層次研究法在緩解交通擁堵方案中應用探究

1、層次研究法在緩解交通擁堵方案中應用探究摘要本文闡述了層次分析法的一般原理，分別 對指標的選取、判斷矩陣的形成以及一致性檢驗、權重的計 算方法等問題進行了討論，通過確定權重并進行具體過程分 析與計算，最終確定出方案的優(yōu)先順序，并根據(jù)所得的結果 進行分析和評價。根據(jù)呼和浩特市大學路產生的交通擁堵現(xiàn) 象，以其緩解擁堵的方案為例，研究了層次分析法在交通擁 堵緩解方案選擇中的應用。關鍵詞層次分析法擁堵現(xiàn)象應用研究大學中圖分類號jf224 文獻標識碼a 文章編 號1009-5349 (2013) 07-0114-02引言隨著我國居民生活水平的提高，機動車保有量逐年攀 升，交通擁堵情況也越來越嚴重。在全國城

2、市快速機動化的 過程中，呼和浩特市自然也表現(xiàn)了強勁的勢頭，呼和浩特市 交通擁堵情況隨處可見，嚴重制約其在交通方面以及城市方 面的發(fā)展。因此，有必要討論和實施緩解呼和浩特市交通擁 擠的解決方案。本文應用層次分析法，對緩解呼和浩特市大 學路的交通擁擠現(xiàn)象的方案進行了分析與論證。、層次分析法的原理層次分析法的基本原理是將所要研究的復雜疑難問題 進行分析。根據(jù)所求出的目標層和準則層以及準則層和方案 層兩要素之間的相對權重，求得方案層和目標層之間的相對 總權重，以此總權重對各個方案進行排序，確定出要達到預 期目標的最佳方案；最后根據(jù)所得結果，對于該實際問題進 行分析和評價。（一）建立評價系統(tǒng)的遞階層次結

3、構根據(jù)具體的實際情況和對于研究的復雜疑難問題的影 響因素，建立評價系統(tǒng)的遞階層次結構，它一般包含三個層 次，即目標層、準則層和方案層。根據(jù)遞階層次結構的形狀 和由上到下的次序，也可以稱為最高層、中間層和最低層。目標層是包含研究者所想要達到的結果或預期實現(xiàn)的 目標，一般要將各分目標最后整合為一個總體要實現(xiàn)的目 標，即只包含一個要素；準則層是包含對于影響目標層要素 的各個主要因素，它一般還可以包含若干個層次，形成子準 則；方案層是包含許多為達到預期目標所要采取的各種方 案、方法和措施等，它是所分析評價對象的一種具體表現(xiàn)。（二）建立目標層和準則層以及準則層和方案層之間要 素的兩兩比較判斷矩陣并且計算

4、它們的相對權重對于建立兩兩要素的比較判斷矩陣的核心就是要根據(jù) 某種標度定義來表示出目標層和準則層以及準則層和方案 層中兩要素之間的相對權重；一般是利用美國著名運籌學 家、匹茲堡大學教授t. l. saaty的標度定義，將兩要素之間 的重要性通過1-9的數(shù)字來表示，其中1表示兩個要素相互 比較之后，前者和后者具有重要性相同，9表示兩個要素相 互比較之后，前者比后者具有極端的重要性，而1-9之間的 整數(shù)從小到大表示兩個要素相互比較之后，前者對于后者相 比的重要性程度逐漸加強，它們的倒數(shù)則表示的是反過來的 重要性標度，即為后者相對于前者的重要性程度。每個比較 判斷矩陣中的兩要素的相對權重并不是完全一

5、致的，而是根 據(jù)實際情況來進行變化的。將兩要素之間的比較判斷矩陣建立出來后，利用幾何平 均法求解各元素相對于上層元素（準則等）的權重wi （重要 性）：它的計算步驟是將某一比較判斷矩陣的各個要素按行 相乘，并將各個相對應得結果開n次方得到wi,之后對wi 進行歸一化處理得到相對的重要度向量wio,即為其權重。（三）兩要素比較判斷矩陣的一致性檢驗在對兩要素的比較判斷矩陣求權重以前，需要對其進行 一致性檢驗。這就要考慮到在構造比較判斷矩陣時所存在的 人為因素和其他不確定因素，使得所計算出的權重能夠反映 各個要素之間的相對重要性程度。1. 計算一致性指標c.i.式中，（aw） i表示向量aw的第i個

6、分量。2. 查找并且確定所對應的平均隨機一致性指標r. i.1-14階正互反矩陣計算1000次得到的平均隨機一致性 指標如下表1所示。r. i.是同階隨機判斷矩陣的一致性指標的平均值，它的 引入意義是要避免所存在的缺點，就是一致性判斷指標隨n 增大而明顯增大的弊端。3. 計算并確定一致性比例c. r.對于檢驗兩要素之間的比較判斷矩陣一致性的標準是 當一致性比例c.r.（二）建立出緩解交通擁堵問題的遞階層次結構目的層：a：緩解交通擁堵情況準則層：b1：投入資金b2：起效時間b3：難易程度b4：政策導向b5：實用價值方案層：c1：合理規(guī)劃，拓寬道路c2：引進智能交通 系統(tǒng)c3：加強交通管理，解決秩

7、序問題c4：優(yōu)先發(fā)展公共 交通c5：宣傳教育如圖1所示：（三）構造兩兩比較判斷矩陣以及重要度計算通過調查、分析和討論，我們構造了目標層和準則層以 及準則層的各個評價要素和方案層的各個方案之間的兩兩 比較判斷矩陣（ab判斷矩陣和bc判斷矩陣）。相對目標層的判斷矩陣，構建第一層判斷矩陣ab,計算權值，如表3所示：（四）判斷矩陣的一致性檢驗符合一致性檢驗，故可行。（五）各層要素對系統(tǒng)總目標的總權重并進行最佳方案 的確定各方案的總排序權值如表4所示，它們的優(yōu)劣順序為 c4>c3>c5>c2>c1,并且方案c4和c3明顯優(yōu)于其他方案。因 此，要緩解呼和浩特市擁堵情況主要應該大力優(yōu)

8、先發(fā)展公共 交通和加強交通管制（如加派交警的管理人員），減少私家 車的出行。三、結束語利用層次分析法建立評價系統(tǒng)的遞階層次結構以及通 過分析計算和評價，得到了關于緩解交通擁堵問題所提出方 案的總優(yōu)先順序，經過在呼和浩特市大學路的這一實例來進 一步加以論證，說明了該方法應用到確定緩解交通擁堵的最 佳方案這個方面是一種極為有效和可靠的方法，避免了在構 造評價系統(tǒng)中所存在的研究者的主觀因素和在過程中的片 面性以及局限性等缺點，這就為以后在交通擁堵等交通問題 方面提供了具有參考價值的數(shù)據(jù)、指標和資料，在現(xiàn)實中具 有較強的意義和一定的應用價值?！緟⒖嘉墨I】1 竇慧娟，張曉東，張慧麗層次分析法在交通運輸方 式選擇中的應用研究j.鐵道運輸與經濟，2003,第4期， 45-47.2 王建軍