城市公共交通系统便捷性评价

顾天鸿,吴世迪,王子栋

(大连科技学院交通运输学院,辽宁大连 116052)

0 引言

要营造有序的城市交通出行环境，必须保持城市公共交通系统的良性发展，虽然城市轨道交通系统大规模建设并投入运营，但随着城市化进程的推进，外来人口的大量涌入，私家车的剧增，城市交通系统出现新的矛盾和问题[1]。朱鲤[2]以上海市为背景分析了新形势下的公共交通发展问题，提出公交高质量发展已初显成效，但交通拥挤现象日益加剧。毛保华[3]提出公共交通服务能力是交通强国战略的重要标志。可见，公共交通服务能力以及服务水平的提高已迫在眉睫。何玉宏[4]指出“城市交通的最佳选择只能建立在公共交通通达城市的各个街区 ,且其费用又能被各阶层市民所接受的基础上”。肖邱瑞[5]应用Vague物元评价方法对重庆市公交系统的便捷性进行评价，根据评价结果提出重庆市公交系统改进的意见，提高重庆市公共交通的通达性；郭爽等[6]基于定位数据建立公交服务的便捷性评价指标体系，为公交便捷性评价提供了参考；2016年，任其亮等[7]对重庆市南岸区公共交通便捷性进行评价，并有针对性地分析了公交系统便捷性存在的问题。以往关于公交系统便捷性的评价对提高公交系统服务水平起到了推动作用，但城市公交系统仍然存在着服务水平低的问题，公共交通并没有真正成为城市客运交通的主体。作为缓解城市交通压力的主力军，有必要在新的时代背景下对公共交通的便捷性进行深层次研究。

层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和模糊综合评价方法(fuzzy comprehensive evaluation,FCE)作为经典的系统分析方法，被广泛地应用于公共交通研究领域，孙琪等[8]应用AHP-FCE对宁波市的公共交通服务满意度进行测评；李琨浩[9]应用该方法对城市公共交通用户满意度进行分析；邹志强[10]应用模糊评价方法对南昌市232路公交线路的乘客满意度进行评价，并为该公交线路提出了进一步改善的建议。可见，应用AHP和FCE能够对公共交通系统作出科学的评价并根据评价结果提出合理化的改进建议。

1 公共交通系统便捷性

1.1 内涵

城市范围内的交通系统按照运输对象的性质，可分为货运交通系统和客运交通系统，而客运交通系统按照集约化的运输方式，又分为个体交通系统和公共交通系统[11-13]。本文主要研究城市范围内以客运交通为主的公共交通系统，即以常规公共交通和城市轨道交通为主的城市公交系统。

城市公共交通的便捷性，可以定义为城市居民在日常生活中通过乘坐公共交通工具直接或间接地提高出行效率，具体体现在方便性、快捷性[14-15]以及与之相关的经济性3个方面。其中，方便性是指居民在完成既定的出行过程中，没有选择方面的困惑和出行的阻碍，并可以根据自己的出行需求随时调整公交出行路线和公交出行方式；快捷性是指居民能够较快捷的完成出行的全过程，尽可能的缩短出行时间，且不以牺牲安全性和舒适性为前提；经济性是指居民在出行过程中享受公交系统带来的方便性和快捷性的同时所付出的经济成本，表现为时间成本、出行距离以及出行费用等。

1.2 对服务水平的影响

城市公交系统服务水平反映了城市公交系统为居民提供公交出行的服务质量，反映在安全、准点、方便、快捷和舒适等方面。当一次出行发生时，出行者往往首先要完成一段从出行起点至公交站点的步行距离，若该步行距离较长，则随之带来的步行时间会相应变长，当无法满足出行者对时间的要求时，公共交通系统就会被其它交通方式代替，从而失去竞争力。当较小的出行距离可供选择时，可能伴随公交线路里程的延长，而无法满足迅速性的要求，亦或两者兼顾，但需要出行者付出较高的经济成本，可见，公共交通系统的便捷性将对公交系统服务水平产生重要影响，直接决定着公交系统的吸引力和竞争力。

2 评价指标的建立

2.1 影响因素分析

城市公共交通系统便捷性评价一般包括方便性和快捷性以及经济性3个评价准则，每个准则包含若干影响因素[14-15]。

通常情况下，城市公共交通的方便性增加，会直接提高公共交通的运行效率，方便居民日常出行，满足城市居民的出行需求，包括信息引导与指示、站点覆盖率、平均日服务时间、线网密度、换乘系数等因素。快捷性与公交出行时间直接相关，主要包括发车间隔、步行时间、运行速度、换乘距离、公交专用道使用效果。在一次公交出行过程中，可获得的方便性和快捷性往往是不统一的，某一方面的效应增加，另一方面将随之受到负面的影响，直接或间接地影响公交服务水平，因此从便捷性的角度对公交服务水平进行评价时，有必要对与之相关的经济性一并进行考虑[16-20]。

2.2 建立指标体系

考虑后续各指标间的相关性,尽量简化评价流程，确定关于城市公共交通系统便捷性的评价指标体系如表1所示。

表1 城市公共交通系统便捷性评价指标体系

3 评价方法

对于定性指标，难以用简单的方法对其进行评价，需从系统和整体的角度进行衡量，使复杂模糊的问题变得易于操作和处理，本文选用AHP与FCE相结合的方法对系统进行整体的考虑[21-25]。

AHP是一种较为常用的交通运输系统评价方法，是根据总目标、子目标(准则)、评价指标等按照层次结构评估的方法。判断矩阵由评价指标两两比较进行确定，判断矩阵的最大特征值对应的特征向量的分量，即为对应指标的权重(优先级)。

FCE是通过构造等级模糊子集把反映被评事物的模糊指标进行量化(即确定隶属度)，然后利用模糊变换原理对各指标进行综合，其基本评价步骤为：确定评价对象的因素论域，确定评语等级论域，建立模糊关系矩阵R，并根据评价指标的权重向量，计算出模糊综合评定向量和综合评价值，从而得到评价结果对应的等级。

4 实例计算分析

4.1 确定评价目标和评价因素

评价目标为城市公共交通系统的便捷性，如表1所示,以C、S、E作为3个评价准则，下设13个评价指标。

4.2 构造判断矩阵并计算权重系数

判断矩阵元素的结果反映各因素的重要性，通常用1～9和其倒数的标度方法,准则层判断矩阵

计算A的最大特征根λmax=3.0092，其对应的特征向量W=[0.539 6 0.297 0 0.163 4]，W的各元素即为各评价因素的权重系数。

进行判断矩阵的一致性检验，计算一致性指标

平均随机一致性指标RI=0.58，随机一致性比率

可以认为层次分析排序的结果有满意的一致性，权重系数的分配是合理的。

同理可得各指标层的判断矩阵

式中：AC、AS、AE分别为方便性、快捷性、经济性指标的判断矩阵。

各评价指标的权重系数

WC=[0.278 5 0.074 3 0.129 1 0.419 6 0.098 5]，WS=[0.200 9 0.265 1 0.096 1 0.345 3 0.092 6]，WE=[0.581 6 0.309 0 0.109 5]。

根据上述计算结果得到各三级指标对于评价总目标的权重如表2所示。

表2 各评价指标对总目标的权重

4.3 应用模糊理论进行综合评价

4.3.1 隶属度矩阵的确定

根据所建立评价体系中的指标设计调查问卷，在城市主要换乘枢纽地区实地进行乘客及城市居民对城市公交便捷性的评价调查并辅以网络调查，共发放问卷550份，收回546份，其中有效问卷523份，对调查结果的统计情况如表3所示，表中数字代表对某指标做出某种评价的人数。

表3 调查结果统计

根据表3得到概率隶属度如表4所示。

表4 概率隶属度表

4.3.2 综合隶属度向量计算

综合隶属度向量S是各指标对评价总目标在某一评价等级下的隶属度所构成的行向量

S=WFR，

式中：WF为指标权重向量，即各指标对评价总目标的权重构成的行向量;R为隶属度矩阵。

计算得

S=[0.213 0.473 0.224 0.074 0.016]。

4.3.3 综合评价值计算

根据文献中常用的赋值方法对各评价等级进行百分制赋值，结果见表5。

综合评价值μ是对评价总目标在各指标方面综合评价的数值化结果

μ=WEST,

式中WE为评价等级的数值化结果构成的行向量。

计算得出μ=77.93，根据最大接近原理，该城市公交便捷性评价结果为较好。

5 结论

1)从城市轨道交通与城市常规公交协同服务的角度对公交系统的便捷性进行评价，评价指标体系不仅考虑方便性和快捷性，同时考虑了出行者为获得较高的方便性和快捷性而付出的经济成本。

2)评价结果表明，公交系统便捷性整体较好，但由于轨道交通、常规公交及常规公交之间换乘系数和换乘距离满意度较低，直接影响了出行消耗的总时间，因此在轨道交通线网规划阶段以及常规公交线路的设置方面应进行充分考虑。

3)应用AHP和FCE对公交系统的便捷性进行评价，简单实用，所需定量数据信息较少，但由于评价指标权重的确定带有较强的主观性，并受问卷调查样本数量的限制以及调查对象的差异性影响，使得评价结果带有一定程度的主观性，建议采用多种评价方法相结合的方式，对各评价结果进行综合对比分析，为公交发展决策部门提供科学的参考。