基于AHP-DEMATEL法的公交换乘系统乘客满意度模糊评价

彭 晗， 吴金妹， 姚林晓

(华北水利水电大学 机械学院，河南 郑州 450045)

一、引言

优先发展公共交通是有效解决大城市交通拥堵等交通问题的根本出路。公交换乘系统是城市公共交通系统优化的重要内容，建立令乘客满意的公交换乘系统，不但可以有效减少乘客出行的时空消耗，提高城市公交系统的运营效率，也是确定公交主导地位的有效途经。如果能够及时准确了解当前公交换乘系统乘客的满意情况并进行分析，对完善公交换乘系统、提高换乘效率、增加乘客满意度有极其重要的意义。王江洪、周伟[1-2]等对公交换乘系统及换乘问题从协调管理的角度进行分析，彭晓伟、黄婷[3-4]等从乘客角度对公交服务质量进行分析，曹蕾[5]构建了快速公交换乘指标体系，朱雪松、程丽、LI Zhan、彭聪、马振东、李莹、XIE Pingsheng[6-12]等分别将AHP(Analytic Hierarchy Processing，层次分析法)或改进的AHP应用到运输领域及其他领域。因此，以乘客满意为关注焦点，构建公交换乘系统乘客满意度的多层次评价指标体系，建立基于AHP-DEMATEL(Decision Making Trail and Evaluation Laboratory，决策施行与评价实验室)公交换乘系统乘客满意度模糊评价模型，结合MCEFUZZY软件进行实例评价分析，能够为实现高效的公交换乘提供理论基础，为政府制定相应政策提供决策依据。

二、建立公交换乘系统乘客满意度评价指标体系

公交换乘系统对体现城市公共交通主导地位起着关键作用，令乘客满意的换乘系统可有效吸引更多乘客选择公交出行方式[4-6]。在设计公交换乘系统乘客满意度评价指标体系时，应以乘客需求为出发点，本着“以人为本”的设计与服务理念，结合乘客换乘系统场景下的特定心理、行为、空间感觉、时间价值等要求，充分考虑指标体系设计的科学性和独立性、实用性和可靠性、系统性和层次性、完整性和可控性、定量和定性相结合等原则[6-8]，建立能够科学、准确、快速进行评价的指标体系。因此，以评价目的为指导，从乘客需求的舒适、便捷、服务、安全等四个方面建立如图1所示的公交换乘系统乘客满意度多层次评价指标体系。该指标体系包括三个层次，即第一层为目标层U，第二层为主准则层Ui(包括4个指标)，第三层为次准则层Uij(包括13个指标)。

图1 公交换乘系统乘客满意度评价指标体系

三、建立基于AHP-DEMATEL的模糊评价模型

(一)模型概述

模糊评价方法是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清、不易定量的因素定量化，从多个层次多个因素对评价对象的等级状况进行评价的一种方法，但各因素权重的确定是关键，同时直接决定评价结果的准确性[7-10]。AHP通过各因素的重要性作两两比较，确定权重，具有客观性、准确性和有效性[9-12]，但确定权重的前提是各因素相互独立，而公交换乘系统乘客满意度测评涉及面较广，很难保证各因素的独立性；DEMATEL法通过分析各因素之间影响程度来确定权重[10-11]，可有效解决因素之间的非独立性问题。因此，采用AHP法确定各因素的初始权重，再通过DEMATEL法对初始权重进行修正，综合这两种方法的优势，降低这两种方法的主观片面性，可有效提高权重赋值的客观性、科学性及准确性，更有助于提高模糊评价结果的科学性和实用性。

(二)模型建立过程

1.构造因素域、评语域及模糊评价矩阵

根据图1多层次评价指标体系，构造公交换乘系统乘客满意度评价因素域U={U1，U2，…，Un}，n=4，并将因素域按属性细分成m个子评价因素域Ui={Ui1,Ui2,…,Uim}，其中i=1,m=3;i=2,m=4;i=3,m=3;i=4,m=3。

构造评语域为V={V1,V2,…,Vc}，c=3—5，一般采用很满意、满意、一般、不满意和很不满意共五个等级，并邀请相关学者定义其分值区间及标准值，见表1。

确定模糊评判矩阵R=(rij)i×5，rij表示因素Ui对评语Vj(j=1,2,…，5)的隶属度，其确定方法主要根据概率统计法并按其隶属函数r计算，其中nij表示因素Ui对评语Vj的概率统计总数。

表1 评语域分值区间及标准值

2.确定各指标权重

第一步计算各指标初始权重。应用层次分析法确定各指标权重，一般需要构造判断矩阵，并进行一致性检验。具体步骤如下：

构造判断矩阵A=(αij)n×n，式中αij是i元素比j元素重要性等级。采用传统九标度法对αij赋值，其中αij满足式(1)。

αij=1;αij=1/αij;αij=αij/αij

(1)

对判断矩阵进行一致性检验。首先计算判断矩阵的最大特征根λmax，并计算一致性检验的标度，即CI=(λmax-n)/n-1；其次根据n的大小，按表2查找对应的平均随机一致性指标RI，计算随机一致性比率CR，即CR=CI/RI。一般认为CR<0.1，具有满意的一致性。

表2 RI的取值

第二步确定影响权重。应用DEMATEL法对初始权重进行修正，得各指标影响权重，计算过程如下：

民国纪元前十三年，公历一八九九年，十二月二十五日，于其循例之游艺会中加演话剧。是役也，不特为学生演剧之先声；亦即为话剧输入中国之嚆矢。剧凡三：一曰《禀见得妻》，取材于昆曲《人兽关》之《演官》，而多所损益。属混沌初开，因简陋特甚，既无布景，又乏灯光；而上场有诗，下场有对，犹未尽脱旧剧窠臼。其二则为系西洋短剧，纯以英语出之。至剧名为何，已不复能举矣。[4]32

构建直接影响矩阵。定义( 0、1、2、4)分别表示两因素之间“没影响”、“有影响”、“较大影响”、“很大影响”，得各因素之间的直接影响矩阵Z=(zij)n×n，且Zij=0，其中zij为第i个指标对第j个指标的直接影响程度。

规范化直接影响矩阵。通过公式(2)对Z的规范化，得矩阵Y：

(2)

计算综合影响矩阵。按式(3)计算T，即综合影响矩阵。

T=Y+Y2+…+Yn=(tij)n×n

(3)

计算影响权重。按式(4)计算W2，即影响权重。

(4)

3.模糊评价

根据图1所示的评价指标层次结构图判断，需要进行两级模糊评价。

Bi=Wi∘Ri

(5)

式中Bi是指对第二层第i个因素的一级模糊评判向量。

其次对第二层的四个因素进行二级模糊综合评价，得到对目标层的二级模糊综合评价向量B，即：B=W∘R。根据最大隶属度准则确定最终的评语等级，同时结合各评语域的分值区间及标准值计算综合得分值，两者结合确定最终的评价结果。

四、实例研究

根据上述建立的基于AHP-DEMATEL的公交换乘系统乘客满意度模糊评价模型，并应用综合评价软件MCEFUZZY，按照上述步骤对一大城市公交换乘系统的乘客满意度进行评价。

第一，根据图1所示多层次评价指标体系以及评语域，利用MCEFUZZY软件包建立道路应急能力评价模糊结构模型。

第二，邀请领域资深学者组成评价专家组，同时在公交换乘系统对乘客进行调研，建立各评价指标之间的判断矩阵及直接影响矩阵。根据上述计算各级各个指标的初始权重、影响权重及综合权重(见表3)，同时将权重值直接输入MCEFUZZY软件。

表3 各指标的初始权重、影响权重及综合权重

第三，综合分析该城市公交换乘实际情况，实地调研得到各评价指标对评语域的模糊评价矩阵R1、R2、R3、R4，将其数值输入MCEFUZZY软件。

应用MCEFUZZY软件进行模糊评价，可得到评价结果向量、各个评语等级序号及其隶属度柱状图、该城市公交换乘系统乘客满意度综合得分，见图2。

根据最大隶属度原则，由图2中各评语等级隶属度序号，该城市公交换乘系统乘客满意度评价等级为“不满意”；从图2可看出综合得分值是4.37247，根据表1中的分值区间判断，属于“一般”，但没有达到该等级的标准值。因此，综合以上分析，该城市公交换乘系统乘客满意度评价结果为不满意，与实际情况相吻合。

图2 乘客满意度模糊评价结果

五、结语

加强公交换乘系统乘客满意度评价研究，有利于提高公交服务水平及公交换乘效率，帮助缓解城市交通问题。在构造公交换乘系统乘客满意度多层次评价指标体系基础上，应用DEMATE法对AHP法确定的各指标初始权重进行修正，得到其综合权重。在此基础上，建立合适的模糊评价模型，并结合MCEFUZZY软件进行实例评价研究。通过实例分析证明，该方法能够科学、快速、准确地评价城市公交乘客满意度等级，同时提高评价结果的科学性、合理性和高效性，为政府制定相应公交政策及措施提供一定的理论依据。

参考文献：

[1] 王江洪.公交换乘系统研究及其评价[D].成都:西南交通大学,2006.

[2] 周伟,姜彩良.城市交通枢纽旅客换乘问题研究[J].交通运输系统工程与信息,2005,5(5):23-30.

[3] 彭晓伟,胡子祥.城市公交服务质量乘客评价的实证研究[J].西南交通大学学报:社会科学版,2007,8(5):12-16.

[4] 黄婷,焦海贤,李秀丽,等.基于乘客观点的公交服务质量评价体系及方法研究[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2008,27(5):781-784,830.

[5] 曹蕾,查伟雄,赵文涛,等.快速公交换乘系统评价指标体系的构建[J].交通标准化,2011(11):126-128.

[6] 朱雪松,彭国雄,周文辉.基于层次分析(AHP)的公共交通枢纽换乘衔接模糊评价[J].内蒙古工业大学学报,2003,22(4):311-315.

[7] 程丽.基于AHP 与模糊综合评判的毕业生就业质量评价[J].重庆交通大学学报:社会科学版,2011,11(1):117-120.

[8] LI Zhan,ZHOU Shiguo,WANG Ke.A method for constructing perfectly consistent judgment matrix in AHP[J].Journal of Zhengzhou University:Natural Science Edition,2008,40(1):41-46.

[9] 彭聪.灰色多层次评价方法在战略供应商选择中的应用[J].重庆交通大学学报:社会科学版,2012,12(1):60-63.

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[11] 李莹.基于DEMATEL-ANP水电施工现场安全评价模型研究[D].武汉:华中科技大学,2011.

[12] XIE Pingsheng,MA Zhendong.Application of improved AHP method in analyses of low-carbon building influencing factors[J]. International Conference Construction and Real Estate Management(ICCREM),2012:208-213.