极速3D

交通技術  >> Vol. 9 No. 3 (May 2020)

基于AHP-可拓物元公交服務質量評價
Quality Evaluation of Public Transport Service Based on AHP-Extensible Matter Element

DOI: , PDF, HTML, XML, 下載: 32  瀏覽: 65  國家自然科學基金支持

作者: 周 旦, 覃攀越, 趙紅專:桂林電子科技大學建筑與交通工程學院,廣西 桂林;李文勇:桂林電子科技大學建筑與交通工程學院,廣西 桂林;廣西交通職業技術學院,廣西 南寧

關鍵詞: 公共交通服務質量層次分析法可拓學Public Transportation Service Quality Analytic Hierarchy Process Extenics

摘要: 公交服務質量評價是有效提高城市地面公共交通吸引力的重要環節之一。本文提出了基于層次分析(AHP)-可拓物元的公交服務質量評價方法。根據對城市道路公交服務質量指標的層次分析研究,選取線網規劃、線路布設和運營服務三個方面作為準則層,選取8個主要評價指標作為指標層,建立服務質量評價指標體系。采用層次分析法和專家調查法確定準則層和指標層的權重,并運用可拓物元的思路對公交服務質量進行評價。以桂林市為例進行公交服務質量評價,得到桂林市公交服務質量綜合評價等級為三級。其中準則層線網規劃、線路布設和運營服務三個層次的等級分別為二級、二級和三級。然后運用模糊綜合評價對其結果進行相關驗證,確定其結果的可靠性。根據評價結果可以看出:桂林市公交服務質量一般,有待進一步提高,且根據各準則層的評價等級得出,可以從運營服務方面重點著手優化。
Abstract: Evaluation of public transport service quality is one of the important links to effectively improve the attractiveness of urban ground public transportation. In this paper, a bus service quality evaluation method based on AHP-extension matter element was proposed. According to the hierarchical analysis of urban road bus service quality indicators, three levels of line network planning, route layout and operation services were selected as the criterion layer; 8 main evaluation indicators were selected as the indicator layer. And the service quality evaluation indicator system was established. Using analytic hierarchy process and expert survey method, the weights of the criterion layer and the indicator layer were determined. Then, using the idea of extension matter element, the quality of public transportation service was evaluated. Finally, Guilin is taken as an example to evaluate service quality. The comprehensive evaluation level of the public transport service quality in Guilin has been third. The three criteria layers for line network planning, route layout and operation services have been second, second and third. Then, fuzzy comprehensive evaluation is used to verify the results and determine the reliability of the results. According to the evaluation results, it can be seen that the quality of public transportation services in Guilin is average and needs further improvement. And according to the evaluation level of each criterion layer, we can focus on optimization from the aspect of operation service.

文章引用: 极速3D 周旦, 覃攀越, 李文勇, 趙紅專. 基于AHP-可拓物元公交服務質量評價[J]. 交通技術, 2020, 9(3): 182-191.

极速3D

1. 引言

极速3D由于中國經濟的快速發展,導致了交通擁堵問題日趨嚴重,公共交通需求急速增加。為了應對日益突出的城市交通問題,我國正式制定了優先發展城市公共交通的指導方針,國內外對公交服務質量評價的研究日趨火熱,為公共交通的發展和優化提供了一定的積極作用。

极速3D國外的公共交通起步較早,對公交的服務質量評價的研究已經達到了一定的成熟度。比較具有代表性的有:Friman從乘客滿意度角度出發,建立了乘客滿意度的評價體系,并進行了城市公交服務評價分析 [1]。Chung-Hsing Yeh則是跳出獨有思維,不在局限于只考慮乘客本身,綜合考慮了乘客感知、企業運營、社會責任多方面,建立了綜合評價體系,并對多家公交企業的發展進行橫向評價 [2]。并且已經將公交服務質量的研究運用于實際公共系統中,為公共交通的發展提供幫助。比如:美國利用先進的電子通訊技術,以及日本開發了一種集成的城市公交綜合運輸控制系統 [2]。

由于國內的公共交通發展相對較晚,至2013年正式制定了優先發展城市公共交通的指導方針,國內外對公交服務質量評價的研究才日趨火熱。研究的方向主要是兩方面,一種是從服務質量評級的指標選取方向著手,比較具有代表性的有:楊曉光等運用調查分析得到的數據,建立了以價值、能耗、信息行為系統的公交服務質量評價體系 [3]。裴玉龍等從提高公共交通服務水平方向出發,認為線網布局及線路布設更為重要,選擇了諸如線網密度、公交站點覆蓋率、非直線系數等指標 [4] 等;另一種是從評價方法著手:如王煒運用模糊聚類分析將GIS技術引入服務質量評價,運用定性加定量相結合的方法,對公交服務水平進行評價 [5]。

從國內外的文獻中可以看出,目前運用較多的方法主要有:層次分析法、專家咨詢法、模糊評價法、可拓綜合評價法等方法 [6] [7] [8] [9]。現階段通常將專家咨詢法和層次分析法相結合,運用標度法進行服務質量評價權重的確定 [10]。

极速3D本文綜合考慮各方法特點,選擇將層次分析法與可拓物元相結合進行公交服務質量評價研究,運用層次分析法和專家調查法確定指標權重,然后運用可拓物元的思想進行公交服務質量評價。結合層次分析法可以得到各個層次的服務質量評價等級,能夠針對公交系統進行優化。結合可拓綜合評價的優點,可排除人為因素對分析、評定或預測結果的干擾。

极速3D2. 服務質量評價方法

2.1. 層次分析法

极速3D層次分析法可將復雜問題分解細化,一般常用于用于各行業評價指標權重的求值,本文可運于公交服務質量評價指標權重的,其具體步驟如下 [11]:

1) 遞階層次結構的建立

針對問題進行分解三類層次,從高層次到低層次依次為:目標層、準則層和措施層。

2) 建立兩兩相比較的判斷矩陣

將各個指標因素之間的程度兩兩比較,構造判斷矩陣B,并計算出矩陣B的特征根和特征向量。

B W = η max w (1)

极速3D3) 運用公式進行單排序權向量的一致性檢驗

C I = η max n n 1 (2)

C R = C I R I (3)

C R < 0 .1 時,一致性可行。

4) 總排序權向量的一致性檢驗

i=1 q j = 1 p a j b i j = 1 (4)

C I = j = 1 p a j C I j (5)

R I = j = 1 p a j R I j (6)

C R = C I R I (7)

C R < 0 .1 時,判斷矩陣的一致性可行。否則,需要對矩陣B進行適當調整,直到滿足條件。

2.2. 可拓物元法

可拓學用形式化模型研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律與方法,并用于解決矛盾問題的科學。通過分析物元結構和相互關系,利用物元可拓分析理論將評價對象的指標由矛盾性轉化為相容性。由于在公交服務質量評價中,評價指標的選取、指標權重的衡量以及相關指標數據的收集整理中都會存在著不同程度的矛盾,而矛盾恰好是可拓學研究解決的中心問題。由此可見較為適合用于公交服務質量評價。

其具體步驟如下:

1) 確定物元

將評價系統的等級極為事物N,評價系統有n個特征,其對應的量值為 x i ,其矩陣表達式為:

R = [ N c 1 x 1 c 2 x 2 c n x n ] (8)

2) 確定經典率

极速3D經典域為各等級關于對應特質索取的數值范圍。

R = [ N j c 1 x j 1 c 2 x j 2 c n x j n ] = [ N j c 1 a j 1 , b j 1 c 2 a j 2 , b j 2 c n a j n , b j n ] (9)

3) 確定節域

R p = ( P , c i , x p i ) = [ P c 1 x P 1 c 2 x P 2 c n x P n ] = [ N j c 1 a P 1 , b P 1 c 2 a P 2 , b P 2 c n a P n , b P n ] (10)

4) 確定關聯函數

K j ( x i ) = { ρ ( x i , x j i ) | x j i | x i x j i ρ ( x i , x j i ) ρ ( x i , x p i ) ρ ( x i , x j i ) x i x j i (11)

ρ ( x i , x j i ) = | x i a j i + b j i 2 | b j i a j i 2 (12)

ρ ( x i , x p i ) = | x i a p i + b p i 2 | b p i a p i 2 (13)

5) 確定權重系數

极速3D6) 確定關聯度評價等級

k j ( P 0 ) = i = 1 n w i j k j ( x i ) (14)

K j = max k j ( p 0 ) (15)

极速3D則可得出評級最終等級。

极速3D3. 公交服務質量評價指標體系

3.1. 評價指標選取

建立公交服務質量指標體系時,借鑒其他學者的研究結果 [12] [13],制定了以下三點原則:即指標數量適宜、指標范圍全面和得到數據有效。

极速3D總之,指標的選取,需盡量選取日常統計中容易獲取、能夠全面反映線網問題、易量化、易分析計算的指標。

依據國家制定的《城市道路交通設計規范》和國內主要省市公交線網指標體系的設立標準,結合城市對公交線網的發展需求和相關原則,從路網規劃、線網布設和運營服務三個層次,構建服務質量評價體系,具體評價指標體系層次結構如表1所示。

Table 1. Evaluation index system of public transport service quality

表1. 公交服務質量評價指標體系

3.2. 基于AHP確定評價指標的權重

极速3D選用專家調查法,確定各指標相對應的權重。具體實施步驟如下 [11]:

一、確定調查目標,選定調查問題。在選取問題是需要說明背景,并確保問題明確易懂。

二、確定調查對象,在調查問題知識范圍內,選擇有一定專業基礎的專家,根據問題的復雜輕度,確定專家個數,一般在2~50人為宜。

极速3D三、調查過程中,要各專家不得互相聯系商討。在聯系專家并提供問卷后,搜集專家意見,并對數據進行對比,并將處理好的數據重新發給各個專家,讓他們比較自己與他人的不同,進行相應的修改和判斷。然后收集所有修改意見并匯總。然后進行上一步,直到專家不再修改意見為止。最后匯總各專家意見并進行綜合處理,得到最終結果。

綜上,這樣得到的結果較為科學可靠。

對于此次指標權重的調查,選取了10位專家組成評判小組,均來自于桂林市公安交警支隊以及桂林市規劃設計院等單位。最后根據數字1~9及其倒數標度法,對準則層、指標層的各指標重要層度進行賦值。

在評價指標權重的確定過程中,各指標的判斷矩陣通過專家調查得到,首先根據準則層的重要程度確定準則層權重,然后運用同樣的方法確定各指標層權重。

3.2.1. 準則層權重確定

根據專家調查法得出的調查結果按照1.1中介紹的方法步驟進行計算,得到目標層指標權重值。10位專家得到10組判斷矩陣。對每一組判斷矩陣計算對應權重,最后求其平均值,得到評價指標的最終權重。

根據2.1的計算過程,整理得到相關權重值為表2,通過求平均值得到最終權重為表3

Table 2. Summary table of weights at criterion level

表2. 準則層權重匯總表

3.2.2. 指標層權重確定

根據準則層權重確定的方法,得到各指標層的權重值。

Table 3. Index layer weight summary table

表3. 指標層權重匯總表

匯總得到評價指標權重值如表4

Table 4. Summary table of weights of various indicators

表4. 各項指標權重匯總表

4. 實例應用

4.1. 桂林市公交線網情況

桂林市2.78萬平方公里面積中,中心城區占2785平方公里,下轄秀峰、疊彩、象山、七星、雁山、臨桂6區。目前,桂林市有臨時公交線路59條,公交線路總長度819.15公里,公交線網總里程約260公里,市區建成區面積98.4平方公里,擁有公交場站20個,總面積134753平方米。桂林市個指標現狀數值如表5

Table 5. The current status of various indicators in Guilin

表5极速3D. 桂林市各指標現狀值

4.2. 基于AHP-可拓物元綜合評價

參考其他城市的公交優先政策和已有文獻的研究 [11] [12] [13],由于桂林市的地理和交通現狀,結合當地相關專家意見和桂林市公交現狀,確定以下分級標準如表6

Table 6. Suggested values of each index test interval in Guilin

表6极速3D. 桂林市的各指標測試區間建議值

表7中的數據帶入評價模型,將表中5個等級,為{一級,二級,三級,四級,五級}對應{好,較好,中,較差,差},則5個等級轉化為5個物元。

根據2.2中的介紹,得到節域、經典域和待測物元的具體值如下表:

然后,根據待評物元與各級經典域的關系,選取公式(11)、(12)、(13)來作為關聯函數。結合3.3中得到的權重系數,來確定各層次評價等級,匯總于表8,得到線網規劃、線路布設、運營服務三個層次的 k j ( M ) ,最后根據: K j ( M ) = k j ( M ) B ,得到 K j ( M ) ,根據 K j ( M ) 的值的大小, K ( M ) 极速3D 的值最大時對應的等級即為評價的等級。

Table 7. List of each index section domain, classic domain, and material element to be tested

表7极速3D. 各指標節域、經典域、待測物元一覽表

Table 8极速3D. Guilin city public transport criteria index weight values and related values

表8. 桂林市公共交通準則層指標權重值及關聯值

然后計算目標層等級,桂林市公交服務質量評價指標權重及關聯值如表9

Table 9. Guilin city public transport service quality evaluation index weight values and related values

表9. 桂林市公共交通服務質量評價指標權重值及關聯值

綜上,對桂林市的公交服務質量進行評價后,得到評價指標體系中的路網規劃、線網布設、運營服務三大方面的服務質量評價等級分別為:二級、二級、三級,綜合評價評價等級為三級。

4.3. 結果驗證

參考其他學者的公交服務質量評價方法,選取運用較多的模糊綜合評價的方法對評價結果進行驗證結果的可靠性。

1) 確定評價因素集:

第一層: U = { B 1 ( ) , B 2 ( ) , B 3 ( ) }

第二層: U 1 = { C 11 , C 12 , C 13 , C 14 } U 2 = { C 21 , C 22 } U 3 = { C 31 , C 32 }

2) 確定確定建立評判集:并給出不同的分指,具體情況見表10

Table 10极速3D. Score table of judgment

表10. 評判程度的分值表

3) 確定權重:運用3.3.2中得到的權重值進行計算。

4) 確定模糊矩陣:

由于指標數據均可得到現狀值,可選取專家調查法對所屬評判等級進行投票評估。選取20位了解桂林市公交現狀的專家進行問卷調查(不包括之前權重調查的專家),對指標所屬評價等級進行評價評估。并根據評價結果進行模糊矩陣的建立。

Table 11. Expert questionnaire evaluation index evaluation value table

表11. 專家問卷調查評價指標評估表

最后運用表4表11极速3D進行計算,得到評價結果:

B 1 = W 1 R 1 = ( 0.3553 , 0.311 , 0.142 , 0.194 ) [ 0. 6 0. 3 0.1 0 0 0 .3 0.4 0. 1 0.1 0 0.1 0.3 0.4 0.1 0.1 0. 3 0.4 0.2 0. 1 0 ]

B 1 = ( 0 .390,0 .361,0 .167,0 .067,0 .014 )

F 1 = B 1 × N T = 85 .46

同理可求得: F 2 = B 2 × N T = 85 .57

F 3 = B 3 × N T = 75 .06

F = B × N T = 81 .58

評價結果表示,桂林市公交服務質量綜合評價等級為三級,其中線網規劃和線路布設為二級,運營服務等級為三級,與前文提出的基于AHP-可拓物語按公交服務質量評價結果一致,證明了其方法的可靠性。

极速3D根據評價結果可以看出,桂林市公交服務質量評價等級不高,有待進一步完善,其中運營服務層面最為薄弱,可考慮從該層面優化公交系統。

5. 結語

本文對公交服務質量評價系統進行了研究,將層次分析法和可拓物元法相結合,構建了服務質量評價體系,可得到各個層面的評價等級,并對比已經較為成熟的模糊綜合評價方法的評價結果,得出本文方法的可靠性。本研究可以得到評價系統中的薄弱點,有針對性的對公交系統進行優化,可為公交服務質量評價與改善提供新的思路,有利于提高公交服務質量、有利于對公交系統進行合理優化、有利于改善和發展公交系統。

基金項目

极速3D國家自然科學基金項目(71861005);廣西自然科學基金項目(2016GXNSFAA380056)。

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