、V2、V3、V4、V5間的臨界值。

(3) 聯(lián)系度矩陣優(yōu)化。根據(jù)指標(biāo)權(quán)重、聯(lián)系度矩陣及聯(lián)系度系數(shù)構(gòu)建FECN-SPA評價模型。

(5)

式中：δA-V為綜合聯(lián)系度；E=(1,i,j,k,l)為同異反系數(shù)矩陣；a為同一測度正分量，反映高水平；b為差異測度偏正分量，反映較髙水平；c為差異測度居中分量，反映中等水平；d為差異測度偏負(fù)分量，反映較低水平；e為對立測度負(fù)分量，反映低水平。

3.3 FECN-SPA模型輸出分析

3.3.1 態(tài)勢分析

集對勢用來比較兩個系統(tǒng)相同、相異、相反的程度，體現(xiàn)系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢。集對勢記為：

shi(H)=a/e

(6)

當(dāng)a/e>1時，評價系統(tǒng)與高水平具有同一趨勢，系統(tǒng)態(tài)勢表現(xiàn)為同勢；a/e=1時，評價系統(tǒng)與中等水平具有同一趨勢，系統(tǒng)態(tài)勢表現(xiàn)為均勢；a/e<1時，評價系統(tǒng)與低水平具有同一趨勢，系統(tǒng)態(tài)勢表現(xiàn)為反勢。

3.3.2 基于偏聯(lián)系數(shù)的趨勢分析

偏聯(lián)系數(shù)是系統(tǒng)發(fā)展趨勢的伴隨函數(shù)，用來反映系統(tǒng)下一步可能出現(xiàn)的趨勢，是評價系統(tǒng)不確定動態(tài)變化的關(guān)鍵參數(shù)。公交發(fā)展水平評價系統(tǒng)中各階偏聯(lián)系數(shù)的計算：對五元聯(lián)系數(shù)求1次偏聯(lián)，得到式(7)所示一階偏聯(lián)系數(shù)(四元趨勢聯(lián)系數(shù))。依此求偏聯(lián)，可得到三元、二元、一元趨勢聯(lián)系數(shù)。偏聯(lián)系數(shù)的集對勢定義依舊是同一度與對立度的比值，一元趨勢聯(lián)系數(shù)只有正項(xiàng)，其值>0.5為集對同勢，其值=0.5為集對均勢，其值<0.5為集對反勢。

?δ=?a+?bi+?cj+?dk

(7)

式中：?a=a/(a+b);?b=b/(b+c);?c=c/(c+d);?d=d/(d+e)。

3.3.3 基于置信度的等級確定

δA-V=a+bi+cj+dk+el=f1+f2i+f3j+

f4k+f5l

(8)

hk=f1+f2+…+fk-1+fk>λ

(9)

式中：f1、f2、fk-1、fk為聯(lián)系度分量；fi為隸屬于Vi級標(biāo)準(zhǔn)的可能程度；λ為置信度，其值為[0.5,0.7]。

當(dāng)hk-1<λ且hk>λ時，評價結(jié)果屬于k級。

4 實(shí)例分析

以浙江舟山市為例，搜集整理《中國統(tǒng)計年鑒》、《浙江統(tǒng)計年鑒》、各類行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、政府工作報告、2019年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報、交通行業(yè)發(fā)展報告、公交公司官方網(wǎng)站數(shù)據(jù)及高德地圖交通大數(shù)據(jù)，得到舟山市實(shí)際指標(biāo)數(shù)據(jù)=(2.56，26.1，滿足四項(xiàng)，滿足六項(xiàng)，9.5，3.6，154，96，2.6，11.1，滿足三項(xiàng)，78.4，35.2，88，1.6，17.2，92.1，1.3，2.4，222)。

4.1 計算權(quán)重

4.2 FECN-SPA模型輸出分析

4.2.1 態(tài)勢分析

換乘率、公交行車責(zé)任事故頻率、乘客投訴率和能耗強(qiáng)度為成本型指標(biāo)，其余為效益型指標(biāo)。根據(jù)式(3)和式(4)計算得到舟山市指標(biāo)數(shù)據(jù)的聯(lián)系度矩陣，根據(jù)式(5)和式(7)計算得到舟山市的五元、四元、三元、二元、一元趨勢聯(lián)系數(shù)，并列出對應(yīng)的態(tài)勢(見表2)，利用四元、三元、二元、一元態(tài)勢分析發(fā)展趨勢。

表2 舟山市五元至一元態(tài)勢分析

由表2可知：舟山公交發(fā)展水平的五元聯(lián)系數(shù)為0.294+0.216i+0.507j-0.138k+0.135l，其聯(lián)系態(tài)勢為同勢19級，即舟山市公交發(fā)展水平的發(fā)展態(tài)勢與高水平具有同一趨勢。

4.2.2 趨勢分析

為直觀觀察總體態(tài)勢及準(zhǔn)則層Z1、Z2、Z3的各元態(tài)勢，將其數(shù)值化：同勢視為數(shù)字1；均勢視為數(shù)字0；反勢視為數(shù)字-1。舟山市公交發(fā)展水平的態(tài)勢分析見圖1、圖2。

圖1 舟山市公交發(fā)展水平總體態(tài)勢分析

圖2 舟山市公交發(fā)展水平評價體系準(zhǔn)則層態(tài)勢分析

由圖1、圖2可知：舟山市的公交發(fā)展水平處于平穩(wěn)的高水平狀態(tài)，總體態(tài)勢中各元態(tài)勢均處于同勢狀態(tài)；準(zhǔn)則層態(tài)勢中，政策保障水平Z1的各元態(tài)勢除四元態(tài)勢外均處于同勢，基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備水平Z2的各元態(tài)勢除三元態(tài)勢外均處于同勢，運(yùn)營服務(wù)水平Z3的現(xiàn)狀五元態(tài)勢、四元態(tài)勢、三元態(tài)勢為同勢，二元態(tài)勢、一元態(tài)勢處于反勢。Z1、Z2、Z3的發(fā)展均不穩(wěn)定，尤其是Z3，運(yùn)營者需對以上3項(xiàng)采取相應(yīng)改善措施。

4.2.3 置信度等級評價

由表2中五元聯(lián)系數(shù)及式(8)、式(9)對評價結(jié)果進(jìn)行等級判定，取置信度λ=0.6，h1=f1+f2+f3=1.017>0.6，舟山市公交發(fā)展水平處于V3級，為中等水平。

運(yùn)用基于三角形隸屬函數(shù)的模糊綜合評價模型進(jìn)行綜合評價，評分為96.71，評價等級為V3，與FECN-SPA模型評價結(jié)果一致。

5 中等城市公交發(fā)展優(yōu)化措施及改進(jìn)方向

(1) 堅(jiān)持規(guī)劃優(yōu)先，構(gòu)建適應(yīng)中等城市發(fā)展的公交體系。政府部門結(jié)合中等城市的經(jīng)濟(jì)、財政能力和慢節(jié)奏生活特性，適當(dāng)引導(dǎo)公交跨越式發(fā)展，建設(shè)快速公交系統(tǒng)；創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的慢行交通環(huán)境，有效接駁公共交通站點(diǎn)，切實(shí)提高公共交通吸引力；嘗試推進(jìn)TOD(以公共交通為導(dǎo)向的開發(fā))發(fā)展模式，依托公共交通改變土地利用形態(tài)和居民的生活方式，促進(jìn)城市交通與土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展。

(2) 加大政策扶持，強(qiáng)化科學(xué)管理。在政府主導(dǎo)的前提下，采取有效措施，充分挖掘現(xiàn)有設(shè)施潛力，加大財政投入力度。同時建立明確的政策性補(bǔ)貼考核指標(biāo)和測算方式，嚴(yán)格劃分政策性虧損和經(jīng)營性虧損范圍。

(3) 加快補(bǔ)齊基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備短板?；A(chǔ)設(shè)施是推動公共交通優(yōu)先發(fā)展的基石。根據(jù)中等城市交通現(xiàn)狀，合理增設(shè)公交場站及公交專用道、調(diào)整公交線網(wǎng)、加快路網(wǎng)提檔升級，全面提升公共交通吸引力。

(4) 以運(yùn)營服務(wù)為中心，提高城市公交服務(wù)質(zhì)量。一是合理使用政府資金，加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其是提高公交信息化水平，建立公共交通智慧管理平臺；二是定期分析平臺數(shù)據(jù)，有效運(yùn)營管理；三是提高工作人員的服務(wù)質(zhì)量。