基于熵权的TOPSIS方法的新疆航空运输网络结构节点评价

冯煜 葛炬

摘  要：为了科学合理地评价航空网络结构节点的重要性，该文提出了基于熵权的逼近理想解排序（TOPSIS）法分别从机场连通性、机场服务质量、机场运营规模、机场未来发展4个方面对新疆自治区内12个航空运输网络节点进行了评价。研究表明：乌鲁木齐地窝堡机场、吐鲁番机场、伊宁机场3个机场重要性评分相对较高。该方法克服传统的TOPSIS法在确定评价指标权重因子时采用专家意见打分造成主观因素的影响，结果合理，可以为未来新疆航空网络布局规划提供主要对象参考。

关键词：熵权;TOPSIS;航空运输网络节点

中图分类号：F560    文献标识码：A

Abstract： In order to scientifically and rationally evaluate the importance of the structure nodes in air network. In this paper， TOPSIS method based on entropy weight is proposed to evaluate the structural nodes of Xinjiang air transport network from four aspects： airport connectivity， airport service quality， airport operation scale and future development. The study showing that： the significance scores of Urumqi diwobao airport， turpan airport and yining airport are relatively good. This method overcame the impact of subjective factors caused by experts who determined the weight factors of evaluation indexes in the traditional TOPSIS method.Its results are reasonable and can be used as a reference for Xinjiang aviation network layout planning in the future.

Key words： entropy; TOPSIS model; air transport network nodes

0  引  言

随着中国航空事业的飞速发展，航空运输网络节点建设的合理性和科学性越来越被人们重视。航线是否合理以及科学不仅关系到航空业的发展，而且还会影响到机场所在地区经济效益等问题。航线规划的基础是节点（机场）的选取，所以有必要找出重要节点进行规划航线网络布局。

机场节点评价是一个含多变量的综合评价问题。它既涉及到定性指标也涉及到定量指标，每个指标间联系紧密，错综复杂，无法利用单一的指标获得理想的结果。近年来大部分学者的研究仅仅到达指标选取的层面，没有涉及到具体的定量指标模型构造分析。在总结对比现有评估方法的基础上，选取对样本容量没有限制且避免权重主观性的基于熵权的逼近理想解排序（TOPSIS）法对新疆自治区内12个机场重要性进行比较评价。

1  基于熵权TOPSIS模型的基本原理

TOPSIS法是一种有效的多指标、多目标决策分析法。它的基本思路是通过已知的初始矩阵通过同化，规范化过程转化为无量纲化的决策矩阵，在决策矩阵中找出所有项目中最优项目和最劣项目，然后分别计算所需的评价对象与最优项目和最劣项目的欧式距离，获得各评价对象与最优解的相对贴进度，根据其相对贴近度来进行排序，以此作为评价项目优劣的依据，进而对机场综合运营能力评价分析。TOPSIS法建模步骤如下[1]。

1.1  建立初始矩阵

2  TOPSIS在航空运输网络结构评价中的应用

2.1  评价指标体系的构建

运用基于熵权的改进的TOPSIS模型方法对新疆自治区12个机场节点进行评价。根据机场节点评价指标体系的设计原则和相关文献资料结合遵循客观真实的原则，最终从机场连通性、机场服务质量与效率、机场运营规模、机场未来发展前景等4个方面选取了13个指标其中评价指标见表1[2]：

2.2  评价指标体系归一化处理

根据表1中的指标体系原始数据运用MATLAB软件进行归一化处理[3]，无量纲化评价指标体系见表2：

表2中数值范围在0～1之间，当数值为0时表示最差，当数值为1时表示最好。从表2可以看出地窝堡机场的旅客吞吐量年均增长率和货邮吞吐量年均增长率处于非常低的水平，这也就侧面反映出地窝堡机场相比较其他机场来讲吞吐量更加趋于稳定。从机场航班放行率看喀什、库尔勒、吐鲁番的机场航班正常率在处于非常差的水平。塔城机场的机场航班放行率处于非常好的水平。但是从客货吞吐量看除了乌鲁木齐地窝堡机场外其他机场均处于非常差的水平。

各项指标权重见表3：

第三类指标机场运营规模下选取的客货邮吞吐量以及航班起降架次的权重最大，这也充分说明了这个运营规模指标在机场节点评价中的地位相当重要，与现实推理基本符合;对于第一类指标连通性下机场交通便利性指标权重比较小。表明机场在交通便利性这个指标的差异性不大，与实事符合。综上所述，权重分配合理，结果具有合理性。

2.3  机场评分结果

3  结  论

分析结果表明，新疆地区机场节点整体发展极其不平衡。地窝堡机场占新疆地区整体航空运量的比例非常大;吐鲁番机场、伊宁机场具有发展成为重要机场的潜力，应该加大建设力度;库尔勒机场、和田机场、哈密机场都是运量少、航线少、运力单薄的机场;虽然喀什机场是新疆唯一一个200万级的机场，但是喀什机场指标值波动较大，所以排名较低。建议从评定四级的机场逐渐增加航空网络通道，让航空运输与地区经济相辅相成，共同发展。本文选用基于熵权的TOPSIS法进行新疆航空运输网络结构节点评估，相较之前的定性研究，结果更加切合实际;唯一不足是缺少主观的定性指标，结果具有一定的局限性，下一步研究中会改善这个问题，选用综合的权重确定方法让定量指标与定性指标共同参与到评价中，使结果更加准确。

参考文献：

[1] 张静，张智慧，李小冬，等. 基于熵权的TOPSIS法的港口军事运输能力评估[J]. 清华大学学报（自然科学版），2018，58（5）：494-499.

[2] 苏道明. 机场竞争力评价指标体系的构建[J]. 中国民航飞行学院学报，2011，22（1）：18-22.

[3] 黃耀裔，魏星，苏建云，等. 在Matlab中实现熵权TOPSIS法对地下水综合评价[J]. 地球环境学报，2014，5（4）：261-265.