王晨露

（西南交通大學(xué),四川 成都 611756）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟交通的發(fā)展，公共交通線網(wǎng)的擴大，城市功能日益強化。而城市公共交通發(fā)展如何以及未來城市公共交通如何發(fā)展都需要一個標準的評價體系。通過對系統(tǒng)之間和系統(tǒng)內(nèi)部的分析，使發(fā)展過程中紛擾復(fù)雜的問題層次化、簡單化，從而實現(xiàn)解決問題的目的。以上海市為例，基于系統(tǒng)理論來分析上海公共交通發(fā)展水平評價問題，對指出上海市公共交通系統(tǒng)不足，并為相關(guān)決策者提供建設(shè)性改進措施無疑是很有益處的。

1 系統(tǒng)目標

上海市公共交通系統(tǒng)發(fā)展目標是以人為本，根據(jù)客流特征，因地制宜地選擇公共交通的發(fā)展模式，規(guī)劃建設(shè)安全、高效、舒適、便捷、綠色的公共交通系統(tǒng)，以滿足人民生活及物質(zhì)生產(chǎn)對城市交通運輸?shù)男枨蟆?/p>

2 系統(tǒng)作用

城市公共交通系統(tǒng)的四大功能分為：保證和促進城市的生產(chǎn)活動、保證城市居民的正常生活、保證城市對外交通的正常進行、保證城市旅游資源的手段。[1]為更好研究上海公共交通系統(tǒng)對城市發(fā)展的作用，應(yīng)用相關(guān)性分析研究兩個系統(tǒng)之間相互影響關(guān)系，其中，Spearman相關(guān)系數(shù)[2]對不服從正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用等級相關(guān)來描述兩個變量之間的關(guān)聯(lián)程度與方向。該文選取不同系統(tǒng)中具有代表性指標數(shù)據(jù)，利用SPSS軟件對上海市2011—2020年的一些經(jīng)濟、文化、社會指標分別與城市公共交通之間做Spearman相關(guān)性分析，量化表示不同系統(tǒng)之間的關(guān)系。結(jié)果如表1所示。

表1 相關(guān)性結(jié)果示意表

上海市城市公共交通與能源消耗、遷入遷出人口、一般公共預(yù)算收入增長率等呈負相關(guān)，與環(huán)境的投資和綠地面積、人口密度、GDP等都呈正相關(guān)。因此，上海市公共交通對經(jīng)濟、文化、環(huán)境和社會等各個方面起著不同的作用，公共交通對上海市的發(fā)展至關(guān)重要，是帶動上海市發(fā)展成為國際大都市不可或缺的因素。

3 系統(tǒng)的基本特性

3.1 系統(tǒng)的開放性

上海公共交通系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，外部環(huán)境與城市功能大系統(tǒng)的人居子系統(tǒng)、經(jīng)濟社會子系統(tǒng)等均有很強的關(guān)聯(lián)交互。[3]系統(tǒng)會受到外部環(huán)境，如公共衛(wèi)生事件、自然災(zāi)害等的影響，并不是與其他系統(tǒng)因素割裂開來、孤立起來的封閉系統(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)的多變量性與結(jié)構(gòu)多層次

上海公共交通系統(tǒng)的輸入與輸出都不是單一的，有多個輸入影響著系統(tǒng)的狀態(tài)，而它對環(huán)境的輸出影響也是多方面的。[4]除此之外，根據(jù)內(nèi)部與外部、供給與需求等，上海公共交通系統(tǒng)被劃分為多個子系統(tǒng)，從而決定著該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多層次性。

3.3 系統(tǒng)的多目標性

上海公共交通系統(tǒng)的目標是多重的，如減少出行時間、提高服務(wù)質(zhì)量、降低能源消耗、增加營業(yè)收入、減少環(huán)境污染等，這些目標之間還可能出現(xiàn)矛盾。要保證系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展，往往要統(tǒng)籌兼顧所有的目標。

3.4 系統(tǒng)的非線性與自組織性能

在前文系統(tǒng)作用分析中提到上海公共交通系統(tǒng)對上海經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境保護以及資源節(jié)約等存在一定作用?；谡摲答仚C制，除了來自系統(tǒng)外部的物資、能量與信息交換之外，其自組織性能也是系統(tǒng)動態(tài)演化過程的原動力。而且，上海公共交通系統(tǒng)中各個組成要素并不是簡單的線性累加，而呈非線性函數(shù)關(guān)系，如圖1所示。里程規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)布局、建設(shè)時序、軌道交通站點周邊交通接駁條件以及線路間換乘便利程度等無一不影響出行者對軌道交通方式的選擇偏好。

圖1 上海公共交通部分方式客運量變化圖

3.5 系統(tǒng)的復(fù)雜性

系統(tǒng)復(fù)雜性一方面表現(xiàn)在上述特征中的結(jié)構(gòu)多層次性、多變量性、多目標性、非均衡性以及非線性，另一方面也表現(xiàn)在系統(tǒng)的動態(tài)演化過程。以上海交通結(jié)構(gòu)演化為例，過去20年一直堅持推行公交優(yōu)先戰(zhàn)略，行人、車輛、駕駛員之間相互影響，導(dǎo)致公共交通、小汽車交通、步行及自行車交通等子系統(tǒng)之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜、不定因素較多。同時，交通網(wǎng)絡(luò)中的行人以及車流的運動和分布都是隨機的，要探尋系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系，確定系統(tǒng)中各因素的運動規(guī)律相當(dāng)困難。

4 系統(tǒng)的運行規(guī)律

4.1 設(shè)施供應(yīng)規(guī)模不斷擴大

2015年底“上海城市軌道交通基本網(wǎng)絡(luò)”全面建成，全網(wǎng)運營線路總長達618 km。地面公交的線路長度及線網(wǎng)長度同步提升，建制村公交線路覆蓋率實現(xiàn)100%。軌道交通建設(shè)一步步推進，運營線路長度已增長至2020年的729 km。

4.2 客運總量穩(wěn)步增長

公共交通客運總量已從2011年的491 180萬人次發(fā)展為2020年的596 921萬人次，客運量連創(chuàng)新高。如圖2所示。

圖2 上海市公共交通系統(tǒng)客運總量變化圖

4.3 結(jié)構(gòu)繼續(xù)演變，軌道交通成唯一增長極

如圖3所示，4種公共交通方式中僅有軌道交通保持連續(xù)增長，目前公共客運量常態(tài)化超過5 000萬人次。從2013年開始軌道交通逐漸取代地面公交成為公共交通最主要的承載方式。

圖3 公共交通日均客運量比較（不含輪渡）

5 系統(tǒng)評價與改進

5.1 基于層次分析法對上海市公共交通系統(tǒng)評價

5.1.1 建立評價指標體系

深入分析上海市公共交通系統(tǒng)后，建立層次結(jié)構(gòu)模型[5]，評價該系統(tǒng)涉及的因素有線網(wǎng)覆蓋率、線路重復(fù)系數(shù)、城市線路密度等指標，將其劃分為不同層次如表2所示。

表2 上海市公共交通系統(tǒng)評價指標體系

5.1.2 層次分析原理

（1）計算判斷矩陣的原理。判斷矩陣反映了人們對各因素重要性的認識，采用1～9及其倒數(shù)的標度方法，如1代表定義評價指標i和評價指標j，兩者相同重要；3代表評價指標i稍重要；2表示重要性介于1、3之間，依次遞推……而評價指標j和評價指標i相比，以標度Pij定義表為參考進行打分。判斷矩陣P的基本形式如式（1）：

（2）計算權(quán)重的原理。

1）根據(jù)評價指標的重要性組成判斷矩陣P，將列歸一化后得到矩陣，各元素計算如下：

2）將判斷矩陣按行相加，按行相加的結(jié)果為，并進行歸一化后得到W：

3）計算判斷矩陣P的最大特征根λmax：

對任意的i=1，2，……，n，式中(cw)i為向量cw的第i個元素。

4）進行一致性檢驗：

最后通過查找平均一致性指標RI，找到對應(yīng)的RI值代入公式進行計算，只有當(dāng)CR的計算結(jié)果小于0.1，才能說明判斷矩陣設(shè)置準確，各評價指標權(quán)重取值合理。否則還需要重新構(gòu)造判斷矩陣，重復(fù)上述步驟，直到CR小于0.1為止。

5.1.3 層次分析計算

（1）計算判斷矩陣的結(jié)果。通過上述原理以及專家打分計算得出準則層判斷矩陣G以及指標層對基礎(chǔ)設(shè)施條件準則層、運營服務(wù)質(zhì)量準則層、乘客出行滿意度準則層的判斷矩陣C1、C2、C3結(jié)果如下：

（2）計算權(quán)重結(jié)果及檢驗。利用MATLAB軟件，計算得出準則層權(quán)重YCm，（m=1，2，3）與指標層權(quán)重YAn，（n=1，2，…，12），如表3。

表3 準則層、指標層權(quán)重

進行一致性檢驗后，發(fā)現(xiàn)指標層全部通過一致性檢驗。

5.1.4 層次總排序

最后權(quán)重計算方法：

根據(jù)上海市公共交通系統(tǒng)的各項實際指標值，通過標準化處理，參考最終求得的權(quán)重值，根據(jù)各評價指標的分級評價標準表，可以將公共交通系統(tǒng)分為四個評價等級，對應(yīng)得分為[90,100]、[75,90]、[60,75]、[0,60]。該文對上海市公共交通系統(tǒng)的各實際指標值進行打分，得到了無量綱化值。計算方法如下：

評價指標i的標準化值是Xi，評價指標i的最終權(quán)重是Yi，其結(jié)果見表4。

表4 上海市公共交通系統(tǒng)總得分表

從層次分析法對上海市公共交通系統(tǒng)發(fā)展評價指標體系的計算結(jié)果得到，準則層三要素按照重要性排序為：基礎(chǔ)設(shè)施條件、運營服務(wù)質(zhì)量、乘客出行滿意度，因此基礎(chǔ)設(shè)施條件評價最為重要。最有效的辦法是在交通設(shè)施中強化軌道交通與公共汽（電）車網(wǎng)絡(luò)的融合，保障公共汽（電）車的優(yōu)先通行權(quán)，提高公共交通系統(tǒng)線網(wǎng)覆蓋率，合理規(guī)劃建設(shè)。

5.2 部分城市比較體系

依據(jù)上述的層次分析法評價原理，該文對全國其他重點城市進行分析并得到其排名，見表5。

表5 全國主要城市公共交通系統(tǒng)排名表

結(jié)果顯示，相較于全國其他重點城市，上海公共交通系統(tǒng)目前發(fā)展狀況較好，但仍然存在一些亟待解決的問題，特別是：

（1）公共交通與城市融合發(fā)展不夠，中心城周邊蔓延發(fā)展態(tài)勢未得到有效控制。（2）對外交通輻射能力和服務(wù)水平有待進一步提升。（3）公共交通體系有待健全，整體運營效率有待進一步提高。

6 結(jié)束語

該文從系統(tǒng)目標、作用、特性、運行規(guī)律、系統(tǒng)評價五個方面分析了上海市公共交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，采用Spearman相關(guān)系數(shù)更好地解釋公共交通系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間的影響作用。另外，基于層次分析法建立了系統(tǒng)評價模型，收集了上海市公共交通系統(tǒng)評價指標體系，提出該系統(tǒng)現(xiàn)存問題，并在同一評價模型基礎(chǔ)上再選取6個城市建立城市公共交通系統(tǒng)比較體系，進一步體現(xiàn)上海市公共交通當(dāng)前發(fā)展狀況，以便規(guī)劃者進行更具體的交通優(yōu)化。