面向可持族发月的栩市交洲系鱿稼台钾价体系.豆面向可持续发展的城市交通系统练合评价指标体系摘要准着城市可持续发展filiji1--步深入研究,。、交‘系统作为城市系统中一个,要1r1子系统,其重要性「1益为研究人员所垂视。然而,山于城市交通系统-MiAIR)’一、牵涉领域多、子系统关系复杂,迄今为III尚无一套较为全IN.实1q的城市交通系统综合评价指标体系。/针对这一问题口木文在分析了城市交通系统而临的问题及发展趋势后,分析了 可持续发展在城市交通系统中的作川,探讨了儿种可能的评价指标模式,JI比较了常用的评价方法和指标选择方法。在对评价日标进行了具体的分析后,建立了面向可持续发展的城市交通系统综合评价指标体系。最后,讨论了粗糙集方法在评价指标选择中的应用。关镇词:城市交通系统、.可持续发展、综合评价、指标体系、粗糙集东南大学硕I:学R论文面向可特艘盆月的拍市交月幼冶钾价指标林系ABSTRACTABSTRACTWith the further research in the sustainable development of Urban System, theimportance of Urban Transportation System (UTS) becomes more and moreobvious. The intention of estimation has expanded greatly. Estimation oftransportation system is far beyond the estimation of trafifc qual勺itself, evaluationof economics, natural environment and society culture are also included. However,since Urban Transportation System covers quite a lot of fields and the relationshipsamong them are very complex, there is no such an all-sided and practical indexsystem of comprehensive estimation till now.The structure of index system is buitlaf ter analyze the problems faced by UTS andthe function of sustainable development in UTS. Further more, the index system isput forward, based on the detailed discussion of the targets of estimation and thecomparison of methods used in estimation and selection of index. In the end, theauthor brings forward the application of Rough Set in the selection of index.KEY WORDS: Sustainable Development, Urban Transpotration System,Index System, Comprehensive Estimation, Rough Set.东南大学硕士学位论文面内可特鹅盆月的绷市交月系吮脚合钾价抽标体系鹅一章峪论第一章绪论第一节研究背景与概况 伴随城市不断的发展,在感受到它所带来的舒适生活、更高的生产率的同时,城市交通问题也成为越来越困扰我们的问题:出行困难、交通堵塞、交通事故、空气污染、噪音..…大多数情况下,城市交通的改善如同双刃剑—解决了问题A,带来问题日。如何看待这个问题、能否解决这个问题、方法怎样?这些是本篇论文最初的思考出发点。 交通运输是人类社会生存与发展的最基本需求之一。近半个世纪以来。随着全球社会的加速发展,城市的日益扩大和复杂化,以及人们交通观念与需求的变化,城市交通问题已变得日益突出。从本质上讲,城市交通的所有问题:都是源于人们各种物质文化需求的矛盾性与发展性以及系统的失控性。由于人类的知识经验以及遇见能力的有限性,我们有时往往只能提出目标和理想,难以提出某种“万全之策"o 城市交通的发展一般遵循从与社会需求发展基本适应,到不相适应:又从不相适应到基本适应的基本发展规律。然而仅仅认识到这种一般的规律性是远远不够的。研究工作的意义在于如何进一步提高城市交通系统发展方案与社会发展需求的适应性、匹配性和遇见性,以求使得系统更新达到新的适应状态所付出的代价最低。对每个城市来说,制定和完善实现此目标的“最佳操作方案”是一件复杂而艰巨的工作。近10年来,人们的城市观念发展观念以及交通运输观念,较以前已经发生了深刻的变化。今天,人们更加关注交通与社会发展的持续性、有效性和科学性,表现出对人和社会的全面关注。这些观念己经在很大程度上影响着城市交通规划的理论与方法,使得城市交通规划理论与管理理论也在发生深刻的变化。一、城市交通系统综合评价的研究背景及现状 城市交通系统的综合评价是城市交通规划的重要组成部分,贯穿于规划的每一个环节中:在运行过程中,可以分析现状,确定建设水平、运营状况,发现存在的问题,挖掘可能的潜力;规划过程中,评价是规划的辅助工具,引导选择最有方案的依据;方案实施后,对方案使用效果、运营状况进行检测和反馈。评价的内容和方法需要贯穿、体现较先进的思想、有高度而又切合实际目的才能实现其功能。随着社会经济的发展,城市交通评价的内涵在不断延伸。首先是评价内容的不 东南大学硕士学位论文面向可持续发月的抽市交月IN挽峨合钾价指标林系第一t.论断扩充,人们对自身生活质量的要求不断提高:交通评价早已不再是仅仅对交通质量的评价,还包括了对经济、自然环境、人文环境等多方面的评价;其次,城市交通评价在时间轴上,不再只限于规划期内十年、二十年的评价,更要对规划期外的影响作出评价,从出发角度上来说,不仅要考虑局部的利益,更要有整体思想,不仅要为当代人的利益着想,也要为后代享有同样的权益着想,这也就是可持续发展的概念。二、可持续发展的研究背景和现状 中国有一句俗话:’留得青山在不怕没柴烧”,可以说这是一种原始的可持续发展的观点。可持续发展研究20年多的轨迹显示了其重要性和逐渐被承认、重视的事实:1974年,Mal thus做了以“增长的极限”(The Limits to Growth)为题报告。这个报告可以被看作是日后可持续发展研究的一个引子。 t在报告中Malhus提出人类生活标准的暂时提高会引发人口增长,直至超过技术增长和可用的资源储备,由此将引发农业土地和食物的短缺,并引起人类生活条件的倒退,他预言在下一个世纪末之前,人类将用尽工业社会赖以生存的自然资源,导致严重的食物缺乏、过量污染和其它的恶果。后来,Malthus及其拥护者提出了从经济增长过度到“零增长”的全球均衡状态。 世界末日和零增长的结论并未得到共识,因为这一理论的前提并不正确—固定的速率消耗、有限的自然资源,忽略了技术进步、市场经济原理、干预等对资源、消费模式、人口增长和环境污染的调节反馈作用。但这一报告引起了生态学、经济学、环境学、社会学、工程技术等多领域专家和研究人员对人类活动、经济增长模式等进行广泛的反思,提高了专业人员对滥用自然资源、破坏生态系统和环境污染的重视程度。 1978年,国际环境和发展委员会首次使用了可持续发展〔SustainableDevelopment)的概念,可持续发展的概念最初应用于林业和渔业。指的是对于资源的一种管理战略,如何仅将全部资源中的合理的一部分加以收获,便利资源不受破坏,而新成长的资源数量足以弥补所收获的数量。 1980年公布的《世界自然保护大纲》再次提出这一概念,1987年,娜威首相布伦特兰在世界环境和发展委员会《我们的共同未来》(Our common Future)的报告中明确地对可持续发展进行了定义. 1992年6月在巴西里约召开的联合国环境与发展会议UNCED通过:《里约宣言》、(21世纪议程》、《森林问题原则》及国际公约《气候变化框架公约》、《生物多东南大学硕士学位论文面自可抢招盆展的绷市交月以旅件合钾价指标体系挤-t绪论样性公约》标志着可持续发展思想在各国取得合法性即全球共识。也表现为最高级别的政治承诺。国内外有关可持续发展的定义有近百种,有侧重于经济学的、侧重于社会学的、 侧重于生态学的定义、侧重于伦理学的等等。后来为人们普遍接受的定义是娜威首相Bruntland的定义—既满足当代人的需求,又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。三、我国的可持续研究背景 我国学者对可持续发展也作出了较完整的定义:“不断提高人群生活质量和环境承载力的,满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的,满足一个地区获国家的人群需求又不损害别的地区或别的国家的人群满足其需求能力的发展”目前,中国在一些重要的自然资源可持续利用和保护方面正面临着严峻的挑战。 这种挑战表现在两个方面:一是中国的人均资源占有量相对较小,1989年人均淡水、耕地、森林和草地资源分别只占世界平均水平的28.1%, 32.3%, 14.3%和2.3%,而且人均资源数量和生态质量仍在继续下降或恶化:二是随着人口的大t增长和经济发展对资源需求的过分依赖,自然资源的日益短缺将成为中国社会经济持续、快速、健康发展的重要制约因素,以单纯的消耗资源和追求经济数量增长的传统发展模式,正在严重地威胁着自然资源的可持续利用。因此,以较低的资源代价和社会代价取得高于世界经济发展平均水平的发展速度。并保持持续增长,是具有中国特色的可持续发展的战略选择。为了确保有限自然资源能够满足经济可持续高速发展的要求,中国必须执行“保 护资源,节约和合理利用资源”、“开发利用与保护增殖并重”的方针和“谁开发谁保护、谁破坏谁恢复、谁利用谁补偿”的,依靠科技进步挖掘资源潜力,充分运用市场机制和经济手段有效配置资源,坚持走提高资源利用效率和资源节约型经济发展的道路。自然资源保护与可持续利用必须体现经济效益、社会效益和环境效益相统一的原则,使资源开发、资源保护与经济建设同步发展。 城市交通系统是社会经济系统中的特殊子系统,它耗费大量资金,也为经济发展提供动力和条件;它消耗大量自然资源更反作用于环境系统。所以进行交通系统的可持续发展的研究是实施我国的可持续发展战略中的重要环节。四、可持续发展的交通系统交通运输作为国民经济中重要的一部分,不仅促进了经济发展和社会进步过程 东南大学硕士学位论文面向可特族没用纳幼市交月系蜂份合评价指标体不挤一幸.论中产生的人、物和信息的流动,也产生了大量的负作用:占用大量土地资源,消耗不可再生的资源,产生各种噪音,向大气中排放大量废气,阻隔了自然流、生态流的流动等等,严重地影响了当代人和下代人赖以生存的自然环境和生态系统。 所以自从可持续发展概念的提出,交通领域的研究人员就尝试着将可持续发展概念引入交通系统中。1993年,世界工程和技术学会理师会在瑞士日内瓦举行了“可持续性工程— 社会运输发展的挑战”会议。1994年,美国运输研究部举行了“运输与可持续的环境关系”会议. 1995年,美国纽约举行了“运输与可持续发展”全球会议。 1996年,加拿大举行了“面向可持续的运输”会议。 1999年,我国国家自然科学基金对“可持续发展的城市交通规划”研究进行了资助。这些都标志着可持续发展的思想已深入到了运输领域。 在对可持续的城市交通系统做进一步的研究之前,我们必须了解的最基本的问题是:究竟是什么可持续的交通系统?从世界银行对评价交通和行动时必须考虑的三项补充标准看,主要有三个 方面的可持续:.经济的可持续:经济与财政可持续要求交通服务供给的高效率和基础设施使用的高效率。交通运输系统必须获得足够的收入以维持正常的运行和使 得系统得以扩大。在这一点上通过交通服务的使用—收费来实现成本回 收是至关重要的 .社会的可持续:应当制定公众认为合理的交通规划和计划。满足社会各阶层的交通要求;结合把土地利用和交通结合起来;步行交通和自行车交通 在城市交通中的恰当作用应当在规划中得到考虑,并通过规划得到保护. .环境的可持续:必须把改善环境的放在首位,以保护人们的健康,控制交通污染,促进交通安全。 可持续发展的城市交通系统综合评价,不仅向规划者、设计管理人员、生态学家、决策部门等提供可持续的环境生态影响信息,以便提前采取措施预防或缓和方法。而且也避免了后来以特定位置、特定项目进行的评价而忽视广阔的范围、长时间累积的不利影响,消除或使之负面影响最小,避免不可逆转的环境影响,实现交通、经济、社会、环境生态协调发展。1995年11月的《北京宣言:中国城市交通发展战略》中提出了交通发展的政 东南大学硕士学位论文面肉可井鹅且月的拍方交月系摘脚合钾价拍标体系第一幸绪论策和规划应当符合的四项标准: .经济可行性:在以全部资源投入计算总成本的前提下,应该对经济回报最高的投资项目给与优先。 .财政的可承受性:应当在切实可行的投资和经营策略基础上。制定交通系统规划和项目计划。 .社会的可接受性:交通服务应当满足社会各个方面的需求,尤其要考虑社会低收入居民和交通弱者的需求。 .应当实施减轻交通对市民健康和生活环境的不利影响、减少自然资源消耗 的行动和对策。 这四项标准是我国交通发展战略的原则,也是后面要讨论的城市交通评价的原则。我们研究面向可持续发展的城市交通综合评价指标体系,将从这几方面着手评价研究,关注更大范围、具有长时间性质或短期影响的累积具有长期性质的负面影响。第二节建立综合评价指标体系的意义与目的 交通运愉系统的一些特点使得交通系统的综合评价作用十分重要。交通运输设施建设费用高昂;其设施建设是一项长期计划,公路建设往往要持续世纪之久,一旦开工,就很难半途停工,因此,作出正确决策相当重要;大部分交通建设投资不可能进行小规模的尝试。交通项目建设投资既可能成为解决问题的有效手段,但也可能成为真正的问题:不明智的对策意味着不可恢复的时间损失和经济损失.交通规划方案虽多,真正合理的方案间的相互比较却很困难。这也就需要科学合理的评价系统。 我们知道,我们要处理的这个系统是极为复杂的概率系统。在这个系统中,人们的活动、容纳活动的空间以及连接活动的交通、通讯在不断的变化。这些变化必然产生一系列的回荡反映,他们改变了系统本身,同时也促使他人进而萌发动机以改变他们自身的处境。由于城市空间系统和资源系统的相对封闭性,城市交通评价实际牵涉到的因素非复杂、关系密切,所谓“牵一发而动全身”,这给城市交通的评价工作带来很大的难度。所以如何合理的划分城市交通系统,选定系统综合评价指标具有有重要的意义。对城市交通运输系统进行评价,首先必须客观准确的反映系统的功能现状、行 东南大学硕士学位论文面向可特簇及展的帕市交月系旅.合钾价指杯休系娜一t绪论为特点和运行效果。由于城市交通运输系统并不是孤立运行的,因此还要考虑虑各自系统之间及其与周围环境的关系。此外,为使得对城市交通运输系统的评价结果具有可观测、可比较、可分析的特点,应尽量进行定量的评价。合理分析,简化问题,如实的反映系统现状,这也正是制定科学合理的指标体系的目的所在。第三节原则与方法 评价是一个以价值为依据来考察不同个体之间,个体与标准之间的相对优劣的过程。因此,价值作为最基础的衡量基准必须有科学的依据,而这个价值体系必须是平等的、可比的,否则无法比较不同方案之间的优劣。同时,比较要求有可测的指标,因此,评价指标要尽量建立在定量分析的基础上。1.科学性:评价指标体系必须有科学的理论依据,能客观、合理的反映城市交通系统的特性和状况。 2.综合性:单一的指标一般只是从某一侧面反映评价对象的特性,要反映系统的整体状况和性能就必须有一个完整的指标体系,使之能够全面客观的反映现实 系统和未来系统的情况。 3.协调性:综合评价的可选指标非常多,指标与指标之间应是相互补充、协调的,应尽量避免指标之间的重复与冲突。 4可行性:作为一种综合评价指标体系,最重要的一点莫过于有实际可操作性,否则其意义就大打折扣了.结构简洁明确、易于使用是实际工作中最有价值的 特性之一。 第四节内容与范礴 一般认为,城市交通系统可分为城市对外交通系统和对内交通系统两个部分,本文重点考虑的是城市对内交通系统。城市交通系统主要由三个部分组成:1.城市交通基础设施系统:包括道路、轨道、桥梁等:2.城市交通运输系统:包括城市客运系统和城市货运系统,城市客运系统中又可 分为公共客运系统。如公共汽车、地铁、轮渡等,以及个体客运系统,如自行车、摩托车; 3.城市交通控制系统:包括交通信号系统、交通标志、交通信息中心及相关设施、交通控制系统等。 东南大学硕士学位论文面向可抽峡发月的抽市交月万鱿份合钾价扭振林系娜一幸绮论根据可持续发展的三层含义,评价指标体系除了评价系统的建设水平外,将着 重体现评价对象在经济可持续、社会可持续及环境可持续三方面的状况。考虑到以上的三个子系统相互之间有着紧密的联系并具有相对的内容和特点,在综合评价指标体系中将尽可能涵盖三个子系统的内容,突出其特点。东南大学硕士学位论文面肉可神续及展的拍市交月系吮耸合钾价指标体万第二章城市交通系统综合评价指标体系结构第一节面向可持续发展的评价与传统评价方法的区别 所谓评价,就是指依据明确的目标,确定系统的属性,并把这种属性转换为主观价值的过程,它通过评价指标来表达事物的价值。在规划过程中,评价是对规划方案的描述,及对其价值的分析和阐明。由于基于本质的价值观念的改变,势必令相关的评价也产生根本性的更变. 综合评价的要素有:评价对象、评价原则、评价指标体系、评价模型、评价群体和评价环境。由于评价原则和环境的改变,面向可持续发展的城市交通综合评价势必与以往的综合评价方式有所区别。笔者认为,主要区别在以下的三点:.评价的时间范围更广:注重长远考虑,避免短期行为;.评价从人的角度出发:更体现人文精神,如公平性、安全性等:.评价的着眼点各注重考虑团体利益,而非个人利益。 从这三点出发,构造了几种不同的评价框架。下面的几节讨论了从时间角度、人文角度和统一币值化出发的几种评价的思路。一、几种综合评价思路 针对可持续发展的基本概念,产生了最基本的评价思路,即延长评价的时间轴长度:除了对规划期内的评价,再补充规划期外若干年的评价,对于系统影响的评价着重其长期影响,将各个时间段的评价结果综合分析后,再选择最佳方案。这一方法的思路简单,与可持续发展概念相当吻合。但问题是,城市的发展不确定性非常大,要从当代人的角度定量的预计未来30年甚至50年的影响,其准确性令人怀疑。无论如何,可持续发展提供了一种思考的角度、概念。基于这一点的考虑,有研究人员提出了类似的想法:提高城市交通适应性。 从某个角度上说,可持续发展的核心是使后代具有相同的满足自身需要的发展,换句话说,是要后代与我们具有一样的选择权。这也就意味着我们要为后代保留发展的多元化可能。即强调系统的适应性。一个适用于城市的可持续发展的规划方案,很重要的一点就是良好的适应性。一个城市的发展往往受到政治、文化、经济等多种因素的影响。因而一个城市的交通系统应有一定的适应能力,使之能够在未来的一定发展变化范围内作出处相应的调整适应当时的需求。这种评价思路的缺点是显东南大学硕士学位论文面向可持嫂发班的拍市交月系旅蛛合钾价指标林系第二章抽布交月系旅.合评价指标林不拍构而易见的:提高交通系统的适应性不可避免的意味着设施的超前,和大量资金的投入,事实上这也是约束交通发展的重要因素。另外,如何考虑经济的可持续仍是一个问题。第二种方法是根据《中国21世纪议程》,提出了资源统一价值化的构思。这是 一种简化的方式,其实质是将交通评价中涉及的复杂因素统一化,将土地、能源、空间的占用、可能的污染、自然环境的改变.…转化为某种统一的定量的评价值。比如说转化成经济价值。 那么在这里的交通的社会成本应当反映全社会成本,即包括交通行为对社会造成的全部费用与损失,尤其应该包括环境污染导致的健康、医疗、环境维护和生产效率的损失以及交通拥挤导致的时间和费用的损失等等,客观的说这些值的量化工作其可行性并不高。 为简化度量单位,可采用当量的概念。例如土地,城市中土地的价值与那些因素有关呢?位置,如中心区、过渡区、外延区:商业价值;文化价值;自然景观价值。根据给这些因素赋予不同的重要度,就可以通过加权求和算出当量土地。同样,空间、能源、污染也可换算成当量空间、能源当量和污染当量。按交通规划和现状的具体情况,对这几个当量加权求和后又可得到综合耗费量。城市交通的综合评价值,等于交通质量评价值与综合耗费量的比值。比值越高,方案越好。 更为实际的一种方法是继续沿用以往的评价模式,通过对评价指标和评价方法的调整,体现可持续发展的价值核心和思路。笔者认为这是目前为止较为切实可行的方法。按这种方法建造评价指标体系,就要讨论具体的评价目标准则,和可能影响指标形式的因素。第二节对可持续的城市交通系统的几点思考 交通运输是经济的重要组成部分,也是一个特殊的成员。它是国民经济和社会发展的各种物流、人流、信息流的载体,是社会与经济发展的基础和支撑体,但它也消耗了大量的有限资源,并且是损害环境生态的主要原因之一,这一点在城市交通系统中表现的尤为突出。城市交通系统只有与土地开发规划、综合运输、经济、社会、环境、生态协调发展才能实现真正意义上的可持续发展。 一般可持续发展理论和交通运输可持续发展的含义赋予了城市交通可持续发展更广泛和更深刻的内容。、城市交通与经济可持续发展东南大学硕士学位论文面向可持续盆月的拍市交通万艘蛛合译价指标件燕绍二章幼 城市交通系统对经济发展的促进作用和制约作用是毋庸置疑的。随着经济的发展和技术的进步,社会分工更加细致,产业规模不断扩大,城市产业结构也正在发生明显的变化,大多数的城市经历了由一、二、三到二、一、三再向三、二、一转变的过程。这给城市交通系统提出了新的要求:t.城市交通布局:经济增长的由点到线,再由线到面使得货物、客流流动的空间范围越来越大,越来越深入。社会经济可持续发展必然会引起客流和货流 量的不断增长。这对城市交通布局的结构合理性、通达深度、运输速度、运 输质量提出了由低到高的要求。只有在“规模”(这里的规模包括交通网络 容量)上扩大,运输质量上提高,布局更加合理,结构更加优化才能适应经 济和社会不断变化着的增长需求。 2.城市交通网络的适应性:社会经济系统可变因素多,系统内部和社会坏境对其千扰也多,客货流在空间和时间上产生的随机性、分布的不均匀性,要 求城市交通网络有一定的弹性,要强调为人们提供方便迅速的换乘、不同形式的交通工具以及为每种交通工具的换乘驶达提供机会。 3.交通容量的扩大、设施维护等需要大量的资金,在经济系统中资金是有限的,每笔资金投入都要求最大的经济产出。规模扩大又要保证广义费用一效益(包 含资源、环境生态的费用和效益)的有效性。只有不断地进行有效的资金投入,才能实现规模的扩大和质量的提高。交通系统本身的良好财政状况是发 挥其在经济可持续目标中的作用的基础。 二、城市交通系统与社会可持续发展 交通系统给社会可持续发展带来的最重要的影响是交通运输所产生的效益分配的公平性,这里的效益也是广义的,即包含经济、资源、环境生态、文化的综合效益。任何地方的经济、文化发展,都离不开市场的交易或交流及对资源的依赖,也要接受各级经济中心的辐射作用。到市场、资源、生活小区和各类经济中心的各种交通方式的可达性均等程度,影响经济发展和社会福利的均衡性。交通可达性的平等性可考虑通过路网结构,运行质量和交通方式选择三个方面表达。城市交通系统的发展对科技文化的推动是其社会影响的另一方面。交通领域和 相关领域的研究成果,如替代资源的研发,对于社会系统来说是无形有价资产。其次,还包括对社会经济发展的促进作用、对维护社会安定、增强国防的作用等等。三、城市交通系统与自然资源的可持续发展 交通设施的建设、维护需要占用大量资源,如土地,水、钢材、木材、水泥等,在其上的运行车辆要消费储藏有限的石油,这些资源都是经济系统赖以发展的物质东南大学硕士学位论文面自可特鹅及月的拍市交沮系吮林合评价指标林爪第二幸抽市交月系基础。然而资源是有限性的,资源的消耗速率只有控制在资源提供的能力之下,才不会损害后代人的发展能力。对资源进行科学合理的分配、不断地提高资源的利用效率、挖掘资源的利用潜力…这些都是发展可持续的交通系统中暨待思考的问题。 综合运输体系中,每种运输方式对资源的利用效率、环境污染程度等都是不同的,为了提高资源的利用效率,挖掘各运输方式的利用潜力,要求综合运输系统的每个子系统都是开放式系统,只有开放式系统才能实现充分的协调,充分利用各运输方式的优点,取长补短,产生最大的系统效益。因而在综合评价指标中应对综合运输体系中各运输方式的匹配性做相关评价。 在整个资源体系中,城市交通系统与土地使用的可持续发展的关系最重要的联系之一。城市交通系统与土地使用发展相互影响,只有协调发展,才能实现城市交通系统的可持续发展。从很多城市的发展历程看,交通系统的发展及可达性的提高,影响了土地使用与人们的居住模式,表现出城市中心衰退,大城市规模失控膨胀,形成了许多的大城市群,促进了土地的分散使用。由于土地的非集约化使用,增大了人们对小汽车出行的需求,促进了小汽车出行的发展,从而改变了人们居住、工作、购物、娱乐等生活方式,延长了出行距离,降低了交通网络的运行效率,留下更少的可用建设土地资源,导致了更广范围及更长时间的交通拥挤,增大了交通对环境的损害,形成一种恶性循环。 在适度强度的土地开发基础上,科学的进行交通规划是整个交通系统提高运行效率的保证。四、交通运输与环境、生态的可持续发展 在交通设施建设、养护和运行等各个时期,交通系统都对环境生态的产生各种影响,如大气、水、土壤、地形、人类、动物、植物等。主要来源有车辆排放,道路、运输系统的其它设施,以及车辆、货物和在交通系统上运输的材料等。影响后果表现为空气、水文、土壤和水的化学组成变化,温室效应气体聚集,生态多样性减少。人类健康损害,地貌改变等。 交通系统对自然资源和环境生态系统的影响有其特点:首先是其干扰的长期性和不可逆转的,比如消耗的不可再生资源供给或补充缓慢的资源,会影响后代人对资源的需求;其次,千扰在时间和空间上是累积的,它的后果是滞后的或逐渐显见的:对环境生态的影响因为具有累积性,日常容易被忽略。如Cot的聚集,引起的气候改变,多年后才会体现出来,有时环境干扰被当作局部的或特定位置上的,但这种干扰在一个区域或国家乃至全球上是普遍重复出现的,也具有累积性。再者,环境生态资源对人类的益处超越了地理边界和代际而难以控制。交通系统对自然的影响,从大气、海洋到动物、植物等,由于缺乏财产权界限不清而难以管理。东南大学硕士学位论文面向可神族及月的第二牢 近年来,交通系统与环境、生态的可持续发展仅限于传统的以特定位置和逐个项目进行思考的方法,它更加关注交通系统对环境生态的长期和短期的累积影响,在指标上不再局限于局部,而更重视总量。 从以上分析可以看出“可持续的城市交通系统”应当具有的部分外在与内在特性。各项要求之间具有较为复杂的关系。有些是协调一致的,有些则是彼此不尽一致或彼此矛盾的。改善城市交通的所有努力,基本上是在寻找某种在一定条件下的最佳点或平衡点,而不能单独追求某些目标的最优。如前所述,广义的城市交通系统(体系)是所有与交通运输有关的物质与社会 现状条件的总和,即由物质要素和社会要素两大方面构成.这两方面的条件决定了城市交通系统的质量和特性。不论是物质要素还是社会要素的变化与改造,都会造成城市交通系统的变化。因此,必须研究和关注一切人类活动对城市交通系统的影响及其规律,并将其做为制定一切社会行动方案的子目标或部分约束。交通系统的品质标准和目标是进行城市交通系统现状测评和发展与改进方案的正确性评价与分析的基本出发点、立足点和归宿点。在以上列出的各种目标中,我们可以大致将其分为四大类,即功能目标,经济目标、社会目标和环境目标。其中: “功能目标”主要涉及城市交通的运输质量,包括通过性、可达性、安全性和 服务性等,以及满足不同交通需求的能力等;“经济目标, ,是指交通系统自身的经济财政状况良好; “社会目标”要求交通系统能拉动、促进地方经济的发展等,提高人民生活水平,增强文化交流等; “环境目标”是要求城市交通行为对环境产生的负面及消极的影响最小,较少干扰无交通需求的人的活动,对空气、声环境、生态及其它自然要素所产生的负面效应在允许范围以内;要求城市交通系统具有较少的对人类有用资源的耗费,如土地、能源、资金(人类的劳力)等,这是城市交通系统优化的第四类目标。由于许多资源都具有不可补偿性且总量有限,如土地、矿产及石油天燃气等,对其消耗需要加以控制。第三节综合评价指标体系结构评价体系结构一般有三种,即一元的、线性的和塔式的。.一元结构即单指标,包括经济指标、综合指标和关键指标等。其经济指标即东南大学硕士学位论文面向可持嫂及舰的拍市交月东位娜合钾价指标林只绍二滚幼效益一费用评价指标,综合指标是由综合评价方法获得的指标,反映系统的优劣程度,通常没有具体的量纲和含义;关键指标则根据具体的评价对象选定。2.线性结构指一系列指标之间为平行或顺序关系。 3.当系统复杂,分析因素增加时,线性结构中指标之间的关系难以把握,就产生了递阶的或塔式结构的指标体系。并形成了评价目标分析和综合决策两个 对应的塔式结构。 城市交通系统内容复杂,涵盖面广,为避免过于复杂和多变的结构关系影晌决策分析,拟采用树状结构的层次分析法。 城市交通系统由三个主要部分组成:城市交通基础设施系统;城市交通运输系;城市交通控制系统,建立面向可持续发展的城市交通系统综合评价指标系统必须涵盖以上三个子系统的评价内容,并且要符合到前面章节中的评价准则和目标。在以上分析基础上建立的城市交通系统综合评价指标体系结构如表2-1所示。 表2-1城市交通系统综合评价指标结构 交通网络建设水平管理设施交通质量功能目标交通容量资产拥有运营成本收入可达性交通拥挤度交通安全交通服务计算容量实现量运输工具规模匹配程度对经济发展的贡献社会目标对提高生活质量的贡献运输线路配套设施营运费用资产折旧营运收入利润率内部收益率促进国民经济增长促进科技发展方便性经济性舒适性公平性东南大学硕士学位论文面向可持映发用的抽市交月东倪旅合钾价指标休东第二章(续上表)城市交通系统环境目标资源利用环境与生态环境污染生态破坏社会环境土地占用能源消耗社会劳动消耗在下一章中将对具体的指标选择作出说明。第四节几种常用的综合评价方法及特点 除了评价的价值基础对于评价指标有直接的引导作用外。交通系统的综合评价采用的方法间接的决定了评价指标的选定,因此在选择评价指标之前,有必要对常用的几种评价指标作出比较,有了方法的指导,对于指标的选择才有更好的把握。 对城市交通系统进行评价,是从技术、经济等多角度进行综合决策,以使对整个系统的描述达到最优。然而,由于影响因素具有多层次、多种类的性质,就迫使人们近年来采用系统决策方法进行综合评价。 概括起来,主要有三种方法:层次分析法、灰色关联系数法、模糊综合评判法。尽管这几种方法都是从全局的角度出发对多目标的方案进行综合决策,但是,由于它们各自的原理和适用环境不尽相同,不当的使用会影响最终的评价效果。因此,通过分析交通系统的特点、评价指标的类别及其层次的划分,指出了各类指标对评价方法的适用性,并在此基础上提出一种组合评价方法,为交通系统的评价及指标选取服务。一、交通项目的特点交通项目评价,一般具有如下特点: .评价目标多个性:对于交通系统的评价,往往针对的是几个并行的目标,这些评价目标各自之间具有较强的可比性和各自的特点。因此。进一步评价的难度 虽大,但价值也大。 .评价指标的多样性:一个交通系统,涉及面广。影响因素多。评价不仅涉及到社会经济,而且与所在地的自然、生态、人文紧密相关,同时系统本身技术指标的优劣对这些因素的影响较大,因此,给评价带来了一定的难度..评价指标的类聚性:交通项目影响因素涉及到诸方面,但仔细分析,评价指标可以划归于若干大类,并且各大类之间性较强,在分析评价时,类聚性往 东南大学硕士学位论文面向可持嫂发层的抽市交通东坟蛛合钾价指标休双绍二章桩往较为明显。这一属性使得人们在进行评价时能灵活运用定性与定量的各种评价方法。二、三种系统评价方法对比简析1.层次分析法(AHP) 层次分析法(AHP )是一种决策思维方法,它将复杂的问题分解为各个组成因素,将这些因素按支配关系分组形成有序的递阶层次结构,通过两两比较的方式确定层次中诸因素〔指标)的相对重要性,然后综合人的判断以决定诸因素相对重要性的顺序。其主要步骤: 1 )根据标度理论构造比较矩阵:A=( ay)n x n2)比较矩阵A的各行求和: S,=E(i二1, 2, ... n)3)比较矩阵A的各行和之和P二艺4)求A i的排序:S,( i=1, 2,.n)W, =Si/P (i=1,2,二‘n)5)进行排序的一致性检验. AHP方法的根据是评价指标对象指标的层次性,最终结果是各决策方案相对于总目标的优先顺序。然而从上述分析可以发现,应用该方法对各方案进行评价,相应各层次对应交通项目评价指标的层次,得到的最终结果便是方案各层次指标的排序及权重分析。因此,应用AHP法作为系统评价方法的权重分配计算方法是可行的、恰当的。2灰色关联系数法它是通过确定各方案指标与相对方案指标的类似程度,从而确定各方案的优 劣,具体步骤为:东南大学硕士学位论文面向可扮续及且的拍市交通系倪葱合开价指标件系第二章拍布交理币鱿.合钾价拍标林系的构1)选择各方案同类指标中的最佳值而形成参考数列(Xo)={XOMI丸(2) *-Xo(N)}2)求关联系数乙f k)二—mi nminl Xo (k)-X, (k) I +pmaxmaxj Xo (k)-X, (k) II Xo(k)-X,(k)I +pmaxmaxl Xo(k)一Xi(k)I艺};(k)3)求关联度R;:R, 反映了方案与参考方案的关联程度.R。越大,方案越优.灰色关联系数法是一种数算理论。数据处理过程中,并没有渗入人的主管 判断,而是对确定的定量指标进行比较、计算,保证了结论的真实性。因此,将此方法用以交通系统评价过程中确定的定量指标(如净现值、总成本等经济指标)的评价是可行的,适用的。3.模糊评价法模糊( Fuzzy)综合评价法是将不确定的信息用定量的方法加以处理,变定性决策为定量决策,增加判断的直观性,准确性。具体步骤为:1 )确定评价权重向量:A, = (a a2,…,aj 2)建立因素集U=1U,, U2.…,U}),评价集V= (V,, V2,…,V,),并建立相应的评判矩阵R = (r沙mn.为建立评判矩阵R,在方案集V= IV,, V"…。V,}之外人为地引入两个虚拟的方案Vo和V ,,并设它们的指标取值为Uo, U,,其隶属度分别取为r; u 0, r,; 1,那么评判矩阵中丸可由下列三种模型确定:模型I: ,。)“J。al)..1)含义:对于因素uil,在其上取值越大越好,当取值大于或等于u;.时都是理想的;当取值小于或等于u;。时都是很差的。东南大学硕士学位论文面向可特续盆班的拍市文月系位幼合钾价们份体系模型n含义:对于因素uii,在其上取值越小越好.当取值小于或等于u‘+.:时都是理想的;当取值大于或等于u;。时都是很差的。模型II:U f -u intlrtl=Pb的值由uc..l, u;。确定。b 含义:对于因素u;i,在其上取值位于ui..,附近较好,当取值小于。1。时都是很差的。评判矩阵R确定后,评判结果是V上的模糊集:B=AR式中“’”为某种合成运算。另外对于指标取值不确定的因素,r,的值可通过打分方法标定。对于多级评判,其评判矩阵的方法逐级确定。 模糊评价法是将人们用模糊语言描述的定性或定量事物定量,如:“城市交通景观比较好”等等,采用这种方法进行定量系统评价是适宜的。三、一种组合综合评价方法假如我们将指标体系中各种指标粗糙的归类为3类,即技术指标、经济指标、 其他定性指标。那么通过上面的比较分析,可以提出一种组合方法能够将几种系统决策方法有机的结合起来,运用其各自的优点,使交通系统的综合评价与决策得到较为完善的解决。 这种组合方法可以概括为:以多级模糊综合评价为框架,根据评价指标类别,利用层次分析法建立评价的多级权重;利用灰色关联系数法求经济指标的评价矩东南大学硕士学位论文面向可搏艘发艘的抽市交组系晚幼劝切喻指标林系第二章技市交通系阵,利用模糊评价模型建立技术指标或经济指标的评价矩阵;利用专家系统、打分法建立其他定性指标的评价矩阵,采用多级模糊综合评判的步骤、算子及评判准则,实现交通系统的系统决策。下面是该方法的框架图交通项目或系统评价评价因素的种类及层次划分准则层各类指标评价矩阵的确定构造各层次判断矩阵模型法}!关联系数法日打分法各层次因素的评价权重目标评判矩阵-十AR「1‘es‘‘.ARR二‘....AR‘........L.J综合评判计算日==A.R告结果及分析图2-1组合评价方法的模式示意图 有了以上对于指标体系结构和综合评价方法的确立,指标选择就可以建立在明 确的基础上。东南大学硕士学位论文面向可神艘盆月的抽市交月万策三章抽市交月系吮蛛合钾价指杯趁拓第三章城市交通系统综合评价指标选择第一节指标选择的准则和目标 对什么是“可持续的城市交通系统”的一致看法,是形成综合评价体系的价值核心,这是我们制定城市交通发展方案与评价方案的基础。基于上面的分析,在选择指标时希望能够反映交通系统在以下方面的特性和达到程度:.最小交通需求标准:通过科学合理的城市布局与规划,使得维持城市与社 会运作与发展所需交通较小(或最, d} ><.最小耗能标准:或表述为城市单位产值的交通能耗较低(或最低)。 .最小环境影响标准:城市交通对人的生存环境与活动的影响和干扰最小。 .最小费用标准:城市交通系统的建立,维护,使用和管理费用较低。 .最小土地占用:城市交通系统的建立,维护,使用和管理对土地资源占用 较低。 .最佳服务标准:特定的城市交通系统(包括管理制度)能够使各种交通需求均得到了最大限度的满足。 为此,指标体系应能描述城市交通体系在以下具体品质要求上的满足程度: .路网(广义)构成合理,换乘方便;交通发生点至乘车点到达步距合理,“通”与“达”互相协调、相互兼顾,畅通率高、迅速,安全,正点,舒适。 .各种交通方式运用合理,不同交通方式组成的交通网的运力运量具有稳定性和长期的良好匹配。 .运输系统管理应当具有先进性,在一定程度上提高运输系统的适应能力和弥补系统硬件设施的不足. .交通设施、交通工具、运输需求三者总体上应保持动态平衡并协调发展;城市交通系数( 包括管理)应具有较强的可控制性和对各种内外部变化的调节适应性和自适应性,并具有较高的稳建性和可扩展性。处理事故 和恢复能力较强。抗干扰能力较强、交通监控与调节能力强。 .通过系统自身调节,能在大范围总体上长时间保持经济车速。 东南大学硕士学位论文面向可神续发展的拍市交月系筑.合钾价指标体那第三章抽布交月峨幼甘合评价组标泊娜对所有车主,其运输与管理成本都较低。良好的城市交通系统不仅能够被动适应各种需求,而且还要应当能够起到主动支持和促进社会进步的作用。第二节指标选择方法城市交通系统评价指标要综合反映各子系统的状况。事实上,可选的指标非常 多,由于指标之间存在的相关性和实际工作的要求,有必要对非的指标进行分析筛选,并对指标集合做一定的精简,以满足评价的基本准则和评价指标之间的可比性、协调性、可行性原则。多因素(多指标)的筛选定量方法较常用的有系统聚类法、因子分析法和模糊 聚类法。其中,系统聚类方法是聚类分析中用的最多的。通过引入“欧氏距离”概念,以距离的递推公式合并相近的类。团子分析法则是主成分分析的推广。另一种目前被广泛应用的筛选方法是模糊聚类法。由于我们对事物的认识和判断的不精确性以及事物本身内在的复杂性和不确定性,相比较而言,模糊聚类法具有更大的优越性,因而目前它在工.程实践中的运用最为广泛。第三节指标选择 依据评价指标体系结构和评价指标选择的具体准则和方法,下面对具体的评价指标选择做出说明。一、交通系统建设水平1.城市交通网络建设水平与城市交通网络建设水平相关的因素和待选指标集如表3-1所示。 通过对表中指标的聚类分析计算,发现道路长度和道路面积对指标相关性较好,可从中选取几项指标作为代表。考虑到实践中的习惯性,拟取路网密度、人均道路面积、车均道路面积、亿元产值道路长度为指标。东南大学硕士学位论文面向可神艘及层的拍市交.系吮.冶柳喻指标体爪表3-1交通网络建设水平评价因素集因素集外生变量(主要)1,用地规模2.人口规模3.经济水平4.车辆拥有量内生变量(主要)1.道路长度2.道路面积3.停车场面积4.道路等级质量5.公交线路总长度6.公交车辆保有量7.色灯及立体交叉口数量8.路灯数 }指标集1.平均路网密度2.平均道路面积率3.人均道路长度4.人均道路面积5,车均道路长度6.车均道路面积7.亿元工农业产值道路长度8.亿元工农业产值道路面积9.车均停车面积10.出入口道路等级数量11.人均公共汽车拥有量12.公交路网密度13.公交线网覆盖率14.高级、次高级路面比重巧.各级道路相对比重16.有控制和立体交叉口比例9.大运量轨道系统拥有水平10.对外交通设施水平17各级干道密度18.人均路灯数19.快速轨道交通长度20.港站码头吞吐能力 结合以上关于城市交通网络建设水平的定性定量分析,可以基本确定城市交通网络评价指标:1)平均路网密度; 2)人均道路面积; 3)车均道路面积; 4)亿元产值道路长度; 5)车均停车面积; 6)人均公交车拥有量; 7)公交线网密度; 8)各级道路相对比重 9)平均干道网密度。 这里提出平均干道网密度指标是因为路网密度和干道网密度指标从不同的方面衡量路网设计的合理性,反映了交通活动的空间聚合状况。目前国内城市中普遍有东南大学硕士学位论文百向可持族发展的抽市交月系倪.合钾价指标休东干道网密度低所带来的单位面积交通负荷过重的现象。这两项指标如同人的干动脉和小动脉系统,缺一不可。根据实际调研样本样本资料N=21, a=0.05, RO 0.432,两个指标的相关系数R=O. 174,说明两项指标具有的代表意义,不能互相取代。 这几项指标可以比较全面的反映城市交通设施的数量和质量,以及与该城市城市规模、社会经济发展水平、客运货运交通需求的适应性程度。并且,这几项指标在实际工作中较容易统计收集,有很好的可行性。2交通管控设施建设水平 交通管控设施建设水平以对道路管理设施的评价为主。交通管理设施一般包括标志标牌,道路渠化设施,监控系统、以及相应的信息管理系统和监控中心。其他还有停车设施、行人和公交辅助设施,以及应急设施等。 以往多采用千道号灯普及率和交通标识完兽率表征交通管理设施状况,随着交通管理控制的技术与设施不断发展更新,这两项指标已不足以整体描述交通管控设施建设水平。拟可采用有无判别法,根据《城市道路交通设施设施规范》中相关条款,对设施的情况进行评价。另外可采用人均设施费用和平均路网面积设施费用两项相对指标。二、基本功能目标交通设施的基本功能是集中区域的交通流量和疏散区域的交通流量,加强区域 之间的社会经济联系,满足生产、分配交换和消费各领域的需求,其与社会经济、生产力布局、产业结构、地理区位等因素密切相关。根据交通设施的基本功能和特点,从交通容量、交通质量、服务水平和可达性等方面入手选取较为全面的城市交通系统功能评价指标。1.交通网络容量 对于交通网络容量,主要考虑道路系统的容量.容量分为两部分来衡量:理论总体容量和实现量。1)理论城市道路网容量计算公式为: N_丝L C; k,式中,S;为对象1的有效空间;东南大学硕士学位论文面向可持偏发月的抽市交通系魏幼合钾价抬标休耳T为有效营运时间;q为对象i的时空消耗k,为道路空间利用综合折减系数,k为道路时间利用综合折减系数 2)运输实现量可以通过统计的实际运输完成量,即客运、货运周转量描述.其单位分别为吨(人次)和吨(人)公里。为便于分析和统计.可将客运量折算为货运量,得到总运输量为:货运量=货运实物量+f客运量 周转量二货物周转量+r "客运周转量其中,r为客运人次数对货运吨位的转换当量系数。 除了绝对指标,相对指标也很重要。它反映了城市交通设施利用率的高低,也间接的反映了交通管理质量的优劣。可采用单位路网面积周转量表示。3)满足需求程度 满足需求程度指系统的运输能力分阶段对实际运输需求的满足程度,包括目前的满足程度和未来的满足程度,可用系统的运输能力与实际运输需求量和其预测量之比表示,这个指标反映了各种运输方式满足需求状况及扩大运输能力的要求.4)运输配合程度 运输的配合程度指城市运输系统与其它运输网络的匹配程度。通过合理配合,改善和加强运输网络功能,使各种运输方式结构合理化、科学化。对运输配合程度的评价也反映了城市交通系统的基本功能状况。 运输配合程度包括运输方式自身匹配程度和运输方式之间的匹配。运愉方式自身匹配程度指各种运输方式在运输工具、运输路线、配套设施3方面的能力的匹配程度,以及三这种能力最大者周转量以最小周转量的比值表示;运输方式之间的匹配程度指各种运输方式在各自合理经济运距下完成的运输量的状况,可用各种运输方式非经济运距运输周转量与该方式完成的中运输周转量的比值表示。2.交通质量 交通质量是通过城市交通系统的运行状况反映系统的效率,这种效率和设施建设的合理度及交通管理的科学性密切相关。东南大学硕士学位论文面向可抢峡及晨的抽市交通系坟旅合钾价指标休系第三章抽市交通琢吮惊合讲价指标泊择1)可达性城市交通网络的可达性是城市交通网络合理性和运输效率的重要评价指 标。它的含义非常广泛,严格来说它除了时空意义上的可达性,还有社会学和心理学上的可达性。因此我们针对不同的考虑对象,提出了几种可达性指标。A.可动性指标:针对各区居民的日常生活和工作出行。物理意义:第工区居民出行最段平均距离和最短平均时间。 S;=叉Se城/艺My,一少-]式中,出行距离矩阵M:OD出行矩阵。T,=ITYMYI-MyY,一1习式中,T:出行时间矩阵;其他同上。B.易达性指标:针对市中心等重要交通集散地的吸引力。物理意义:城市各区居民道城市某一区的最短路程加权平均值和所用时间的加权平均值。S"j=IS" M,lIMyr=1 r-1T"j一艺Tumv/艺my:=1 r.1式中,S"j或T"j为i区的易达性指标;其他同上。C.通达性指标:针对全市居民总体可达性。物理意义:城市居民出行最短平均距离和平均耗时。 =Y-- YSIM" /-Y-Y Ml伸.了=1J一,-T一艺艺Tumv l艺艺My,.1 r=1=1 i=1D.出行效率指标:反映道路网的性能,评价值越小越好。物理意义:各小区东南大学硕士学位论文面向可材簇盆月的抽市安月暇鱿第三章桩市交月不旅株合钾价指标选拓间最短出行距离和最短出行时间的比值。KE二艺艺s,艺艺To2)交通拥挤度描述交通拥挤程度的指标也很多。以往常用单个路口的延误时间变化、路 段行程时间变化来衡量交通拥挤的程度。但交通运行特性研究表明,单一延误的变化不能完全表述问题的关键。实际运行中,延误大小与停车次数的影响并非成正比关系,从经济角度看,时耗、燃油消耗、路面轮胎和机构磨损等都是以延误和停车次数为自变量的函数。因此,选用延误和停车率的一项综合指标作为受阻程度的指标更为合适。A.关键路口(段)综合指标计算公式如下:PI =f,L+f,D+f,H式中PI:关键路口(段)综合指标;L:路段上的行程长度与交通流乘积(辆*公里/小时): D:交叉口总延误(辆*小时/小时): H:每小时所有车辆完全停车次数总和(辆次/小时) ;f, , f2, f,:分别为正常行驶、减速、及完全停车状态下的单位指标。若以车辆然油耗量为效益指标,阿克赛立科建议值为:f, =0. 08-0. 12(升/辆*公里)f 2 1. 50飞.40(升/辆*公里)f , 0. 01-0. 04(升/停车量次)B.关键交叉口综合指标 由于对整个网络做交通调查工作量较大,为节省工作量,实际操作中可以以关键交叉口的综合评价值作为交通质量的指标值。对于交叉口而言,第一项接近为0,又由于延误和停车次数这两项指标对灯控交叉口信号有着不同性质的影响,指标计算公式可采用简化公式。计算公式如下:PI=D+m*H 其中PI:关键交叉口综合指标;D:交叉口总延误(辆*小时/小时); 东南大学硕士学位论文面肉可持艘盆月的拍市交通系晚旅合评价指标体系第三章每小时所有车辆完全停车次数总和(辆次/小时);为停车次数的补偿系数,m=20-600C.衡量路网综合拥挤程度指标的公式如下。却艺di"9;尸尸=卜.一.艺艺气*9j1一.艺 + 兮艺9j卜卜其中,即一路网综合指标:di 一路网中I路口(段)车辆平均延误;hi 一路网中I路口(段)所有车辆停车率;t i-I路段行程时间。3)安全性:一般交通安全评价的指标包括万车事故率、万人事故率、万车事故数、 万人事故数,这几种事故指标分别从车和人两方面评价了城市交通网络整体的交通安全状况。理论上,用人口事故指标评价交通安全状况不及车辆指标合适,因为车辆构成及其在道路空间上的分配与交通事故的发生有着更直接的联系。根据同济大学徐循初教授对四个指标所作的相关分析。取样本N=36, a=0.05,贴。.325,相关矩阵如下表:R;;万人万人万车万车平均相关系数(R)事故数事故率事故数事故率万人事故数10.7340.7020.2720.569万人事故率0.73410.2810.3730.463万车事故数0.7020.28110.6130.529万车事故率0.2720.3730.61310.419从表中可以看出万车事故数与万人事故数以及万车事故率与万人事故率指 标各自的相关系数R,和Rt。均大于Ro,说明车辆事故指标对人口指标具有密切的相关代表意义。而且两个车辆事故指标的R也大于R,说明两者可以相互取代。参考国外经验,选取万人事故率为交通网络总体的事故状况表征指标。 考虑到城市交通中干倒交叉口在分流和集散中的重要功能,有必要选取交叉口流量为基数的交叉口事故率用于局部的安全状况。东南大学硕士学位论文面向可特鹅炭月的们市交月万吮臼含切喻指标林不第三章核市交通系统峥合评价指标选杯综合事故强度从事故的性质方面的重要评价指标。 这些指标的高低也从另一个方面体现着交通法规的完整性以及交通管理技 术的运用合理与否、交通安全设施的的完善情况等。A.道路网络交通事故指标万车事故率=一年内该地区事故数总和/该地区的机动车保有量(万车)*10000B.交叉口计算公式交叉口事故率=一年内该地区事故数总和/ 4小时流入交叉口的交通量*2740C.综合事故强度指标M-10,式中。K:死亡强度指标:M:当量死亡人数; C:当量汽车数; R:人口数: L:道路因素; 当量死亡人数二死亡人数+ +R,重伤人数++R2轻伤人数十损失数;当量汽车数二汽车+R ,机动车+R,自行车+R5蓄力车;R, 为换算系数。4)服务状况: 交通系统的服务状况,一方面是交通服务质量,一方面是运输质量。交通质量可以通过服务水平表达。运输质量通过一般客运和货运的服务质量描述,由于公共交通在可持续发展的交通系统中的特殊地位,公交服务质量将作为运输质量中的一部分给予考虑。A.交通服务质量 服务水平可用来度量道路使用者在速度、舒适、方便、经济和安全等多方面得到的服务程度,鉴于道路交通是城市交通系统的主体,可以它认为是一合适的指标评价交通服务质量。影响服务水平的因素有很多,但最主要的是V/C和平均行驶车速。参考 东南大学硕士学位论文面向可神映发月的第三章拍市交粗系吮蛛合评价指标泊钾国外经验,采用下表所示的服务水平划分标准。表3-2服务水平与V/C对应表 服务水平VlcA级<二。.40B级0.40 ̄0.6c级0.60 ̄0.75D级0.75 ̄0.90E级0.90、1.00F级>二,.00B.运输质量是对系统的运输作业完成效果的评价指标,主要通过安全性、准时性和质量性3个基本指标表示。安全性可以用每万吨公里货物损失率和每万人次旅客伤亡率来反映;准时性可通过运输正点率来衡量;质量性质在运输过程中超出正常的自然损害率的人为造成货物损坏的程度,可以用单位时间运输纠纷索赔率表示:C.考虑到我国人口密度大、城市用地紧张的特点,笔者认为有必要将城市交通运愉系统中的公共交通系统服务质量作为一个特殊的单元单独加以处理。 公交服务质量是一个综合性的指标。它具体包含有以下六个方面的内容:方便性;迅捷性;准点性;安全性;经济性和舒适性等。方便性特指乘行方便。其基本内容包括:线路网布设的合理性、线网密度的高低、换乘系数的大小、发车频率的高低、站点设置的合理性、大的工业区和住宅区是否有多个方向和不同功能的公共交通线路、不同容量的出行需要。从根本上来说,对方便性影响最大的是线网密度及发车频率这两个因素。迅捷性主要是指运营速度,即公交车辆在各站点之间的运动车速。当然,如果就大的公交系统来说,还应包含转乘线路、转换公交工具时的迅速程度。此外,每趟公交车辆的出行时间〔由起点至终点)、行车间隔(即前、后两趟公交车的发车间隔时间)也是构成迅捷性的重要内容。准点性一般地以准点率来表征,即是指运营车辆正点运行次数与全部行车次数之比。影响准点率的因素除去自身因素之外,还包括外在的行车环境,如道路状况、路口阻塞程度、是否有专用车道等等。舒适性为乘客乘车的舒适程度,公交企业应尽可能最大限度地减少乘行途中的疲劳。其具体内容应包括:乘客占座率、拥挤程度、车内气温以及公交车辆的行车平稳性等等。在实施评价时,可使用“主要线路最高满载率,,这一概念。安全性主要是东南大学硕士学位论文面向可抽伯盆且的拍市交月系旋林合评价指标林燕第三东抽市系倪.合钾价翔行洁挥指公交车辆在运营过程中行驶的安全程度。一般以行车百万公里发生的事故次数来衡量。经济性主要是指对乘客而言的。对乘客来说.合理、便宜的票价,是公共交通吸引乘客的主要因素。具体地,可以用“客运费率”(即乘客每百公里车票费用与该地区平均月收入之比)来衡量。总结以上内容,这六方面的评价指标分别如下:方便性:线网密度换乘系数(km/km2)—分母指城市建成区面积;迅捷性:运营速度(km/h)、出行时间(min)、行车间隔(min);准点性:准点率(%);安全性:事故率(次・万公里);经济性:客运费率(%);舒适性:主要线路最高满载率(%)。三、经济目标 经济效益指标反映交通运输系统拥有的经济量及其占用和消耗的劳动量与形成的有用成果之间的关系,这是评价系统运行状况及其规划和建设项目的重要指标。经济目标的评价因素如下表所示。表3-3经济评价因素表 1.设施人均投资额2.设施投资额占GDP比例4.投资回收期评5.内部收益率价6.费用一效益比指7.扩大内需标S.促进经济结构调整9.促进资源开发10.增加国家税收考虑实际工作中资料的可收集性和方便性,主要以以下三个方面的评价为主。 济经3.成本1.资产拥有量 资产拥有量反映系统占用的物质数量,主要由运输工具、运输路线和配套设施的资产数组成。2.运营成本东南大学硕士学位论文面向可特续发月助拍市文月系倪峥合钾价指标体东第三章撼市交翔系坟幼食钾价指标选娜 运营成本指系统在运营中的物化劳动和活劳动的消耗量,主要包括营运费用和折旧。营运费用包括工资、能耗、维修费和管理费等;折旧包括固定资产在运输生产过程中的损耗,可以用单位周转量平均折旧表示。3.运输收入 运输收入指系统获得各种资金回报的状况,可用营运收入、利润率和内部收益率反映。营运收入主要为系统收取的运费,是运输完成童的价值形态。反映了满足运输需求的另一个侧面;利润率指净利润与营运收入的比值,反映系统的盈利状况;内部收益率从动态的角度以资金的时间价值出发,考察各种运输方式的营运效果,是进行行业评价的社会评价的重要指标。4广义经济效益交通运输系统除了系统本身的财政状况,另一重要的经济评价内容是其社会经 济效益,例如节约的出行时间的效益、节约的出行距离的效益和山此减少的环境污染的效益等等,鉴于这些指标值很难量化,不在经济目标中不做具体的分析,可通过社会目标的评价指标体现。四、社会目标社会目标的考虑因素如表3- 40表3-4社会目标评价因素。习力勺3加强民族团结4加强国防建设集5.提高居民生活质量6促进科技发展社会效益指标从对经济发展的贡献和提高人民生活质量的角度来描述市内交通 运输系统与周围环境的关系。畏醉 zc二玉叹vi 八廿卜 社之L促进经济发展2.交通效益分配均等性1.对经济发展的贡献对经济发展的贡献主要是从对国民收入增长的贡献和对科技发展的作用两方面 来反映。 对国民收入增长的贡献按每百元交通运愉投资带来的国民收入增长量来计算。这里的国民收入增长量包括两部分,一是交通运输投资直接带来的对经济的拉动作用,二是由交通系统引起的广义经济效益,如节约的时间、能源等带来的隐性效益。东南大学硕士学位论文面向可神族发展的抽市交月系旅峥合钾价指标休双娜三章拍市交月系旅幼含钾价指标漪钾2.对科技发展的作用 对科技发展的作用指推动科技发展、促进运输设备制造业及相关工业发展的程度,由于较难具体量化,可用模糊评分法做量化处理。3.提高生活质量系统在改善生活质量方面的作用可从方便性、公平性、经济性和舒适性等角度 进行分析。公平性指人们通过系统实现出行和办理相关运输时享受的服务的平等程度。经 济性指人们通过系统实现出行和办理相关运输时的费用是否合理.方便性指人们通过系统实现出行和办理相关运输的便捷程度。舒适性指运输系统为出行者提供的环境是否安静、舒适、卫生等,以及相关服务的齐全、周到状况。这几个指标做具体的定量计算比较困难,可采用测评值作为评价指标。五、环境目标环境目标指标反映系统对环境和生态循环的影响.主要评价因素如表3- 5所示。表3- 5环境目标评价因素1.土地占用量2.能源消耗量3.钢材消耗量4.木材消耗量5.其他消耗量资源1. Cq排放量2. CO排放量坏境评价因素集大气环境3. N,。排放量.4NO,排放量 5. THC(总烃)排放量6. TSP(微粒)排放量1.自然保护区2.自然景观3.文物古迹文化环境1.须保护的地下水2.须保护的地表水水环境3.河流泥沙沉积4.河流走向改变5.河道压缩6.泛洪区的保护东南大学硕士学位论文面自可持艘发班的幼市交月系挤旅合评价指标体系第三章抽布交通系旅抢合钾价指标进娜(续上表)其他1.噪音2.震动3.光污染环境评价因素集生态1.湿地损失量2一般性植物3.濒危植物4.一般陆生动物5.濒危陆生动物6一般水生动物7.濒危水生动物s.引进的植物对本地植物的影响9.引进的动物对本地动物的影响1.资源利用资源利用指系统在建设和运营过程中占用及消耗的各类资源的数量.可从土 地、能源、劳动力三个方面来考虑。1)土地占用指系统在建设和运营过程中占用的土地量,用年单位周转量占用 土地面积表示: 2)能源消耗指从建设到运营全过程中的直接能耗和间接能耗,可将各种能源转换为标准煤吨数,用单位周转量用标准煤吨数表示: 3)社会劳动消耗用单位周转量占用劳动力数来表示。 2.环境与生态城市交通系统对居住环境的影响主要以噪声和气态污染物排放量来衡量。 1)目前噪声的测定多用A计权网络,因为该方法测量较为方便。另外用A计权声级表示噪声的大小比较接近人的主观感觉。城市噪声通常用累积分布 声级和等效连续声级表示。 累积分布噪声包括L10, L50, L90e L10:表示测定时段内有,0%的时间超过此声级,代表了噪声的平均峰值。L50:表示测定时段内有50%的时间超过此声级,代表了噪声的平均噪 声值。L50与车流量的相关性比较好,能够客观的反映噪声的平均水平。 L90:表示测定时段内有90%的时间超过此声级,代表了噪声的本底噪 声值。 东南大学硕士学位论文面自可井艘盆皿的柱市交通东旅的冶胡喻抽标林系井三章 我国采用等效连续声级Leq作为噪声评价标准,表示该测定时段内测量到的各个声级能量相等的稳定值。考虑到操作的习惯性,评价指标以等效连续声级Leq为准。2)气态污染物排放总量的经验计算公式如下:鱿-L,・ D.珠・汽.T,・ R,・DN:・ 10-6Q二I Q;=式中,EF,:第i种车型在实践运行工况下的污染物排放率;L; :第i种车型耗油量;D:汽油密度; v ,:机动车保有量;F, :第i种车型所占比例;不:第i种车型车辆年均行驶里程: R; :第i种车型车辆在计算区域种的分布系数:DN; :第i种车型车辆的昼夜运行系数;9:第i 种车型车辆在R,区域中的年均污染物排放总量;Q:机动车在全区域范围内的污染物排放总量。 评价指标可通过单位周转量的污染物排放量表示。 3.社会环境 城市交通对城市文化的影响难以用定量公式计算,但可以通过调查方法,以测评结果为评价指标。4.生态环境生态环境评价主要考虑对动植物物种的影响。可以以专家给定其在物种保护环 节上的评定值,作为评价指标.东南大学硕士学位论文绍三章拍市交月系第四节城市交通系统综合评价指标汇总在以上基础上,总结城市交通系统综合评价指标体系如下表。表3-6城市交通系统综合评价指标汇总平均路网密度人均道路面积车均道路面积亿元产值道路长度车均停车面积人均公交车拥有量公交线网密度平均干道密度各级道路相对比重设施测评值人均管理设施费用单位路网面积管理设施费用交通系统建设水平交通网络建设水平 规模绝对指标交通管理设施建设水平相对指标可动性指标易达性指标通达性指标东南大学硕士学位论文城市交通系统可达性交通拥挤度出行效率指标路段综合指标交叉口综合指标网络综合指标 理论计算值实现盆统计值需求满足度运输配合程度基本功能目标交通容量运输方式自身匹配指标运输方式间匹配指标万车事故率百万交通流量事故交通安全 网络事故率交叉口事故率综合事故强度指标(接下表)面向可神艘盆月的绷市交纽爪旅篇三幸拍市交通不吮娜合钾价指标油拓网络服务质量基服务水平 安全性一般客运、货运服务质量质量性方便性迅捷性本功育旨目交叉口服务水平路段服务水平万吨公里货物损失率万人次旅客伤亡率单位时间事故索赔率准时性}}准点率标公交服务质量准点性安全性经济性舒适性线网密度、换乘系数运营速度、出行距离、行车间隔 准点率万公里事故率客运费率主要线路最高满载率城社又肠2二促进经济发展市交通单位交通设投资提高国民经济增长量 系统可持续目标促进相关科技发展 模糊定量指标方便性舒适性经济性公平性评测值提高生活质量运输工具资产数一}经资产量济可运输线路资产数配套设施资产数营运费用成本折旧营运收入收入利润率内部收益率土地单位周转量占用土地环资源消耗一般资源单位周转量消耗标准煤境劳动力单位周转量占用劳动力可持噪音等效连续声级环境污染续气态污染物单位周转量污染物排放总量目评测值标社会环境影响生态影响专家评测值城市交通系统综合评价指标具有多层次性,涉及面较广,量化手段复杂,应该 持续目标营运成本承认延用一些常规手段和方法对整个系统指标做出选择,指标相互之间可比性不是很强,应用中仍避免不了评价过程中的随机性、评价专家主观上的不确定性和认识上的模糊性。下一章中将对一种可运用于评价指标选择的新方法进行讨论。东南大学硕士学位论文面肉可神鹅宜月的拍市交月系杭株合钾价指标林系绍三幸桩第五节面向可持续发展的评价中值得注意的问题 1.可持续发展是发展,同时是持续的。实施可持续交通综合评价中切勿走极端:我们既不能为了发展交通而破坏环境,也不能为了单纯保护环境而不发展交通。从经济角度看,应当使得总成本降到最低,而最优解总是位于两个极端之间,任何极端的评价和规划措施都是不正确的。 2.根据不同的发展阶段决定具体评价策略:可持续交通发展战略是一个含义很广的概念,在具体实施时,一定要根据不同地区的具体特点和所处的发展阶段来确定具体的发展目标和策略。可持续交通发展战略是一个多目标的体系:指标体系应能反映流动性、可达性、环境保护、减少成本、安全性、公平性、用户满意程度等特点。要根据具体的目标体系,有侧重的进行评价、规划。 3.公平和效率问题:可持续交通发展战略应当遵循以下的几个原则:社会平等、经济繁荣、环境质量.但是目前为止,规划界对公平和效率问题尚未达成共识,比如说,拥挤收费可以有效的降低交通拥挤,从而提高交通系统的效率。但是,许多研究证明,拥挤收费可能会导致间的不公平。穷人可能成为拥挤收费的受害者,而富人可以得到更多的好处。对于交通系统的效率和公平性的评价如何处理仍将是一个值得思考的问题。 4.发展公共交通:由于我国的步行和自行车出行在总出行量中占了很大的比例,我国在降低交通需求量需求措施的许多方面事实上已经走在西方国家前面,尽管是出于实际考虑的必须选择,中国的发展将是以公共汽车、地铁的等大运量交通工具为主,小汽车为辅的多运具城市交通系统。在不发达地区,除了增加交通供给外,更关键的问题是加强交通管理。所以在评价指标体系中有必要给公共交通和交通管理系统给予更多的重视。东南大学硕士学位论文面自可特鹅盆层的抽市交月东杭旅合钾价翔标林系第四章粗抽维方法在相标洁钾中的应用第四章粗糙集方法在指标选择中的应用第一节粗桩集方法简介 当需要评价的系统的信息充分并且精确时候,系统结构就可以通过计算机程序用一系列定义准确的描述出来。但事实上,这种情况相当少。我们所获得的信息往往不充分,甚至不准确。系统的一些定性指标的评价往往是基于专家系统、问卷调查的基础上的。这些方法对于定性评价指标来说不失为一种有效的方法,可以得到对评价对象的总体把握。但是这对于体现评价本身的功能目标来说是不利的。评价的功能目的是服务于规划建设的,所以如果能将定性指标定量化这对评价工作来说将是十分有意义的。我们希望通过定量指标合理科学的表达系统的特性,体现决策的根本思想,或者说能够体现定性指标最重要的特性。为此新的数学工具不断被引进,新方法也多种多样。 从1982年Pawlak提出了粗糙集的概念,这一新工具随即被应用于人工智能问题的研究中。粗糙集提供了一种研究非精确、非完整知识体系下的认识问题系统解法。除了粗糙集决策方法,Wong和Ziarko于1986年提出了粗糙集的另一分支一可能性模型。可能性模型的主要优点是提供了研究表述决策性系统和非决策性系统的统一方法.这一方法可用于各个领域,在交通系统的综合评价中亦有着很高的使用价值。 下面对粗糙集的定义及基本运算规则做简要的说明,并简单介绍一下粗糙集中的可能性方法和决策方法,并对这两种方法及其在评价中的运用情况进行比较。第二节粗粉集的代数形式(决策性方法) 若U代表一有限的事物集合,RcUxU是U上的等价关系。A= (U, R)被称为一近似空间。若((u, v) eU,且U, VER,我们称u, v在A上相关,R被看作一不可辨识关系。 令R`={X X...... X沙代表等价关系划分的区域.这里x:是R的等价等级。那么。对任意子集XcU,我们可以如下定义近似空间A= (U, R)上X的下近似空间A (X)和上近似空间A (X):A(X)二U X,x, sx东南大学硕士学位论文面向可持簇没月的抽市交月系幼件合评价指标体燕第四幸粗甘集方法在指标活井中的应用A(X)=U XIX,nX*O也就是说,A (x)是A中所有被x包含的元素的集合,而A (x)是A中与x的交集非空集的x;的集合。给定一子集xcu代表某个概念,我们可以在近似空间A= (U R)定义如下的三个区域:1.鑫(X)被称为A中的x的正区域P OSA (X),2. A (X)-A (X)被称为A中的x的边界区域BND, (X);3. U- A ( x)被称为A中的X的负区域NEG, (X). 因此,假设属于等价关系R的某事物是不可辨识的,那么就很难确定它是否处于x的边界区域。换句话说,如果BND(x) *PJ, x中的事物的特性是不明确的。我们可以说集合x在A上可定义:否则,X如果BN氏(x)二0(或A (x)越(x)),就是一不可定义集合,或者说是粗糙集。注意:任何可定义的U的子集都可用A中的元素集描述。共有以下四种粗糙集的定义:1.如果鑫(x) #0J, A (X) #U, X集合是粗糙可定义的:2.如果立(X) #0, A (X) =U, X集合是内部可定义的;3.如果A (X) =0, A (X) xU, X集合是外部可定义的;4.如果A (X) =fly, A (X) =U, X集合是完全不可定义的。显然,每个有限的元素集合在近似空间A= (U, R)中是可定义的。集合DEF (A)代表A中所有可定义的元素。另定义一拓扑空间几二(U, DEF (A)), X集合上上近似和下近似可以分别被看作是拓扑空间TA的内部函数和外部函数。 粗糙集最直接的应用是在人工智能系统中,用于确定某一给定事物集合能否被一些选定的特征(指标)描述。这样的一个知识认知系统(KRS) S= (U. C, D, U,P)可如下定义:某一事物集合;条件特征集合;东南大学硕士学位论文第四宋粗拍典方挂在指标透杯中的应用D:运行特征集合;P:UXF-V是信息函数,其中F=CUD, V=U.,戊。,v、是。EF的分布域。注意:对于每个uEU, aEA函数A。: F--V定义为P。(a)=A (u, a).拟定一知识认知系统如下表所示。在空间U=( U Uz,…,U口中,我们对这一 事物的信息通过条件特性集合C={网络可达性,网络饱和度,平均车速}和决定特性集合D=笼舒适性,公平性}来确定。各个特性的的值域如下:V可达性抓低,中,高} V M63IVIR月低,中,高}v平均辘二{低,中,高}v舒适性钊低,中,高}v公平性={低,中,高}表4-1某一知识认知系统UCD系统U,Us网络可达性网络饱和度低中低中低高平均车速舒适性中公平性低中低高中低低高低中中高高高中高高中高中U3U4U5UeU,U8高中中低高高低中高高低中中特性的性在识别过程、专家系统和决策理论中具有重要的意义。因此,对 知识认知系统进行研究的一个要点是:研究条件特性与函数特性之间的性。以上面的表格为例,我们现讨论究竟什么条件特性决定了舒适性和公平性,而 什么是无关的条件特性。东南大学硕士学位论文,向可神峡及月的抽市交月系魄旅音仲价指标体系第四宋粗粗集方法在抽标地杯中的应用在一个知识认知系统S= (U, C, D, V, P)中,对条件特性C和函数特性D的任意子集G,我们可以这样定义U上的一个等价关系G:对于任意gEG,有(u工,u户e G iff p (u,, g)任P (u;, g)一个知识认知系统( RRS) S= (U, C, D, V, p)中,令Ac_C, B_cD,V= (X, Xl,…,X) , B'= {Y, Y...... Y}}代表由等价关系A, B划分的U上的区域。一个很重要的问题是A`能在什么样的程度上刻画B'。显然,这种近似的程度要取决于A和B的两个特性子集。A= (U, A)上,可以如下建立区域B' 利用上近似和下近似的概念,在近似空间的正区域、边界区域、负区域:POS ,,(B’ 廷(Y1),Y}UEB=U一UA NEG,(刀‘)(Yj)Y,ea BND A(B' )=U. (A(Yi)一丝(Y,.))0‘、(B)二} POS,, (B') I/IUls 1Y,eB 在粗糙集的概念上,我们定义一个可能的量度B对A的相关性的方法: 这里日代表一个基集。当B与A完全相关时,Y e (B)=1;当B与A粗糙相关时,O<YA (B) <1:当B与A完全不相关时,Ya (B) =0a B与A的相关关系可表述为A一2‘)B-->。例如,从上表我们可以得到: { 网络可达性,网络饱和度,平均车速卜巴三今{舒适性}{网络可达性,网络饱和度,}一丝今笼舒适性}{网络可达性}一03.75 1{舒适性} 这意味着在这个知识系统里,条件特性网络可达性,网络饱和度。平均车速还不足以确定各种情况下的舒适性。另外一点是平均车速这一条件特性对于决定舒适性这一特性完全是多余的,因为将它取出之后.只是系统中函数特性与条件特性的相关性没有任何改变。下面我们讨论相关概率。东南大学硕士学位论文一个知识认知系统(KRS) S= (U, C, D, V, P)可被看作是一个决策表,其中属性C规定了对被D指定的决策的条件。一个决策表可根据依赖度Yc (D)的不同,划分成几种类型:1.如果Y c (D) =1。S是决定论的;2.如果。<Y c (D) <1, S是粗糙决定论的;3.如果Y c (D) =0, S是完全非决定论的。在决定论情况下,每一个行为都被一个特定的条件规定;而在完全非决定论下, 给定条件下,可以有很多种可能的行为。 任意的决策表都可以被水平分解为两个子表,即一个是决定论的,一个是完全非决定论的。仍以表4-1为例,POSE, (D) =(u3,uub,u,l>BND, (D')={ui,uz,us,usl。CAD落在正区域POS, (D')中,C-L4D落在边界区域BND,, (D),表4-1就可以被拆分为两个子表一表4-2和表4-30表4-2决定论因素决策表 UCD系统U,U,U,网络可达性高高高网络饱和度低平均车速低舒适性公平性高中U,}}中中高中}低l低中高高中高中高表4-3非决定论因素决策表UCD系统U,U,U,U,K!络可迷性中低中低网络饱和度低中低平均车速高中高舒适性中高低低公平性低高高中中中东南大学硕士学位论文面向可特续发月的绷市交洲系鱿旅合钾价指标休万绍四幸粗粗集方法在指标诊择中的应用为消除多余的特性,简化指标,我们需要消除多余的特性。在一个知识认知系统((KRS) S= (U, C, D, V, p)中,我们通过特性值C来描述一个事物。如果C中的某些值不能提供描述事物的信息,那么它就是多余的。令B cC为条件特性的一个非空子集。如果存在一个合适的子集B cB,使B =B,我们说B是特性的一个相关集合,否则B是一个集合。如果B是条件特性的极大集合,那么B对于C是多余的。一般可定义一个甚至多个C的多余特性,这些C的多余特性的集合用RED (C表示。用正区域的概念,我们可以把上面的定义衍生到函数特性D中。如果存在一个 合适的子集B' cB,使POSe, (D') = POSB (D'),我们说B(_C是与D相关的一个相z关集,否则B是与D相关的一个集合。如果B是与D相关的条件特性的极大集合,那么B对于C是多余的。一般可定义一个甚至多个的C的多余特性,这些C的多余特性的集合用RED, (C)表示。对于任何C的剩余或者相关归约C, C一 I )D也意味着C -I }D。有了这些概念,我们就可以很容易的简化一张决策表而不丢失任何信息。继续上面的例子:可以推知C: {网络可达性,网络饱和度}是知识认知系统中C的相关归约。将原表简化为表4-4。值得注意的是C可能有一个以上的剩余,所有C的归约的交集定义为C的核。CORE(C)=门B若有一特性aeC,如果对于C. =C-1a), Ca x C,则a不可缺少的特性。C的核也就是所有不可缺少特性的并集。类似的,可以定义C的与D相关的核。若有一特性aeC,如果对于Cg C-(a} ,POSc_, (D') x POSE (D),则a是与D相关的不可缺少的特性。C的与D相关核也就是所有与D相关的不可缺少特性的并集。在一个知识认知系统中可以很容易的计算出核,也就是我们要找的关键指标.东南大学硕士学位论文西自可神族发月的拍市交通京倪蛛合钾价指标体系挤四章表4-4简化的决策表U(1D系统U1UzU3U,UsUeU了u日网络可达性中低高中中高高低网络饱和度低中低中低高中中舒适性中高高中低高高低公平性低高中高高中高中第三节粗橄集的概率方法 决策性方法的一个缺点,就是它不能处理信息不完整情况下的分类问题。这是因为这种方法忽略了信息系统中的概率信息。第二种方法就是从这一角度出发。将概率信息利用到粗糙集的算法模型中来。给定一有限事物集合U, U上的等价关系R,和U的子集的。代数上的一个概率量度P,可以定义一个三维概率近似空间A,, AN <U, R, P>o这里每个U的子集代表一个描述某一概念的随机事件。 我们的主要目的是通过一系列已知概念x, (1=1, 2, ...n),等价类别R在A,中定义一概念YEU。令P (Ylx;)代表在事件x条件下Y事件发生的概率。换句话说,P (Ylxl)是一随机选定的事物,具有概念x属于概念Y条件的概率。有了这些条件概率,我们就可以定义Y在ap=(U, R, P>中的上可能性近似不(Y)和下可能性近似Ap (Y):P(YI戈)>112AP( 均=U X;AP (Y)=__日X;P(Y I X,介112 应注意,上述定义与Bayers决策过程一致。与代数粗糙集相似,可以把近似空间Ap划分为如下的三个区域:东南大学硕士学位论文面肉可拍艘及月拍拉市交月东魄娜合评价指标件系挤四t的应用工・POST (Y) = AP (Y)2. BND,,r (Y)二AP (Y)一AP (Y)=UX,P(Y l x, hl r1P(Y7价) =1123. NEG, (Y)=U一AP(Y)= UXI如果一事物属于POSH ,均或者NEG,,均,就可以确定它在统计意义上满足或者不满足概念Yo当它处于BNDA,均就很难判定该事物与概念Y是否匹配・如果BNDA,(均=。(或Ap (X) =A (X)),我们说概念Y在概率近似空间A,上统计可定义;否则,x就是统计不可定义集合,或者说是粗糙集。注意:任何可定义集合都可用A,中的元素集描述。共有以下四种统计粗糙集的定义:1.如果丛(X) 0, *A, (X) AJ, Y集合是粗糙可定义的:2.如果少(X) #0, A, (X)=U, Y集合是内部可定义的;3如果丛(X) =0, A, (X) *U, Y集合是外部可定义的:4.如果少( x)) =0, Ap (X)=U, Y集合是完全不可定义的。与上面的代数运算公式相比,统计粗糙集不能形成一个拓扑空间,这是因为对 于任意的两个概念X, Y, AP(X)v豆,(均= AP (X v Y)不一定落在概率近似空间内.这里定义的随机事件统计相关性与通常我们在概率理论中所熟知的统计相关性 有很大差异。在一般概念里,如果两个随机事件E,,如果对于E,有P ( E, IF,〕二P(E,),我们说这两个事件是相互的,即事件E,出现的概率不受事件E:出现的概率影响。类似的,两个变量的性可以通过考虑A变量的值所对应的事件是否基于B变量的值。如果以上等式条件不能够被随机变量的某些值满足,那么这些变量就是相关的,其相关程度可以通过回归分析得到。这种随机变量的性定义的关键是对概率分布的要求。换句话说,第一个变量影响第二个变量值的条件概率分布总是与非条件概率分布相同。但是.当在寻找可以合理的归纳出函数(或者部分函数)性的统计性时,这种性含义是没什么用处的。如果两个变t之间存在函数相关性反映了我们在己知第二个变量的值的情况下决定一个变量的值的能力,那么采用常规统计性就是完全错误的,因为我们很容易构造一个例子:东南大学硕士学位论文砚向可特续没月的城市交月系魄峥冶切喻栩标体系绍圈幸两个变量在函数意义上相关,在统计意义上相互。所以,就需要一个新的相关性量度,比方说信息相关,去定义那些混合统计具备生成函数相关性的能力。 这一部分我们研究统计信息相关性与算术相关性。信息相关性的想法引出了一个新的对概率近似空间中的概念的定义方法。更重要的是,它为知识认知系统中的代数相关性和统计相关性提供了一种简单的解释方法。假定存在一定义在U的子集的。代数上的概率量度P。我们将U的任意区域看作一随机变量。令x'-{x,, x2,二,x.1和Y'= {Y,, Y2>.,Y.3代表分别由U上的两个等价关系X和Y导出的区域,按照信息理论,正规的消函数H *xI-Y()可如下定义当H(Y'IX)=一艺P(1; I Xi) log P(Y;!X;)H(Y' IX')=艺P(X,)H(Y' IX, )Ilogm这提供了一个度量Y对x的信息相关性的可能的方法。函数H( Y' I X')满足一下重要特性:.U‘H(Y'!X') 51。2.当且仅当H(Y' I X')=0时,区域Y与区域x函数相关。3.当且仅当H( 犷IX')=1时,区域Y与区域x函数,这样,以上定义的墒函数提供了一个对在概率近似空间里的一个概念或一个概 念集合的不同的可定义程度进行度量的方法。给定一概念Y, _cU,在概率近似空间 A,二(U,R,玛,我们可以在U上定义一区域Y' _伙派=U-Y,}。显然,摘H(Y' I R')提供了一个区域R'二{XX},.,戈}对概念Y的刻画程度的总体量度.有意思的是H(Y' I R')是Sayers分类误差率的上界,即:客P(X,)max(P(Y,,二),P(Y2,二,,S}H(Y'IR.)东南大学硕士学位论文第四章当且仅当H(Y'IR')=0时,概念Y,在A = (U, R)上是可定义的,当且仅当H(Y' I R')=1时,概念Y,在Ap =(U,R,P)上是完全不可定义的。信息属性相关性实际上也就是上面提到的区域相关。令A'和B'代表知识认知 系统S = (U,C, D,V, p)中任意特性子集划分的区域。集合A和集合B信息相关的程度可通过嫡H(A'!B')度量:依然以表4-1给出的知识认知系统为例子,考虑条件属性C=笼网络可达性,网络饱和度,平均车速}与){舒适性、公平性}的信息相关程度。计算可得:H(D' I C')=0. 215,这说明C与D之间有很强的联系。与代数形式的粗糙集相仿,我们可以在信息相关的基础上定义统计意义的归约和核。如果S中条件属性的一个子集AcC,存在适当的子集BcA,使得H(A'}B')=H(A' I A'),我们说A是统计相关集合,否则A是统计集合。1.归约:C的统计归约K是条件属性的最大统计子集。C的所有统计归约可以表示成SRED (C)。条件属性的一个子集A二C,如果存在合适的子集BcA,令H( D'IB')二H(D'IA'),那么^在5上与D是统计相关的;否则,A是在S上与D统计的集合。 2.相对归约:C的统计归约K是与D相关的条件属性的最大统计子集。C的所有统计归约可以表示成SR% ( C )。存在一属性c 如果c是CH(C'I (C一{c))')=H(C' I C),那么。是C中统计多余的;否则,中统计不可缺少属性。类似的,如果H(D' I (C-(c})')=H(D' I C)那么 属性c是c中与D有关的统计多余属性,否则,c是C中与D有关的统计不可缺少属性。 3.核:统计核是所有统计不可缺少条件属性的集合,也就是所有统计归约的东南大学硕士学位论文面向可持艘盆展的拍市交月系晓.合钾价指标休系伟四幸粗粉维方法在指标选娜中的应用交集:SCORE(C)=nB召.习钻D( c4.相对核:相对核是所有与D有关的统计不可缺少条件属性的集合,可以被写作所有C的相对归约的交集:SCORED(C)二在一个知识认知系统中找到一个归约是比较简单的。在很多概率归类问题中,为简化决策规律,往往需要一个最小归约,因为在每个归约中都有核,所以从核出发搜索归约是比较方便的。例子:从表4-1的知识认知系统中,可以得到H(D'I(C一{网络可达性})’)一H(D'IC')=0. 091H(D' I (C一{网络饱和度})’)一H(D' I C') =0. 0H(D'I(C一1平均车速})‘)一H(D' I C') =0. 0 这说明发网络饱和度和平均车速都是C中相对与D的无关属性。也就是说从属性集合C中出去这两个属性,不会影响D对C的相关性。属性集得到了简化。 因为时间的原因没有收集到足够的数据对某个实例做分析,所以本文中对粗糙集的在指标选取中的应用仍然是停留在理论分析的程度上的,这也是本文中的一个遗憾,但是从以上的例子中不难发现,粗糙集方法有着它自身的优点:能够从事物的众多可能决定因素中寻找出核心影响因素和次要影响因素;通过粗糙集的概率方法,还可以得到相关性量度,这给评价权重矩阵提供了较为合理的依据。 对于城市交通系统,很多系统特性往往由于影响因素过多而难以评价,经常采用的评分方法带有相当的主观因素,但对于具体的系统改善起不到切实的作用。因而,通过粗糙集方法寻找关键因素,无论对于评价还是实际工作中的系统改善都有很大的帮助。相信粗糙集方法的这些优点会被逐渐运用到交通领域中来.东南大学硕士学位论文面向可神鹅及月的技市交月娜合钾价林系帕宜语结束语目前对于可持续发展的研究大多数局限于定性方面的,对于如何将可持续发展 问题定量的运用于具体的研究领域,现有的成果并不多见。也许正应如此,可持续发展在很多研究人员的眼中似乎已经成为一个花哨的前缀。随着不断的学习与研究,对于可持续发展的含义和重要性有了更进一步的认识。 对于一个评价体系来说,引入可持续概念的意义主要在于引入了一种新的价值观。事实上,价值体系作为评价的基础,亦可以被视为评价的“内核”。虽然由于考虑的不完备性、分析手段的有限性和出于实用性的考虑,建立的综合评价指标体系的外表看起来似乎并没有太大的变化,但通过评价目标层上概括的分类与具体的基本准则的讨论,使得评价指标结构的建立有据可循,在评价方法和评价指标选择方法指导下的指标选择更加合理、实用。 由于缺乏大量实际数据,无法对指标体系的使用情况进行验证,这是本文的遗憾,希望未来能够继续应用方面的实证和研究,不断的改进和完善评价指标体系.另外,尚不能通过实例验证粗糙集方法应用的合理性和可行性,希望以后能在它的实际应用方面更深入研究。尝试性的探索是必要的并且是有价值的。万事开头难,有好的想法也是一种进 步。东南大学硕士学位论文面自可特嫂盆月的月市交月月泊明喻体燕主拼今考目t主要参考文献1.〔美〕约翰・劳大卫・伍登编,《环境影响分析手册》,北京科技出版社,1986.7.2.张兰生等编著,《实用环境经济学》,清华大学出版社,1992.7.3.郭彦弘。《城市规划概论》,中国建筑工业出版社,1992.4.4.张兵,《城市规划实效论一城市规划时间的分析理论》,中国人民大学出版社,1998.6.5.〔英」J"B・麦克劳林,《系统方法在城市和区域规划中的应用》,中国建筑工业出版社1988.3.6.[美]Allen V " Knesse, Walter 0 " Spofford " Jr.,马中《经济学与环境一物质平衡方法》,三联书店,1991.1.7.戴听,《公路网规划方案综合评价指标及方法之比较研究》,东南大学硕士论文,1998.3.8.吴蕾,《面向可持续发展的城市道路交通环境影响评价》,东南大学硕士论文,1999.3.9.王炜,徐吉谦,杨涛,李旭宏等,《城市交通规划理论及其应用》。东南大学出版社,1 998.10.《中国城市交通可持续发展战略研讨会文集》,中国建筑工业出版社,1996.11.陈雪明,《可持续交通发展战略初探》,《城市规划》1997,增刊。12.朱顺应,《公路网规划建设评价以及关键技术研究》东南大学博士论文,2000. 1.13. ZDZISLAW PAWLAK等,(Rough sets: probabilistic versus deterministicapproach).(Man-Machine Studies) (1988)29, 81-95.14.黄克中,毛善培,《随机方法与模糊数学应用》,同济大学出版社,1987.15.宋毅,霍达,《现代系统工程学基础》,中国科学技术出版社,1992.16.李湛,《城市交通运输系统的评价指标体系》,《城市规划汇刊》,总第99期。17.《城市基础设施的建设与发展》,中国建筑工业出版社,1990.18.过秀成,《交通安全学》,东南大学出版社,1996.东南大学硕士学位论文面向可抢族及层的拍市交月.合钾价体系致,致谢 本文的完成得到了王炜教授的悉心指导,在此谨向王老师致以最诚挚的感谢。在研究生两年多的时间里,王老师一直给与我谆谆教导和热忱的帮助,使我在学习和生活中都得到了莫大的教益。特别是导师高效、勤奋、求实的工作作风、不断开拓进取的精神、深厚广博的知识,令我深感敬佩! 同时也对陈学武老师致以深深的谢意,感谢她对我的工作、学习自始至终的指点、启发和建议,与我进行有益的讨论,并为我提供了大量的资料:感谢她两年以来对我无微不至的关怀。还要感谢李峻利老师、过秀成老师、李旭宏老师对我的论文给与的支持和帮助。 非常感谢江薇师姐、陈俊师兄、常玉林师兄、杨新苗师兄、曲大义师兄、李修刚师兄、陆建师兄……,除了在论文的完成中他们对我帮助,更要感谢和他们在一起几年的时间中不断的给我鼓励和关心,和他们在一起的美好时光难以忘怀。衷心的感谢所有帮助过我的老师们、同学们、朋友们! 东南大学硕士学位论文