基于解釋結(jié)構(gòu)模型的機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)銜接系統(tǒng)

1、基于解釋結(jié)構(gòu)模型的機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)銜接系統(tǒng)第7卷第2期2010年6月長沙理工大學(xué)(自然科學(xué)版)JournalofChangsltaUniversityofScienceandTechnologyNaturalScience)Vo1.7No.2Jun.2010文章編號(hào):1672-9331(2O10)02一OOl9一O6I基于解釋結(jié)構(gòu)模型的機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)銜接系統(tǒng)柳伍生,周和平(長沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院,湖南長沙410004)摘要:大型機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通方式多,各種交通方式銜接方式合理是機(jī)場(chǎng)充分發(fā)揮其快速便捷功能的關(guān)鍵.通過系統(tǒng)分析,將機(jī)場(chǎng)陸側(cè)交通劃分為對(duì)外銜接,內(nèi)外銜接和內(nèi)部銜接三個(gè)層次;運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)

2、模型(ISM)方法,分析各層次中的各要素銜接關(guān)系,提出規(guī)劃中需要解決的問題.通過分析得知,車道邊是銜接系統(tǒng)的瓶頸,合理的車道邊規(guī)模與布置形式,及其組織方式是內(nèi)外銜接順暢的關(guān)鍵.規(guī)劃中應(yīng)以車道邊為核心,理清銜接層次與關(guān)系,逐層規(guī)劃.關(guān)鍵詞:機(jī)場(chǎng)陸側(cè);銜接系統(tǒng);解釋結(jié)構(gòu)模型;客運(yùn)交通中圖分類號(hào):U491文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ATransp0rtati0nconnectionsysteminairportlandsidebasedoninterpretatiVestructuralmodelingLIUWusheng,ZHOUHe-ping(SchoolofTrafficandTransportationEn

3、gineering,ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha410004,China)Abstract:Therearemanymodesoftransportationinairportlandside,reasonableconnectionamongpassengertransportationmodesisakeytoperformairportrapidfunction.Passengertransportationconnectionsincludethreehands,theexternalconnection,andth

4、econnectionbetweeninsideandoutside,theinterna1connection.Transportationconnectionsysterninairportlandsideisanalyzedwithinterpretativestructuralmodelinginthispaper,SOtherelationsamongmodesoftransportationcomeintobeingclear.Curbsideparkingisthebottleneckofconnectionsystem,andreasonablescaleand1ayoutis

5、akeytoconnectionbetweeninteriorsystemandexteriorsystem.Keywords:airportlandside;connectionsystem;interpretativestructuralmodeling;transportation凡系統(tǒng)必有結(jié)構(gòu),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的功能.要素與結(jié)構(gòu)是功能的內(nèi)在依據(jù),功能是要素與結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn).只有依靠結(jié)構(gòu)才能把各個(gè)孤立的要素組成一個(gè)系統(tǒng),方能具備所需功能叫.機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)依賴于系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將系統(tǒng)各要素組織起來,理清銜接系統(tǒng)的要素,子系統(tǒng)之間的關(guān)系,建立優(yōu)良的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),是實(shí)現(xiàn)其功能的保

6、障,也是對(duì)銜接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析的目的所在.收稿日期:2O10一O6一O1基金項(xiàng)目:湖南省教育廳科技資助項(xiàng)目(08C105);道路災(zāi)變防治及交通安全教育部工程研究中心開發(fā)基金資助項(xiàng)目(KFJO8O3O8)作者簡(jiǎn)介:柳伍生(1976一),男,湖北監(jiān)利人,長沙理工大學(xué)講師,博士,主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃和交通設(shè)計(jì)的研究.20長沙理工大學(xué)(自然科學(xué)版)2010年6月1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)內(nèi)部各要素相互聯(lián)系,相互作用的方式或秩序,主要包括等級(jí),層次,組織形式和協(xié)調(diào)作用等.它不僅包括了要素之間的相互作用,而且還包含了要素的活動(dòng)和信息往來引.一般地,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可表示為:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一(所論系統(tǒng)單元全體,單元間的聯(lián)系

7、或關(guān)系.采用數(shù)學(xué)表達(dá)式可表述為:S:=n,R,R.,R,R(2),R(3),R(m).(1)式中:為構(gòu)造系統(tǒng)的單元集合;R為系統(tǒng)單元之間的各種關(guān)系集合;RcXY稱為R是由x到y(tǒng)的關(guān)系;R()R(一1)R(一1),i-1,2,;R()為i階關(guān)系;R為元關(guān)系,=:1,2,3,z.一階關(guān)系即二元關(guān)系.對(duì)陸側(cè)銜接系統(tǒng),一般保留到2階關(guān)系,2階以上關(guān)系略去,即式(1)可改為:S=,R,R.,R,R(2).(2)在單元集n中,各個(gè)單元的關(guān)系是通過R.,R.,R,R(2)體現(xiàn)的.R(),Rj是將各個(gè)單元連接成為一個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵E2.2解釋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法解釋結(jié)構(gòu)模型法(InterpretativeStruct

8、uralModeling,簡(jiǎn)稱ISM)作為系統(tǒng)工程中結(jié)構(gòu)建模方法的一種,已被廣泛運(yùn)用于安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)管理等領(lǐng)域.ISM方法是美國J.華菲爾特教授于1973年作為分析復(fù)雜社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有關(guān)問題的一種方法而開發(fā)的.其特點(diǎn)是把復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng),利用人們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),以及電子計(jì)算機(jī)的幫助,最終將系統(tǒng)構(gòu)造成一個(gè)多層遞階解釋結(jié)構(gòu)模型【3.(如圖1所示).ISM方法建模由以下4個(gè)步驟組成.1)生成連接矩陣首先,充分了解系統(tǒng)n的要素,確定其組成要素S,=1,2,;其次,規(guī)定任意兩個(gè)要素S和S之間的關(guān)系,即規(guī)定兩項(xiàng)的關(guān)系SRS,其中,SRS代表要素S對(duì)S存在關(guān)系R,關(guān)系R可以是給予影響,先決條件或重

9、要等.圖1解釋結(jié)構(gòu)模型原理Fig.1PrincipleofISM在各要素間逐一比較,把兩項(xiàng)關(guān)系的有無歸納成連接矩陣A=口.的形式,此處,矩陣A的(,)元素a取值.為:f1,A與Af有直接關(guān)系,:=o,As與A:無直接關(guān)系2)生成可達(dá)矩陣求得連接矩陣A后,再求A與單位矩陣J的和(A+J),做矩陣(A+J)的冪運(yùn)算,直到式(3)成立為止,得到某一正整數(shù).M=(A+I)7/+1一(A+I)n+1(A+J)0(A+I).(4)式中:冪運(yùn)算基于布爾代數(shù)運(yùn)算進(jìn)行.矩陣M=(A+I)稱為可達(dá)矩陣,它的元素m#為1,代表要素s到要素s間存在著可到達(dá)的路徑,即要素s直接或間接影響要素sj.可達(dá)矩陣表征了要素之間

10、直接和間接的關(guān)系.3)各要素的級(jí)別分配應(yīng)用可達(dá)矩陣M,對(duì)各要素求如下集合:P(&)一I一1),Q(sy)一勺I一1);i,J=1,2,n.(5)P(s)稱為可達(dá)矩陣,也稱為可達(dá)集合,即從要素出發(fā)可以到達(dá)的全部要素的集合,它可以通過查找可達(dá)矩陣M的第i行上值為1的列對(duì)應(yīng)的要素求得.而Q(sj)稱為先行集合,即可以到達(dá)要素的全部要素的集合,它可以通過查找可達(dá)矩陣M的第i列上值為1的行對(duì)應(yīng)的要素求得.再根據(jù)P(s)和Q(si),求滿足式下式的各要素集合L.:第7卷第2期柳伍生,等:基于解釋結(jié)構(gòu)模型的機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)銜接系統(tǒng)21L1一1P()f3Q()一P(),k=1,2,.(6)L中的元素有如下

11、特征:從其他要素可以到達(dá)該要素,而從該要素則不能到達(dá)其他要素,即L中的要素是位于最高層次(第一級(jí))的要素.然后,從原來的可達(dá)矩陣M中刪去L.中要素對(duì)應(yīng)的行,列,得到矩陣.對(duì)進(jìn)行同樣操作,確定屬于第二級(jí)Lz的要素.以后重復(fù)同樣操作,依次求出L.,L,從而把各要素分配到相應(yīng)的級(jí)別上C63.4)生成層次結(jié)構(gòu)圖級(jí)別分配結(jié)束后,在最上層放第一級(jí)L,的要素,下面是第二級(jí)Lz的要素,依次類推,把各要素從上至下按級(jí)別順次放置,最后可達(dá)矩陣M的行列也按這一級(jí)別順序排列(通過這一操作,M化為了分塊三角陣).參考矩陣M用有向枝代表相鄰級(jí)別要素間的關(guān)系及同一級(jí)別要素之間的關(guān)系,并用有向圖的形式來表示系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu).3

12、解釋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在陸側(cè)客運(yùn)銜接系統(tǒng)中的應(yīng)用3.1機(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)層次劃分根據(jù)旅客從城市到機(jī)場(chǎng)至登機(jī)整個(gè)活動(dòng)過程的銜接來區(qū)分銜接系統(tǒng)的層次.從旅客的活動(dòng)流程來看,機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)可分為三個(gè)子系統(tǒng)(如圖2所示):對(duì)外交通銜接系統(tǒng),內(nèi)外接駁系統(tǒng)(人車接駁系統(tǒng))和內(nèi)部交通系統(tǒng).對(duì)外銜接內(nèi)外銜接內(nèi)部銜接交通交通交通圖2機(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)層次劃分Fig.2Thelayoutofairportlandsideconnectionsystem結(jié)合對(duì)機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)組成與要素的分析,根據(jù)解釋結(jié)構(gòu)方程模型的分析方法,在生產(chǎn)連接矩陣前對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成要素進(jìn)行細(xì)分m.3.2在機(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)中的適應(yīng)性分析機(jī)場(chǎng)陸側(cè)

13、,特別是一些大型機(jī)場(chǎng)的陸側(cè)交通,由于交通方式多,交通設(shè)施布局復(fù)雜,各種交通方式要在機(jī)場(chǎng)陸側(cè)完成落客,換乘,導(dǎo)致陸側(cè)交通流線復(fù)雜,各種交通之間的合理銜接就顯得尤為重要.合理的銜接與布局可以大大減少旅客等待時(shí)間以及無效交通時(shí)間.對(duì)于樞紐機(jī)場(chǎng),其陸側(cè)交通銜接系統(tǒng)一般又可分為三個(gè)子系統(tǒng)g:對(duì)外銜接系統(tǒng),內(nèi)外銜接系統(tǒng)以及內(nèi)部銜接系統(tǒng).對(duì)外銜接系統(tǒng)的交通方式一般包括航空軌道線,機(jī)場(chǎng)巴士,出租車,私人小汽車和長途巴士等,其銜接涉及城市航站樓的布局與選址,航空軌道線站點(diǎn)布局與調(diào)度,機(jī)場(chǎng)巴士站點(diǎn)與線路選擇,出租車二級(jí)蓄車場(chǎng)選址和長途巴士的首末站分布等.對(duì)內(nèi)外銜接系統(tǒng),其主要是發(fā)生在機(jī)場(chǎng)陸側(cè)的車道邊,即完成內(nèi)外交

14、通的替換,包括車道邊的布局,規(guī)模,停車場(chǎng)內(nèi)車道邊的布置形式以及接運(yùn)系統(tǒng)等.內(nèi)部銜接系統(tǒng)包括出租車蓄車場(chǎng)分布,內(nèi)部標(biāo)示指引系統(tǒng),自動(dòng)步行系統(tǒng)和捷運(yùn)系統(tǒng)等1.每一個(gè)銜接系統(tǒng)涉及的因素多,在機(jī)場(chǎng)陸側(cè)交通系統(tǒng)規(guī)劃中,要統(tǒng)籌考慮,理清各要素之間的銜接層次與關(guān)聯(lián),合理規(guī)劃.利用ISM模型對(duì)上述銜接系統(tǒng)進(jìn)行分析.ISM屬于概念模型,它的優(yōu)勢(shì)在于能把模糊不清的思路轉(zhuǎn)化為具有良好結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型.其特點(diǎn)是把復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)(要素),利用人們的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),以及電子計(jì)算機(jī)的幫助,最終造成一個(gè)多級(jí)階梯的結(jié)構(gòu)模型.ISM適用于對(duì)機(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)的分析,是因?yàn)闄C(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)之間復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系同社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的各

15、種關(guān)系具有相似性,可以將銜接單元之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系抽象為數(shù)學(xué)模型,利用模型的數(shù)學(xué)解分析物種之間關(guān)聯(lián)的層次關(guān)系.機(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)是一個(gè)包含多種影響因素的復(fù)雜系統(tǒng),各個(gè)要素之間存在著一定的層次關(guān)系,這些因素相互關(guān)聯(lián),相互作用,形成十分復(fù)雜的遞階因素鏈1.應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)進(jìn)行分析,可以從眾多因素以及復(fù)雜的因素鏈中,找出影響其交通效率的表層直接影響因素,中層間接影響因素和深層根本影響因素,從而為陸側(cè)交通規(guī)劃服務(wù).一一22長沙理工大學(xué)(自然科學(xué)版)2010年6月3.3在機(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)中的應(yīng)用1)生成連接矩陣根據(jù)前述,機(jī)場(chǎng)陸側(cè)銜接系統(tǒng)可分為對(duì)外銜接系統(tǒng),內(nèi)外接駁系統(tǒng)與內(nèi)部銜接系統(tǒng).而對(duì)外銜接系統(tǒng)則

16、可進(jìn)一步細(xì)分為對(duì)外交通方式系統(tǒng)(s),對(duì)外交通設(shè)施銜接系統(tǒng)(s:)和運(yùn)行協(xié)調(diào)與組織(s.);內(nèi)外接駁系統(tǒng)可細(xì)分為內(nèi)外接駁交通方式系統(tǒng)(s),內(nèi)外接駁設(shè)施配置(s)和接駁組織管理(s.);內(nèi)部銜接系統(tǒng)包括內(nèi)部交通方式系統(tǒng)(s),內(nèi)部交通設(shè)施的銜接系統(tǒng)(&)和內(nèi)部組織管理(s.).各個(gè)組成要素對(duì)應(yīng)的內(nèi)容及其編號(hào)如表1所示.表1機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)解釋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)成要素分析TablelAnalysistOISMessentialoftransportationconnectionsystemofairportlandside對(duì)各要素進(jìn)行關(guān)系分析,得到其要素關(guān)系如表2所示.表2機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交

17、通銜接系統(tǒng)解釋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)成要素關(guān)系分析Table2AnalysistOtherelationonISMessentialofA=transportationconnectionsystemofairportlandside根據(jù)表2得到連接矩陣A與(A+J)為:A+J=_O,0,0,0,0,0,0,0,01,0,0,0,0,0,0,0,01,1,0,0,0,0,0,0,00,0,0,0,0,0,0,0,00,0,0,1,0,0,0,0,00,0,1,0,1,0,0,0,00,1,0,0,0,0,0,1,00,0,0,0,0,0,0,0,10,1,1,0,1,0,0,1,01,0,0,0,0,0,

18、0,0,O1,1,0,0,0,0,0,0,01,1,1,0,0,0,0,0,O0,0,0,1,0,0,0,0,00,0,0,1,1,0,0,0,O0,0,1,0,1,1,0,0,O0,1,0,0,0,0,1,1,O0,0,0,0,0,0,0,1,10,1,1,0,1,0,.0,1,1第7卷第2期柳伍生,等:基于解釋結(jié)構(gòu)模型的機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)銜接系統(tǒng)232)生成可達(dá)矩陣對(duì)矩陣(A+J)進(jìn)行冪運(yùn)算(冪運(yùn)算基于布爾代數(shù)運(yùn)算進(jìn)行),直至式(7)成立為止.通過計(jì)算求得和可達(dá)矩陣M.當(dāng),z一3時(shí),可達(dá)矩陣M為:M=(A+J).一(A+D=(8)3)各要素的級(jí)別分配根據(jù)矩陣M求出各要素的可達(dá)集合P(s),先行集

19、合Q()以及共同集合P(s)nQ(si),如表3所示.根據(jù)式(6)要求,確定各個(gè)級(jí)別,9個(gè)要素分配在5個(gè)級(jí)別(如表3所示),按這種級(jí)別順序排列矩陣M的行和列.表3可達(dá)集合與先行集合及級(jí)別分配Table3Thefeasiblemusterandtheanteeedencemuster層次日P(s)Q(j)P(si)nQ(Sj)4)生成層次結(jié)構(gòu)圖根據(jù)矩陣及表3,上述級(jí)別分配以及各級(jí)的關(guān)系,可得到機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖(如圖3所示).5)模型的解釋與分析由模型可知,機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)的各要素并不是處于同一層次上的線性系統(tǒng),而是包括五個(gè)層次的多級(jí)系統(tǒng).圖3機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)多

20、層有向圖Fig.3Themultilayerfigureofairportlandsideconnectionsystem第一層次要素為對(duì)外交通方式系統(tǒng)與內(nèi)外接駁方式系統(tǒng),是影響銜接效率的直接因素.其他各層次為間接影響因素,間接影響因素是通過直接影響因素起作用的,但直接影響因素均受到下一級(jí)要素的影響,不能充分反應(yīng)銜接系統(tǒng)的基礎(chǔ).因此在規(guī)劃中,首先要合理選擇對(duì)外交通方式,一般涉及的方式包括航空軌道線與長途巴士,其他交通方式一般均會(huì)設(shè)置;其次是城市航站樓以及機(jī)場(chǎng)巴士,航空軌道線的站點(diǎn)選址以及線路,這是第一層次中銜接系統(tǒng)的關(guān)鍵,它一方面受城市交通的影響,另一方面也受第二層次的影響.第二層次為對(duì)外交通

21、設(shè)施銜接與車道邊的規(guī)劃布置,將對(duì)對(duì)外交通與內(nèi)部接駁交通方式運(yùn)行效率產(chǎn)生直接影響.在規(guī)劃設(shè)計(jì)中,在選擇銜接的交通方式后,要選擇與之匹配的設(shè)施銜接系統(tǒng),并將車道邊合理布置.車道邊的布局,銜接效率與對(duì)外交通運(yùn)行管理與車道邊的組織管理直接相關(guān).內(nèi)部交通組織管理與內(nèi)部的設(shè)施銜接為第四層因素,它們相互影響,在設(shè)計(jì)規(guī)劃中應(yīng)綜合考慮.內(nèi)部交通方式為銜接的最基礎(chǔ)因素,內(nèi)部交通方式的選擇要根據(jù)上述各個(gè)因素統(tǒng)籌規(guī)劃.4結(jié)論在機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通銜接系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)l.OOOOO111,OOOOOO111,O0O0OO1OO,OOOOO100O,00OO11111,00Ol11111,OO1OO1111,O11OO111

22、1,111OO1111142S36897ABCDE24長沙理工大學(xué)(自然科學(xué)版)2010年6月中,理清各層次的關(guān)系,分清各因素的影響關(guān)系,對(duì)銜接系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)至關(guān)重要.機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)交通方式多,各種交通方式銜接復(fù)雜,合理的客運(yùn)銜接可有效發(fā)揮機(jī)場(chǎng)的功能,達(dá)到快速集散作用.作者運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型方法,有效地劃分了機(jī)場(chǎng)陸側(cè)客運(yùn)銜接系統(tǒng),辨析出錯(cuò)綜復(fù)雜的交通方式銜接關(guān)系,能夠?yàn)楹侠淼臋C(jī)場(chǎng)陸側(cè)交通規(guī)劃研究提供一條新的思路.(參考文獻(xiàn)1汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程理論,方法與應(yīng)用M.北京:高等教育出版社,1998.WANGYing-luo.Theory,methodsandapplicationofsystemseng

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