多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，包括以下步驟：1）建立評(píng)估多模式公交網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)層次，三個(gè)層次包括公交網(wǎng)絡(luò)層次、公交模式層次和公交線(xiàn)路層次；2）確定影響每個(gè)層次評(píng)估對(duì)象效能的評(píng)估準(zhǔn)則和指標(biāo)；3）根據(jù)每個(gè)層次評(píng)估對(duì)象效能的評(píng)估準(zhǔn)則和指標(biāo)確定每個(gè)層次的效能評(píng)估方法；4）根據(jù)步驟3）確定的每個(gè)層次的效能評(píng)估方法，根據(jù)每個(gè)層次的評(píng)估對(duì)象的輸入和輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)評(píng)估對(duì)象進(jìn)行效能評(píng)估。本發(fā)明的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法用于多模式公交網(wǎng)絡(luò)的多層次效能評(píng)估，可以實(shí)現(xiàn)多模式公交網(wǎng)絡(luò)及其組成部分或關(guān)鍵線(xiàn)路的效能評(píng)估，對(duì)實(shí)現(xiàn)多模式公交網(wǎng)絡(luò)的分層次的全面的效能評(píng)估具有重要理論和實(shí)踐應(yīng)用意義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于公共交通技術(shù)和系統(tǒng)工程領(lǐng)域，具體涉及一種多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能 評(píng)估方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估是進(jìn)行城市交通規(guī)劃和管理的重要決策依據(jù)。面對(duì)日 益嚴(yán)峻的城市交通問(wèn)題，優(yōu)先發(fā)展公共交通已經(jīng)成為社會(huì)共識(shí)。隨著城市軌道交通、快速公 交、常規(guī)公交等公共交通設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)和改造，與之相配套的多模式公共交通效能評(píng) 估成為亟需解決的問(wèn)題。但是現(xiàn)有的公交評(píng)估方法的評(píng)估對(duì)象往往是單一公交模式，評(píng)估 角度一般是從管理者或者乘客以及環(huán)境角度單方面展開(kāi)，無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)多模式公交網(wǎng)絡(luò)的多 層次全方面的效能評(píng)估?？茖W(xué)合理的公共交通規(guī)劃與管理決策迫切需要一種針對(duì)多模式公 共交通網(wǎng)絡(luò)的多層次全方面的效能評(píng)估方法。因此，定量化的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的多層次效 能評(píng)估方法對(duì)于公共交通的規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)管理具有重要的決策支撐意義。
[0003] 在公共交通運(yùn)營(yíng)狀況評(píng)估方面，Mathew Berkow等提出了一種利用歷史數(shù)據(jù)可視 化公交運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的方法并對(duì)波特蘭地區(qū)的公交線(xiàn)路的運(yùn)營(yíng)指標(biāo)進(jìn)行了可視化分析； Hermann Orth等根據(jù)蘇黎世公交機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，提出了公交路段、線(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò)層面的服 務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法；Chen-Fu Liao等提出了一種處理車(chē)輛定位系統(tǒng)、乘客計(jì)數(shù)裝置和電子收 費(fèi)等數(shù)據(jù)的方法，借助于該方法可以得出公交運(yùn)營(yíng)相關(guān)的評(píng)價(jià)信息；Peter M. Costa引用 多交通方式的服務(wù)水平分析方法對(duì)匹斯堡市軌道干線(xiàn)規(guī)劃實(shí)施前后各交通方式的服務(wù)水 平變化進(jìn)行了對(duì)比分析；Hossam Abdelgawad等分析了小汽車(chē)和大運(yùn)量公交在緊急疏散情 況下的運(yùn)行狀況，通過(guò)遺傳算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)緊急疏散情況下小汽車(chē)和大運(yùn)量公交疏散能力的 優(yōu)化Jeffrey R. Brown等通過(guò)對(duì)美國(guó)45個(gè)都市圈的公共交通運(yùn)營(yíng)狀況研究發(fā)現(xiàn)公交服務(wù) 定位、常規(guī)公交和軌道交通的整合水平與運(yùn)營(yíng)狀況存在很強(qiáng)的相關(guān)性：軌道交通與分散式 公交網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同能夠改善公交系統(tǒng)的整體運(yùn)營(yíng)狀況；毛霖等基于灰關(guān)聯(lián)理論建立了公交智 能調(diào)度評(píng)價(jià)模型，該模型通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的規(guī)范化處理以及權(quán)重標(biāo)定，對(duì)比評(píng)價(jià)了不同調(diào) 度方案的優(yōu)缺點(diǎn)。張棟等從乘客感知的角度建立了以乘客感知和期望之差為依據(jù)的常規(guī)公 交服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，建立了公交服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系并在上海和成都的公交線(xiàn)路得到有效 驗(yàn)證。此外，還有一些學(xué)者對(duì)城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)評(píng)估的框架、指標(biāo)和方法進(jìn)行了研究。但 是上述技術(shù)方法集中于單一公交模式或者公共交通的單一角度進(jìn)行評(píng)估，不能提供有效的 量化的適用于多模式公交網(wǎng)絡(luò)的多層次效能評(píng)估方法和技術(shù)路線(xiàn)。
[0004] 在系統(tǒng)效能評(píng)估方面，目前已有技術(shù)集中于軍事指揮通信系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)管理行業(yè)。 在軍事指揮通信系統(tǒng)方面，效能評(píng)估是針對(duì)武器系統(tǒng)而提出的，其研究領(lǐng)域已經(jīng)涉及到防 空導(dǎo)彈打擊能力、雷達(dá)通信、高炮打擊能力和網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗等方面。在經(jīng)濟(jì)管理行業(yè)，企業(yè)的效 能評(píng)估主要分為效率評(píng)價(jià)和效用評(píng)價(jià)。效率注重合理利用已有資源，評(píng)價(jià)手段主要有生 產(chǎn)前沿方法，效用側(cè)重生產(chǎn)的有效性，評(píng)價(jià)手段主要有單位時(shí)間的產(chǎn)出率等。李蘭冰等在 Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，建立了動(dòng)態(tài)效率評(píng)價(jià)模型，并對(duì) 兩岸三地主要沿海港口的動(dòng)態(tài)效率進(jìn)行了對(duì)比評(píng)價(jià)。但是公共交通領(lǐng)域的效能評(píng)估與其他 領(lǐng)域的研究對(duì)象有很大差異，現(xiàn)有的軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的效能評(píng)估方法不能直接應(yīng)用到公共 交通領(lǐng)域進(jìn)行多模式公交網(wǎng)絡(luò)的多層次效能評(píng)估。
[0005] 因此，需要一種新的公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法以解決上述問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的效能評(píng)估方法不能直接應(yīng) 用到公共交通效能評(píng)估的缺陷，提供一種多層次的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法。
[0007] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法采用 如下技術(shù)方案：
[0008] -種多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0009] 1)、建立評(píng)估多模式公交網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)層次，所述三個(gè)層次包括公交網(wǎng)絡(luò)層次、公交 模式層次和公交線(xiàn)路層次，每種所述公交網(wǎng)絡(luò)包括多種公交模式，每種所述公交模式包括 多條公交線(xiàn)路，所述公交網(wǎng)絡(luò)層次的評(píng)估對(duì)象是整體公交網(wǎng)絡(luò)，所述公交模式層次的評(píng)估 對(duì)象是每種公交模式，所述公交線(xiàn)路層次的評(píng)估對(duì)象是每條公交線(xiàn)路；
[0010] 2)、確定影響每個(gè)層次評(píng)估對(duì)象效能的評(píng)估準(zhǔn)則和指標(biāo)；
[0011] 3)、根據(jù)每個(gè)層次評(píng)估對(duì)象效能的評(píng)估準(zhǔn)則和指標(biāo)確定每個(gè)層次的效能評(píng)估方 法；
[0012] 4)、根據(jù)步驟3)確定的每個(gè)層次的效能評(píng)估方法，根據(jù)每個(gè)層次的評(píng)估對(duì)象的輸 入和輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)評(píng)估對(duì)象進(jìn)行效能評(píng)估。
[0013] 更進(jìn)一步的，步驟3)中，所述公交線(xiàn)路層次利用基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的統(tǒng)計(jì)分析方 法，包括以下步驟：
[0014] 1)、確定決策單元的輸入變量和輸出變量；
[0015] 2)、獲取效能評(píng)估的數(shù)據(jù)；
[0016] 3)、建立決策單元的具有非阿基米德無(wú)窮小量的CCR模型。
[0017] 其中，DEA-數(shù)據(jù)包絡(luò)模型（Data Envelopment Analysis)，又叫 CCR-DEA 是數(shù)據(jù)包 絡(luò)模型。CCR是三個(gè)運(yùn)籌學(xué)家（A.Charnes&W.W. Cooper &E. Rhodes)名字縮寫(xiě)。
[0018] 更進(jìn)一步的，步驟3)中，所述公交模式層次利用基于逼近理想解排序法和人工 智能算法結(jié)合的多屬性決策方法，包括以下步驟：首先，獲取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分 析，然后，利用逼近理想解排序法計(jì)算理想輸出，最后，利用MATLAB設(shè)計(jì)BP網(wǎng)絡(luò)。其中， MATLAB (matrix & laboratory)是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。BP (Back Propagation)網(wǎng)絡(luò)是一種按照誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ㄓ?xùn)練的多層前饋網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)W習(xí)和儲(chǔ)存大量 的輸入 _輸出的映射關(guān)系。
[0019] 更進(jìn)一步的，步驟3)中，所述公交網(wǎng)絡(luò)層次利用公交網(wǎng)絡(luò)效能指數(shù)分析方法：通 過(guò)定義反映多模式公交網(wǎng)絡(luò)效能的指數(shù)，計(jì)算評(píng)估公交網(wǎng)絡(luò)層面的效能。
[0020] 更進(jìn)一步的，所述具有非阿基米德無(wú)窮小量ε的CCR模型的解可以通過(guò)求解：
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，其包括以下步驟： 1) 、建立評(píng)估多模式公交網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)層次，所述三個(gè)層次包括公交網(wǎng)絡(luò)層次、公交模式 層次和公交線(xiàn)路層次，每種所述公交網(wǎng)絡(luò)包括多種公交模式，每種所述公交模式包括多條 公交線(xiàn)路，所述公交網(wǎng)絡(luò)層次的評(píng)估對(duì)象是整體公交網(wǎng)絡(luò)，所述公交模式層次的評(píng)估對(duì)象 是每種公交模式，所述公交線(xiàn)路層次的評(píng)估對(duì)象是每條公交線(xiàn)路； 2) 、確定影響每個(gè)層次評(píng)估對(duì)象效能的評(píng)估準(zhǔn)則和指標(biāo)； 3) 、根據(jù)每個(gè)層次評(píng)估對(duì)象效能的評(píng)估準(zhǔn)則和指標(biāo)確定每個(gè)層次的效能評(píng)估方法； 4) 、根據(jù)步驟3)確定的每個(gè)層次的效能評(píng)估方法，根據(jù)每個(gè)層次的評(píng)估對(duì)象的輸入和 輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)評(píng)估對(duì)象進(jìn)行效能評(píng)估。
2. 如權(quán)利要求1所述的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，其特征在于：步驟3)中，所 述公交線(xiàn)路層次利用基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的統(tǒng)計(jì)分析方法，包括以下步驟： 1) 、確定決策單元的輸入變量和輸出變量； 2) 、獲取效能評(píng)估的數(shù)據(jù)； 3) 、建立決策單元的具有非阿基米德無(wú)窮小量ε的CCR模型。
3. 如權(quán)利要求1所述的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，其特征在于：步驟3)中，所 述公交模式層次利用基于逼近理想解排序法和人工智能算法結(jié)合的多屬性決策方法，包括 以下步驟：首先，獲取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，然后，利用逼近理想解排序法計(jì)算理 想輸出，最后，利用MATLAB設(shè)計(jì)ΒΡ網(wǎng)絡(luò)。
4. 如權(quán)利要求1所述的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，其特征在于：步驟3)中，所 述公交網(wǎng)絡(luò)層次利用公交網(wǎng)絡(luò)效能指數(shù)分析方法為通過(guò)定義反映多模式公交網(wǎng)絡(luò)效能的 指數(shù)，計(jì)算評(píng)估公交網(wǎng)絡(luò)層面的效能。
5. 如權(quán)利要求3所述的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，其特征在于：所述具有非阿 基米德無(wú)窮小量ε的CCR模型的解可以通過(guò)求解：
在約束條件
下的最小值來(lái)求得， 其中，s+是松弛變量，s+ > Ο 是剩余變量，Ο 0 表示第j種類(lèi)型輸入的投入總 量，h表示第j種類(lèi)型輸出的產(chǎn)出總量，m表示輸入類(lèi)型的個(gè)數(shù)，r表示輸出類(lèi)型的個(gè)數(shù)，Θ 表示模型求解出的表示優(yōu)化距離量，λ ^表示模型求解出的每個(gè)輸入類(lèi)型的系數(shù)。
6. 如權(quán)利要求1所述的多模式公交網(wǎng)絡(luò)的效能評(píng)估方法，其特征在于：所述利用逼近 理想解排序法計(jì)算理想輸出的計(jì)算公式為
其中，
為規(guī)范化的決策矩陣， 所述規(guī)范化決策矩陣的計(jì)算公式為
其中，為第i個(gè)決策單元的第j中輸出量，

【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104063613SQ201410313205
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】王煒, 辛光照, 季彥婕, 趙德, 于杰 申請(qǐng)人:東南大學(xué)