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组合赋权云模型在高速公路通道适应性评价上的应用

李彬 朱朋朋 肖润谋 李子添 靳引利

李彬, 朱朋朋, 肖润谋, 李子添, 靳引利. 组合赋权云模型在高速公路通道适应性评价上的应用[J]. 交通运输工程学报, 2023, 23(5): 223-233. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.05.015
引用本文: 李彬, 朱朋朋, 肖润谋, 李子添, 靳引利. 组合赋权云模型在高速公路通道适应性评价上的应用[J]. 交通运输工程学报, 2023, 23(5): 223-233. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.05.015
LI Bin, ZHU Peng-peng, XIAO Run-mou, LI Zi-tian, JIN Yin-li. Application of combined empowerment cloud model to expressway channel adaptability assessments[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2023, 23(5): 223-233. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.05.015
Citation: LI Bin, ZHU Peng-peng, XIAO Run-mou, LI Zi-tian, JIN Yin-li. Application of combined empowerment cloud model to expressway channel adaptability assessments[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2023, 23(5): 223-233. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.05.015

组合赋权云模型在高速公路通道适应性评价上的应用

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.05.015
基金项目: 

国家重点研发计划 2022YFE0102700

国家重点研发计划 2019YFB1600700

交通运输战略规划政策项目 20222104

中央高校基本科研业务费专项资金项目 300102223208

详细信息
    作者简介:

    李彬(1982-),男,陕西岐山人,长安大学副教授,工学博士,从事交通运输与车辆工程研究

    通讯作者:

    朱朋朋(1994-),男,河南周口人,交通运输部规划研究院助理工程师

  • 中图分类号: U113

Application of combined empowerment cloud model to expressway channel adaptability assessments

Funds: 

National Key Research and Development Program of China 2022YFE0102700

National Key Research and Development Program of China 2019YFB1600700

Ministry of Transportation and Communications Strategic Planning Policy Project 20222104

Fundamental Research Funds for the Central Universities 300102223208

More Information
  • 摘要: 为了科学评价高速公路通道与区域发展之间的适应性,分析了高速公路通道对区域经济的影响因素;利用反映像相关矩阵的评价指标筛选方法进行指标降维,建立了区域高速公路通道适应性评价指标体系;通过灰色关联度进行客观赋权,计算了模型各评价指标的权重,并在算法中弥补因层次分析法(AHP)主观判断造成的误差;建立了AHP-灰色关联度混合约束锥的云模型,并对2019年沈海高速公路通道46个路段进行评价;针对不适应路段在扩容改造、差异化收费和主动交通管理等方面的问题,提出了相关改进意见和具体措施。研究结果表明:将高速公路适应性评价指标由18个降为9个,在不影响模型精度的同时,可以大幅度降低模型复杂度;沈海高速公路的适度超前路段、总体适应路段、初步适应路段、相对滞后路段、严重制约路段占比分别为6.52%、21.74%、43.48%、21.74%、6.52%;与传统数据包络分析(DEA)模型相比,AHP-灰色关联度混合约束锥的云模型评估出的适度超前路段减小17.39%,初步适应路段增加43.48%,严重制约路段增加6.52%,并以福州市内路段、泉州市内路段、晋江市内路段和厦门市内路段不适应程度最为严重,这些严重制约路段在传统DEA模型中并未评价出来。可见,使用AHP-灰色关联度组合赋权的云模型可以提高评价结果的准确性和科学性,是解决高速公路通道适应性评价问题的一种有效方法。

     

  • 图  1  逆向云发生器

    Figure  1.  Reverse cloud generator

    图  2  福建省2019年高速公路运输情况

    Figure  2.  Expressway transportation situation in Fujian Province in 2019

    图  3  福建省2019年高速公路饱和度

    Figure  3.  Expressway saturation in Fujian Province in 2019

    图  4  各指标在不同适应度下的云模型

    Figure  4.  Cloud models of each indicator under different fitnesses

    图  5  沈海高速路段适应性评价等级

    Figure  5.  Adaptability assessment grades of Shenhai Expressway sections

    图  6  不同路段适应性情况

    Figure  6.  Adaptabilities of different road sections

    表  1  筛选后适应性评价指标

    Table  1.   Adaptability assessment indicators after screening

    指标构成 指标类型 单项指标
    高速公路技术指标 技术特征 节点可达性系数
    服务水平 道路拥挤度
    运输能力 日均客运密度
    日均货运密度
    人均地区生产总值
    高速公路经济效益指标 直接经济效益 第二、三产业占地区生产总值比例
    恩格尔系数
    间接经济效益 第二、三产业就业人数
    收入分配系数
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    表  2  评价指标因子划分标准

    Table  2.   Division standards of assessment index factors

    一级指标 二级指标 适度超前 总体适应 初步适应 相对滞后 严重制约
    技术特征 节点可达性系数 0~0.4 0.4~0.6 0.6~1.0 1.0~1.6 >1.6
    服务水平 道路拥挤度 0~0.3 0.3~0.5 0.5~0.7 0.7~0.9 >0.9
    运输能力 日均客运密度/(万人·km·km-1) >1.4 1.2~1.4 0.9~1.2 0.6~0.9 <0.6
    日均货运密度/(104 t·km·km-1) >3.2 2.7~3.2 1.8~2.7 0.8~1.8 <0.8
    直接经济效益 人均地区生产总值/万元 <7.0 7.0~8.7 8.7~11.6 11.6~15.0 >15.0
    第二、三产业占地区生产总值比例 <0.85 0.85~0.87 0.87~0.91 0.91~0.95 >0.95
    恩格尔系数 >0.50 0.44~0.50 0.33~0.44 0.20~0.33 0~0.20
    间接经济效益 第二、三产业就业人数/万人 <20.0 20.0~41.4 41.4~77.0 77.0~120.0 >120.0
    收入分配系数 <0.80 0.80~0.86 0.86~0.97 0.97~1.10 >1.10
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    表  3  不同等级云模型数字特征

    Table  3.   Digital characteristics of different levels of cloud models

    指标 适度超前 总体适应 初步适应 相对滞后 严重制约
    节点可达性系数 (0.200, 0.170, 0.030) (0.500, 0.090, 0.020) (0.800, 0.170, 0.020) (1.300, 0.260, 0.030) (1.800, 0.170, 0.030)
    道路拥挤度 (0.150, 0.100, 0.020) (0.400, 0.090, 0.030) (0.600, 0.090, 0.030) (0.800, 0.090, 0.020) (1.100, 0.120, 0.030)
    日均客运密度/(万人·km·km-1) (1.600, 0.140, 0.030) (1.300, 0.090, 0.030) (1.100, 0.130, 0.040) (0.750, 0.130, 0.030) (0.460, 0.120, 0.030)
    日均货运密度/(104 t·km·km-1) (3.400, 1.450, 0.030) (2.900, 0.210, 0.040) (2.300, 0.380, 0.050) (1.300, 0.420, 0.040) (0.450, 0.300, 0.050)
    人均地区生产总值/万元 (5.600, 1.210, 0.090) (7.800, 0.730, 0.090) (10.200, 2.900, 0.090) (13.300, 1.500, 0.090) (16.000, 0.970, 0.080)
    第二、三产业地区生产总值占比 (0.840, 0.006, 0.002) (0.860, 0.009, 0.003) (0.890, 0.017, 0.002) (0.930, 0.017, 0.003) (0.970, 0.015, 0.004)
    恩格尔系数 (0.600, 0.040, 0.010) (0.500, 0.030, 0.010) (0.400, 0.050, 0.010) (0.300, 0.050, 0.010) (0.100, 0.090, 0.010)
    第二、三产业就业人数/万人 (12.430, 6.430, 0.080 (30.720, 9.090, 0.070) (59.220, 15.100, 0.080) (98.500, 18.260, 0.080) (123.450, 2.930, 0.100)
    收入分配系数 (0.779, 0.018, 0.006) (0.830, 0.025, 0.007) (0.920, 0.047, 0.008) (1.040, 0.055, 0.008) (1.145, 0.083, 0.008)
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    表  4  组合云模型与DEA模型对比

    Table  4.   Comparation between combined empowerment cloud model and DEA model %

    模型 适度超前 总体适应 初步适应 相对滞后 严重制约
    组合云模型 6.52 21.74 43.48 21.74 6.52
    DEA模型 23.91 36.96 0.00 39.13 0.00
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-05-19
  • 网络出版日期:  2023-11-17
  • 刊出日期:  2023-10-25

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