基于AHP法的公交服务水平模糊综合评价

郭秀珍 翁小雄

（华南理工大学土木与交通学院 广州510000）

0 引 言

公共汽车作为城市居民出行的重要交通工具，具有容量大、耗能少、经济等特点，能有效缓解城市交通拥堵，有利于城市的发展。提高公交服务水平、改善服务质量不仅可以吸引更多的市民选择公交出行、加大公交企业收入促进公交产业可持续发展，而且可以减少尾气排放，起到保护城市环境的作用。近年来，政府在加快城市经济建设的同时也越来越重视城市公共交通的发展。2007年开始广州市政府通过每年投入一定的财政资金实施公交地铁票价优惠政策，鼓励市民乘坐公交地铁以支持广州市公共交通的发展，从而改变出行结构达到缓解交通拥堵的目的。

目前国内对公交服务水平的研究较多，主要是采用常规数值法和模糊评价法进行评价，还没有系统地将AHP（analytic hierarchy process）法和模糊算法结合起来应用于公交服务水平综合评价。笔者以广州市公交服务水平问卷调查为基础，结合乘客乘车体验及公交系统特点建立多层次评价指标体系，利用AHP－模糊算法建立综合评价模型。最后对广州市公交服务水平进行实例分析，根据综合评价结果进一步分析广州市公交服务水平情况，为提高广州市公交服务水平提供参考依据。

1 确立公交服务水平评价指标体系

公交服务水平评价指标体系是以提高公交服务水平为目标，在分析影响公交服务水平因素的基础上运用系统的观点构建的具有综合性及层次性的评价指标体系。公交乘客是公交系统服务的直接对象，公交服务水平的高低在很大程度上直接影响了市民是否选择公交出行。因此，公交服务水平指标既要能够反映公交系统的服务特性，又要能够较直观全面地反映乘客的乘车感受。

根据广州市公交系统的特点，分析影响公交服务水平的主要因素，在评价指标客观、可量化的前提下，结合以往建立评价指标体系的经验，文献［1－3］从经济性、准时性、方便性、快捷性、安全性、舒适性、服务性7个方面入手确立公交服务水平评价指标体系。经济性主要指市民选择公交出行所花费的交通成本以及公交企业实施的优惠票价力度；准时性主要是反映公交发班车次的准点率；方便性则体现公交的首、末班车时间是否便于市民的早、晚出行，以及线路的布局、线路的换乘衔接是否能满足市民的出行需求；快捷性则从高峰期的发班频率、乘客候车时间及公交车的行驶速度3个方面体现，它也间接反映了乘客出行时间的长短；安全性则指市民乘坐公交出行的安全程度；服务性主要指公交司机的服务态度以及公交企业在乘客投诉方面处理的效率；舒适性从乘客体验最直接的车内拥挤度及内部设施、站点设施来体现。

根据2012年11月对广州市公交服务水平的调查，从经济性、准时性、方便性、快捷性、安全性、舒适性、服务性7个方面入手，建立了城市公交服务水平二级评价指标体系，它由7个一级指标和15个二级指标构成，见图1。

图1 城市公交服务水平评价指标体系Fig.1 Evaluation index system of the urban public transport service level

2 建立公交服务水平模糊综合评价模型

公交系统的服务对象是乘客，因此评价因素对公交服务水平的影响程度是由乘客乘车体验的主观感受决定的。由于评价指标的多样性及差异性，很难做到对它们进行统一的定量描述，只能采取相对模糊的设计原则来处理多因素、非定量性及主观性的评价问题。而且，利用问卷调查所得到的基础数据直接作为衡量无形的公交服务水平的判定依据，也并非十分客观科学。根据上述对公交服务水平综合评价特点的分析，笔者把AHP方法和模糊评价方法结合起来，利用层次分析法确定各评价指标的权重系数，利用模糊数学的概念处理调查得到的数据，建立AHP－模糊综合评价模型，具体算法步骤如下。

2.1 确定评价对象集、因素级和评语级

根据评价需求确定评价对象集、评价因素集及评语集［4］。

对象集。O＝｛O1，O2，…，Oi｝，一般情况下对象集只有1个集合元素，即评价对象是惟一的。

因素集。U＝｛U1，U2，…，Um｝。式中Ui＝｛Ui1，Ui2，…，Uij（i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n）是一级评价因素，Uij为一级评价因素Ui对应的第j个二级评价因素。在这里，评级因素即评价指标，二者没有本质上的区别。

评语集。V＝｛V1，V2，…，Vk｝。式中：Vk为评语集中的第k个评价等级。评语集中的元素可以是定性的描述词，也可以是定量的具体分值。

2.2 利用yaahp软件实现AHP法确定评价指标权重系数

评价指标体系中的评价指标在“评价对象”中占有不同的作用和分量，即各评价指标对综合评价产生不同的贡献值，把这个贡献值称为权重系数。确定指标权重系数的方法有很多，常用的有专家调查法、Delphi法等［5］，它们不能有效地处理评价过程中存在的主观因素。在公交服务水平评价中，城市居民是评价者，他们对公交服务水平的评价是基于个人的乘车体验，带有比较明显的主观性。而采用AHP法确定评价指标权重系数，能有效地避免评价者的主观性，确保结果的客观性和科学性。

大部分层次分析法的应用都是采用较为传统的人工方法进行计算，工作量较大且不易于数据调整。例如在文献［6－7］中应用层次分析法确定指标权重系数，一旦一致性检验不合格需要对评价因素重新标度建立新的判断矩阵，加大了数据处理工作量且效率偏低。而Yaahp是1种层次分析法可视化的建模与计算软件［8］，应用yaahpV0.5.3进行AHP法计算指标权重系数具有易操作、计算简单、灵活性等特点，同时也能保证结果的科学性和权威性。

2.3 确定评价指标隶属度矩阵

综合评价中一般存在多级评价因素。笔者采用从低层到高层的渐进式评价，即先对最低层因素进行模糊综合评价，再对次高层因素进行评价直到评价目标层。根据二级评价指标隶属度矩阵，利用式（1）计算一级评价指标隶属度矩阵R。

式中：γi（ri2，ri2，…，rik）为第i个一级评价指标Ui的单因素评价向量；rik为第i（1≤i≤m）个评价指标Ui关于评级等级Vk的隶属度；wij为第i个一级评价指标Ui对应的第j个二级评级指标的权重。

2.4 进行模糊综合评价

根据综合评价模型（2）、（3）进行复合矩阵运算，得到评价对象的综合评价分值M，它反应了综合评价结果的优劣趋势，从而进一步分析研究综合评价结果。

式中：B＝［b1，b2，…，bi］，bi为第i个一级评价指标的综合分值；W＝［w1，w2，…，wi］，wi是第i个一级评价指标的权重系数。

3 广州市公交服务水平模糊综合评价

2012年11月，结合广州市公交地铁票价优惠绩效评价项目，编制了广州市公交服务水平问卷调查表［9］，对全市1 500位市民进行了抽样调查，对广州市目前公交服务水平进行了综合评价。本次调查采用配额抽样与随机抽样相结合的方法，以问卷调查的形式成功访问了广州市7区乘坐公交车的1 328位市民，调查结果较真实可靠。根据前面介绍的AHP－模糊综合评价的计算方法，结合问卷调查结果，对广州市公交服务水平进行综合评价。

3.1 确定评价模糊集

确定公交服务水平评价对象集、评价因素集和评语集。

1）确定评价对象集。O＝｛广州市公交服务水平｝

2）确定评价因素集。U＝｛U1，U2，…，U7｝＝｛经济性，方便性，准时性，快捷性，安全性，舒适性，服务性｝，为一级评价因素。

3）确定评语集。对公交服务水平采用5等级划分法进行综合评价，即V＝｛V1，V2，…，U5｝＝｛很满意，比较满意，一般，不太满意，很不满意｝。为了便于计算，将定性的等级描述词进行量化，并依次赋值为5，4，3，2，1分，即V＝｛5，4，3，2，1｝。

3.2 确定评价指标的权重系数

应用yaahpV0.5.3软件采用1～9标度法，根据已构建的评价指标体系输入7个一级评价指标关于评价对象城市公交服务水平的判断矩阵，输入界面见图2。一般地，当一致性比例因子C.R＜0.1时，接受判断矩阵的一致性检验。一级评价指标判断矩阵的一致性比例为0.038 6，符合检验标准，认为输出结果合理可靠。二级评价指标的权重系数采取相同的方法获取，将一级、二级评价指标的权重系数整理见表1，输出界面见图3。

通常情况下评价指标的判断矩阵是由与评价对象相关领域的专家给出，但是基于公交系统的服务对象是乘客，乘客的乘车感受直接反应了公交系统的服务质量，所以这里的评价指标判断矩阵由随机抽样的乘客给出，这也更符合实际情况。由表1可见，一级评价指标“快捷性”和“方便性”权重系数较高，“经济性”和“服务性”权重系数偏低，说明乘客比较注重城市公交的便捷性，对公交出行成本，以及服务性的关注度则较小。

图2 一级评价指标判断矩阵输入界面截图Fig.2 Input interface screenshot of the level indexes judgment matrix

表1 公交服务水平评价指标权重Tab.1 Weight of the bus service level evaluation index

3.3 确定模糊综合评价矩阵

对于公交服务水平综合评价，采用平均百分制法计算二级评价因素隶属度，即根据调查问卷实际结果，将1 328份调查问卷按不同因素不同评价等级进行求和统计，再取平均值，该平均值就是相对应的二级评价指标隶属度，见表2。

图3 一级评价指标权重系数输出界面截图Fig.3 Output interface screenshot of the level indexes weight

表2 公交服务水平二级评价指标隶属度Tab.2 Membership degree of the secondary bus service level evaluation index

参考2.3节，一级评价指标综合评价按二级评价指标进行，得到一级评价指标隶属度矩阵R。

3.4 计算综合评价结果

根据2.4节的综合评价模型，得到一级评价指标的综合分值为：B＝R·VT＝｛3.648，3.152，3.240，2.990，3.757，2.878，3.440｝；公交服务水平综合评价结果为：M＝B·WT＝3.648× 0.050 9＋3.152×0.243 5＋3.240×0.163 9＋ 2.990×0.314 6＋3.757×0.116＋2.878× 0.070 7＋3.44×0.40 4＝3.206。

从评价结果来看，一级评价指标“经济性”、“安全性”、“服务性”得分较高，说明广州市公交乘客比较认可全程两元的公交票价以及政府实施的票价优惠政策。此外，较低的公交车事故率以及公交司机认真、负责、热情的工作态度也得到了乘客的肯定，高峰期间公交车内的过度拥挤则是造成“舒适性”评分较低的主要原因。最终综合评分为3.206分，参考评价等级得出目前广州市公交服务水平处在“一般”和“比较满意”之间。从综合评价结果来看，建议广州市政府除了从公交票价优惠方面促进市民出行选择公共交通以外，也可以从乘客普遍比较关注的便捷性及舒适性两方面入手，如适当增加早、晚高峰的发班车次以缓解高峰期车内的拥挤程度、完善公交线网的连贯性方便市民换乘来提高广州市公交服务水平，吸引更多地市民选择公交出行。

4 结束语

笔者从系统的角度出发建立了评价指标体系。在层次分析法的基础上，运用改进的模糊算法建立综合评价模型，将模糊理论应用于公交服务水平评价中。不同于传统的定性分析评价方法，AHP－模糊综合评价方法是将不易进行量化的评价指标进行量化分析，对公交服务水平的多级评价指标进行综合评价，能有效避免评价过程中的主观随意性，使评价结果更加客观、真实可靠。AHP－模糊综合评价方法适用于单目标且评价指标体系相对较简单的综合评价，当子级评价指标过多且存在多个评价目标时，由于数据处理量大评价过程会比较缓慢。在今后的评价中可以考虑引进新的算法构建新的评价模型对多目标多指标的评价对象对进行综合评价。

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