[发明专利]一种基于熵权-TOPSIS法的交通网络可靠性评价方法

说明书

一种基于熵权‑TOPSIS法的交通网络可靠性评价方法涉及交通网络评价领域，从交通流运行角度出发，考虑交通网络的运行效率、时间资源和空间资源三个方面，选取速度偏差率、高延时运行时间比和常发拥堵道路里程比构建评价指标，基于熵权法计算评价指标权重，基于TOPSIS法计算交通网络可靠性，对北京市通州区某市镇交通网络进行实例分析，结果表明本发明的计算结果和现有方法的计算结果一致，且最小误差平方和(SSE)小于现有方法，验证了本发明的先进性和适用性。本发明有利于对交通网络进行精细化管理和精准化治理，提高可靠性。

技术领域

本发明涉及交通网络评价领域，主要针对交通网络的可靠性评价，提出一种基于熵权-TOPSIS法的交通网络可靠性评价方法，能够从运行效率、时间资源和空间资源三个维度定量描述交通网络可靠性。

背景技术

随着我国进入新时代，各地区和城市的经济文化、公共服务和基础设施等都要求高质量发展，城市交通网络作为重要的居民出行载体也将放弃过去高速度、粗犷式的建设模式，进入优化存量、改善质量的新阶段。

我国很多城市都出现道路越修越长、路网越建越密但是交通问题却越来越突出的现象，归根结底是因为道路长度和路网密度在数量上得到了提升，但是质量上没有满足要求，现有的供给无法满足交通需求，从而出现供不应求、供需失衡的情况。

因此，只有从运行效率、时间资源和空间资源三个维度定量描述交通网络的可靠性才能精确评估现有路网运行质量，提出切实可行的路网优化方法，使其更好的满足交通需求。

目前，大部分交通网络可靠性评价是从复杂网络理论出发，通过对路网结构进行评判从而得到可靠性，但是道路一旦修建完成，路网结构就基本成型，很难发生根本性改变，若想提高网络可靠性只能通过新建或改建道路来达到目标，这不符合当前高质量发展的理念，而且新建道路往往耗资巨大、耗时较长，不是一种经济合理、便于操作的方式。因此，必须从其它角度出发选取合适的指标进行交通网络可靠性评价，从而提高交通网络质量、优化交通供给，提高交通网络运行效率。

发明内容

本发明从交通流运行角度出发充分考虑运行效率的高效性、时间资源的富裕性和道路空间的通畅性，选择速度偏差率、高延时运行时间比和常发拥堵路段里程比作为评价指标进行交通网络可靠性评价。

评价指标的选取意义和计算方法如下：

(1)运行效率指标

路网的运行效率可以表示整个交通网络的运行情况，交通流理论认为道路上的车辆运行速度越平稳，道路运行越通畅，不易发生交通堵塞，此时路网具有较高的运行效率。因此本文用速度偏差率表示网络中道路的运行效率，也即研究区域路网范围内各路段车辆运行速度标准差与平均值的比值。

考虑到运行速度平稳有两种情况：

一是道路整体运行通畅，车速高且运行平稳，此时路网效率高；

二是道路发生拥堵，车速低但平稳，此时路网效率低。

这两种情况的运行速度偏差率都较小，但对应截然相反的两种情况。故路网效率的计算也应分情况计算。按照惯例，道路拥堵与否并非车速降低到0，而是速度低于30km/h即认为道路处于拥堵状态，车速低于10km/h时道路处于严重拥堵，据此，本发明路网效率计算公式为：

式中：α为运行速度偏差率；σ_a为路段a速度标准差；μ_a为路段a平均速度。

在非拥堵状态下，速度偏差率越小，交通网络上的车辆速度趋于一致的可能性越大，交通运行更加平稳有序，拥堵状态下效率为0；反之，车辆速度波动越大，发生冲突的可能性增加，从而降低路网运行效率。

(2)时间资源指标