一种城市交通可持续发展的综合评价方法与流程

本发明属于城市交通运输系统发展评价领域，特别涉及一种城市交通可持续发展的综合评价方法。

背景技术：

目前，我国处于“交通大国”向“交通强国”的转型时期，交通建设重点由“规模扩大”转向“效能提升”。为了缓解城市交通中的各种问题，建立可持续发展的现代化运输体系十分必要，面向可持续发展的城市交通综合评估是其中一个重要步骤。

城市交通综合评估影响因素众多，建立合理的评估指标体系较为困难。传统的交通综合评价多侧重于交通拥堵和可达性方面，面向可持续发展的城市交通综合评估的指标选取尚待研究。

评估方法的选择也是城市交通可持续发展综合评估中的一个重要方面，传统的评估有模糊综合评价法、灰色关联度法、bp神经网络法等。这些计算方法虽然具有一定的有效性，但模糊综合评价法忽略了隶属函数本身的不确定性，灰色关联度法客观性较差，bp神经网络法需要大量的样本数据作为支撑，因此在实际应用于城市交通可持续发展评价时都存在着一些不足。为此本发明提出了一种城市交通系统可持续发展的综合评价方法。

技术实现要素：

发明目的：针对传统评估方法中忽略各指标间相关性、客观性差等问题缺陷，本发明提供一种城市交通可持续发展的综合评价方法，计算简洁高效，同时考虑了多指标间的相关性，减弱了传统模糊评价方法对于权重波动的敏感度，结果清晰直观。

技术方案：本发明提出一种城市交通可持续发展的综合评价方法，包括如下步骤：

为了解决以上问题，本发明提供一种城市交通系统可持续发展的综合评价方法，具体步骤如下：

(1)根据tisp框架构建评价指标体系，并将评价结果分为l个等级；

(2)根据国家相关标准，按照城市规模确定n个指标的分级标准；

(3)根据各指标分级标准，结合多维云模型理论，计算云模型的数字特征；

(4)采用ahp法计算指标权重；

(5)将云模型的数字特征输入多维正向正态云发生器，生成对应于l个等级的l个n维正态随机数；

(6)输入城市交通系统n个指标的实测值，利用综合确定度公式计算隶属于各个级别的确定度，根据最大确定度原则判定综合评价等级；

(7)将得到的综合评价等级用于指导交通污染控制法规与公共交通票价方案的制定。

本发明的进一步改进，所述步骤(1)中，城市交通系统可持续发展评价指标体系为四层塔式指标体系，分为目标层，准则层，要素层和指标层。

本发明的进一步改进，所述步骤(1)包括如下步骤：

(1.1)从城市交通系统可持续发展角度选取环境，社会，经济领域的总体目标；

(1.2)根据各领域的总体目标，选取为达成该目标应确立的准则；

(1.3)根据各准则，选取为达成该准则应注重的要素；

(1.4)选取可量化各要素的合理指标。

本发明的进一步改进，所述步骤(2)中，国家相关标准包括《城市道路交通管理评价指标体系》等交通评价标准和各指标隶属的专业标准。部分指标确定评价标准等级上下界限时，需要根据城市建成区面积、市区人口、市区gdp对城市规模进行分类后选择对应的分级标准。

本发明的进一步改进，所述步骤(3)中，三个数字特征为期望ex，熵en，超熵he。

本发明的进一步改进，所述步骤(3)包括如下步骤：

(3.1)根据公式

ex＝(cmax+cmin)/2

计算期望ex，其中cmax和cmin分别代表指标在该级别评价标准的上下限；

(3.2)根据公式

en＝exmax/3；

计算熵en，其中exmax代表指标对应每一评价级别的期望ex中的最大值；

(3.3)根据公式

he＝0.01en

计算超熵he；

(3.4)重复步骤(3.1)-(3.3)，直至计算出n个指标对应于l个级别的全部数字特征；

本发明的进一步改进，所述步骤(4)包括如下步骤：

(4.1)构建n×n的指标对比矩阵r，矩阵r中的元素称为aij。其中，若指标i相对于指标j更为重要，则根据重要程度对aij进行赋值。根据重要程度差距从小到大，aij依次取值1，2，3，4，5，6，7，9。反之，若指标j相对于指标i更为重要，则

(4.2)计算判断矩阵r的特征向量p，并对特征向量p进行归一化处理，根据公式得到指标权重；

(4.3)根据公式

cr＝ci/ri

进行矩阵一致性检验，其中ci＝(λmax-n)/(n-1)，ri是平均随机一致性指数。

本发明的进一步改进，所述步骤(6)包括如下步骤：

(6.1)根据公式

计算城市交通系统可持续发展水平隶属于各个等级的确定度；其中，μk[x(x1，x2，...，xn)](k＝1，2，...，l)代表该系统隶属于第k等级的确定度；exjk为第j个指标在第k等级中的期望；en′jk为对应于第k等级的n维高斯随机数中的第j个数值。

(6.2)根据最大确定度原则，选取各等级确定度中的最大值，该值对应的等级为城市交通系统可持续发展的综合评估等级。

本发明的目的为城市交通可持续发展的综合评价提供一种全面的指标体系，并改善传统评估方法中忽略各指标间相关性、客观性差等问题。本发明提供的方法，对城市虚拟交通测试平台中城市交通网络的可持续发展评估具有较大意义。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)在如今大力建设可持续发展的现代化运输体系的背景下，本发明全面考虑环境、社会、经济领域的可持续发展目标，建立了全面的城市交通可持续发展综合评价指标体系。

(2)本发明构建了基于云模型的城市交通可持续发展综合评价方法，计算简洁高效，同时考虑了多指标间的相关性，减弱了传统模糊评价方法对于权重波动的敏感度，结果清晰直观，对城市交通政策的制定具有重要的参考意义。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明提供一种城市交通系统可持续发展的综合评价方法，本发明的目的为城市交通可持续发展的综合评价提供一种全面的指标体系，并改善传统评估方法中忽略各指标间相关性、客观性差等问题。本发明提供的方法，对城市虚拟交通测试平台中城市交通网络的可持续发展评估具有较大意义。

作为一个实施例，已知某a类城市某年度的相关指标值，利用本发明提供的方法评估该城市的可持续发展水平。

如图1所示，本发明所述的一种城市交通可持续发展的综合评价方法，对该城市的交通发展指标值进行处理，包括如下步骤：

(a)根据tisp框架构建评价指标体系，并将评价结果分为l个等级，包括如下步骤：

(a1)从城市交通系统可持续发展角度选取环境，社会，经济领域的总体目标；

(a2)根据各领域的总体目标，选取为达成该目标应确立的准则；

(a3)根据各准则，选取为达成该准则应注重的要素；

(a4)选取可量化各要素的合理指标。

城市交通可持续发展评价指标体系如表1所示。本实例中评价结果分为5个等级，按照可持续发展水平由高到低分别称为i，ii，iii，iv，v级。

表1城市交通可持续发展指标体系

(b)根据国家相关标准，按照城市规模确定n个指标的分级标准；

该a类城市17个指标的分级标准如表2所示。

表2城市交通可持续发展评价指标分级标准

(c)根据各指标分级标准，结合多维云模型理论，计算云模型的数字特征，包括如下步骤：

(c1)根据公式

ex＝(cmax+cmin)/2

计算期望ex，其中cmax和cmin分别代表指标在该级别评价标准的上下限；

(c2)根据公式

en＝exmax/3；

计算熵en，其中exmax代表指标对应每一评价级别的期望ex中的最大值；

(c3)根据公式

he＝0.01en

计算超熵he；

(c4)重复步骤(c1)-(c3)，直至计算出n个指标对应于l个级别的全部数字特征；

该城市各指标对应的各级数字特征如表3所示。

表3云模型的数字特征

(d)采用ahp法计算指标权重，包括以下步骤：

(d1)构建n×n的指标对比矩阵r，矩阵r中的元素称为aij。其中，若指标i相对于指标j更为重要，则根据重要程度对aij进行赋值。根据重要程度差距从小到大，aij依次取值1，2，3，4，5，6，7，9。反之，若指标j相对于指标i更为重要，则

(d2)计算判断矩阵r的特征向量p，并对特征向量p进行归一化处理，根据公式得到指标权重；

(d3)根据公式

cr＝ci/ri

进行矩阵一致性检验，其中ci＝(λmax-n)/(n-1)，ri是平均随机一致性指数。

该城市各指标权重如表4所示。

表4城市交通可持续发展评价指标权重

(e)将云模型的数字特征输入多维正向正态云发生器，生成对应于l个等级的l个n维正态随机数；

(f)输入城市交通系统n个指标的实测值，利用综合确定度公式计算隶属于各个级别的确定度，根据最大确定度原则判定综合评价等级，包括以下步骤：

(f1)根据公式

计算城市交通系统可持续发展水平隶属于各个等级的确定度；其中，μk[x(x1，x2，...，xn)](k＝1，2，...，l)代表该系统隶属于第k等级的确定度；exjk为第j个指标在第k等级中的期望；en′jk为对应于第k等级的n维高斯随机数中的第j个数值。

(f2)根据最大确定度原则，选取各等级确定度中的最大值，该值对应的等级为城市交通系统可持续发展的综合评估等级。

该城市的指标实测值见表5所示。

表5城市具体评价数据

该城市各等级隶属度如表6所示。

表6城市综合评价结果

根据最大确定度原则，可知该城市交通系统可持续发展的综合评估等级为i级。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。