基于层次分析的交通状态模糊综合评价方法.pdf

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1、第33卷第2期广西师范大学学报：自然科学版Vo1．33NO．22015年6月JournalofGuangxiNormalUniversity：NaturalScienceEditionJun．2015基于层次分析的交通状态模糊综合评价方法许伦辉，吴彩芬，邝先验，朱群强(1．江西理工大学电气工程及其自动化学院，江西赣州341000；2．华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640)摘要：城市交通状态的评价分析是实施交通管理与交通诱导的基础。为了得到准确的交通状态信息，本文提出了一种基于层次分析结合模糊综合评价的方法。评价过程中侧重于权重的分析，应用层次分析方法确定权重时，不只是单独

2、用该方法中的一个计算方法，而是利用4种计算方法分别计算出交通状态的影响权重值，对4种权重值进行平均得到一个权重平均值作为最终权重向量。以赣州市章贡区K1线路的交通状态为例，通过层次分析法的4种计算方法分别对该线路上17个路段和4个交叉口的影响权重做出计算，以其平均值作为最终权重值结合模糊综合评价方法对该线路的交通状态做出评价。实例验证结果表明，交叉口对交通状态的评价占据比较大的权重。同时，取平均值求得的权重值比4种计算方法单独计算取得的权重值更加合理科学。实例验证了方法的合理性和实用性。关键词：交通状态评价；层次分析法；模糊综合评价；路段；交叉口中图分类号：U491文献标志码：A文章

3、编号：1001-6600(2015)02—0001-080引言随着道路水平与人们经济水平的迅猛发展，道路上交通量愈来愈多，交通拥挤也愈来愈严重。对交通状态进行评价既能为决策者提供决策依据，也能为出行者提供出行诱导依据。出行者对交通状态的了解有助于更好地选择出行时间与线路，避开了较为拥堵的时间和空间，使得交通更加井然有序和稳定，避免了交通事故的发生，对社会稳定发展具有重大意义。交通状态的描述具有一定的模糊性，比如常用的拥挤和通畅就是一种很模糊的现象，人们无法用精确的公式和数字形式描述它[1]。而模糊综合评价是在模糊数学基础上发展出来的一种评价方法，它将一些边界不清、不易量化的因素进行定

4、量处理，从若干个对象的多个指标对各个评价等级的隶属情况来进行综合系统的评价_2伽。因此，模糊综合评价方法使模糊思想从理论研究向实际应用迈向了一个新的台阶。目前模糊综合评价的难点之一就是如何科学合理地确定评价指标的权重问题l_4]。道路交通状态不仅在多个路段上具体体现，也在多个交叉口上体现并且可以由多个指标确定评价标准。而层次分析是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法，它能够处理具有多目标、多准则、多因素、多层次的复杂问题。故考虑用层次分析结合模糊综合评价方法对交通状态进行评价是合理的、科学的。层次分析确定权重的计算方法有向量特征法、几

5、何平均法、算术平均法与最小二乘法。以往学者应用层次分析确定权重时都只是考虑其中一种计算方法。为了得到更合理科学的权重值，本文考虑采用4种计算方法分别计算出影响因素的权重值再求取它们的平均值作为最终权重值。收稿日期：2015-01—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(61263024)通信联系人：许伦辉(1965一)，男，江西南康县人，江西理工大学教授，博导。E-mail：lhxu@scut．edu．en2广西师范大学学报：自然科学版第33卷交通状态评价体系的建立对交通状态进行评价，一套合适的评价体系是非常关键的。路段和交叉口是组成区域路网结构的基本单位，区域交通状态在路段和交叉口

6、上体现。以往学者为了方便，对区域交通状态进行分析时，把交叉口并人到路段当中进行考虑，这样只考虑了路段对区域路网交通状态的影响。事实上，交叉口对区域路网的影响占据了不可忽略的比重，很多情况下区域路网的状态大部分都取决于交叉口的状态，这是因为路段上的行驶一般比较顺畅，而交叉口由于加入了交通控制信号的控制，聚集的车辆比较多，交通拥挤的程度更大。所以为了准确客观地评价区域路网的交通状态，为决策者与行人提供客观依据，本文加入考虑了交叉口的状态。表1给出了赣州市章贡区K1线路的交通状态评价体系。2层次分析一模糊综合评价的建模2．1建立评价因素集因素(指标)集合己，一{U，U，⋯，U}，为被评价主

7、体的各个因素(指标)所构成的集合。2．2建立评判集对于每个因素可以确定为若干个等级，如果划分等级为n个，那么评判集为V一{，，⋯，)，对于因素集合当中的每个因素己，，分析其评判集的隶属度r得到第i个因素的单因素评价结果：r一(，，⋯，r)，通常，r>0，且r一1。表1K1线路的交通状态评价体系Tab．1K1linetrafficconditionevaluationsystem2．3建立评价矩阵对所有因素进行单因素评价后得到一个个因素个评价等级的模糊矩阵R