行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
子計畫五：永續運輸指標與策略之整合模式(II)
計畫類別： 整合型計畫 計畫編號： NSC91-2621-Z-009-002- 執行期間： 91 年 08 月 01 日至 92 年 07 月 31 日 執行單位： 國立交通大學科技管理研究所 計畫主持人： 曾國雄 共同主持人： 江勁毅 計畫參與人員： Serafim Opricovic、許卜仁、邱華凱 報告類型： 完整報告 處理方式： 本計畫可公開查詢 中 華 民 國 92 年 11 月 1 日摘要
永續的運輸發展必須是在考慮目前及未來長期的狀況下，仔細審視所規劃 的運輸系統與大自然和社會間的互動。它必須要預測所有與計劃相關之變數的 未來可能變化，例如：地理與生態條件，社經條件，包括：社會價值系統的潛 在變化。運輸設施和活動對環境、社會和經濟會產生顯著的衝擊，因此永續運 輸發展必須考慮到多個準則。多準則最佳化方法則是在同時考慮多重準則下， 設法求得一個可接受的妥協解之方法。多準則最佳化是一個複雜且具動態性的 過程，經由此過程可以分別達成管理層面及工程層面的目的。妥協排序法(如 VIKOR)則是經常被用來求解多準則最佳化問題之方法之一。假設永續運輸發展 的評估架構已經建立，並且被作為最佳化評估之準則，而本研究即在於發展出 永續運輸指標與策略之整合模式，並利用多準則最佳化之妥協排序法，提出永 續運輸策略之優先次序，提供政府作為施政之參考。Abstract
Sustainable transportation development requires consideration of the interaction of a planned transportation system with nature and society under present and long-term future conditions. It requires prediction of possible future changes in all variables relevant to the plan, e.g. geological and ecological conditions, as well as socio-economic conditions, including a potential change in society’s value system. Transportation facilities and activities can have significant environmental, social and economic impacts, and sustainable transportation development is a multicriteria task. The multicriteria optimization method may be applied to achieve an acceptable compromise. Multicriteria optimization is considered as a complex and dynamic process in which one managerial level and one engineering level can be distinguished. The compromise ranking method (known as VIKOR) is introduced as one applicable technique to implement within multicriteria optimization. The multicriteria model can treat all relevant conflicting affects and impacts in their representative units. It is assumed that a framework for building evaluation indices has been developed for sustainable transportation development. The established evaluation indices will be a basis for the optimization criteria. The integration model of sustainable transportation indices and strategies sustainability will be developed as a main project goal. The strategies sustainability will be determine by multicriteria ranking of generated strategies, and the priorities of sustainable transportation strategies could be proposed.
目錄
摘要... I ABSTRACT...II 目錄... III 表目錄... V 圖目錄... VI 第一章 緒論...1 1.1 研究背景與動機...1 1.2 研究目的...2 1.3 研究範圍與對象...2 1.4 研究方法...2 1.5 研究內容與流程...3 第二章 永續運輸指標與策略評估相關文獻之探討...5 2.1 永續發展...5 2.2 永續運輸...5 2.3 永續運輸指標...6 2.3.1 永續發展指標架構與特性...7 2.3.2 國內外永續運輸指標...8 2.4 永續運輸策略...16 2.5 多準則決策應用於永續發展...17 第三章 永續運輸發展之研究構想與理論架構...19 3.1 研究構想...19 3.2 理論架構...20 3.2.1 指標永續性評估...20 3.2.2 永續運輸發展策略評估層級架構...22 3.2.2.1 階層分析方法...22 3.2.2.2 模糊階層分析方法...23 3.2.3 模糊綜合績效評判...24 3.2.4 多準則最佳化優先排序...25 3.2.4.1 TOPSIS ...25 3.2.4.2 VIKOR ...26 3.3 小結...27 第四章 永續運輸指標建立與現況分析...28 4.1 永續運輸指標訂定程序...28 4.2 永續運輸發展課題與初步指標建立...28 4.2.1 經濟效率面...28 4.2.2 環境生態面...30 4.2.3 社會公平面...31 4.3 永續運輸發展指標選定及現況分析...31 4.3.1 經濟效率面...32 4.3.2 環境生態面...39 4.3.3 社會公平面...42 4.3.4 整體現況分析...454.4 小結...51 第五章 永續運輸策略研擬與評估...52 5.1 永續運輸策略研擬...52 5.1.1 指標反映問題與因應對策...52 5.1.2 發展策略研擬...53 5.2 策略評估階層架構...55 5.2.1 評估階層體系之建立...55 5.2.2 權重調查結果與分析...56 5.3 永續運輸發展策略評估...59 5.3.1 策略評估問卷結果分析...59 5.3.2 TOPSIS 法與 VIKOR 法策略排序...61 5.4 小結...62 第六章 結論與建議...63 6.1 結論...63 6.2 建議...64 參考文獻...66 附錄-問卷設計 ...70
表目錄
表2.1 經濟合作發展組織-永續發展運輸相關指標 ...8 表2.2 紐西蘭-永續發展運輸相關指標 ... 11 表2.3 加拿大-安大略圓桌會議-永續運輸發展指標 ...13 表2.4 臺北市都市永續發展運輸指標...14 表2.5 交通部運輸研究所永續運輸量化指標...14 表3.1 AHP 評比尺度表...22 表3.2 模糊 AHP 五尺度語意變數...23 表4.1 永續運輸經濟效率面議題-運輸活動所消耗各項資源需求，遠超過其自然回復再生供給 ...29 表4.2 永續運輸經濟效率面議題-運輸系統效率未能發揮 ...29 表4.3 永續運輸環境生態面議題-運輸活動造成空氣污染、噪音等環境衝擊 ...30 表4.4 永續運輸環境生態面議題-運輸對安全及健康所造成的傷害 ...31 表4.5 永續運輸社會公平面議題-社會特定群體(弱勢)基本運輸可及性未能滿足...31 表4.6 永續運輸指標一覽表...32 表4.7 永續運輸指標績效表...46 表4.8 指數化永續運輸指標績效表...46 表4.9 正規化永續運輸指標績效表...47 表4.10 正規化永續運輸指標績效表-現況與發展趨勢 ...48 表5.1 永續運輸指標反映問題與發展策略彙整表...52 表5.2 永續運輸發展策略評估架構各構面模糊權重表...57 表5.3 永續運輸發展策略評估架構各準則模糊權重表...57 表5.4 永續運輸發展策略評估架構各構面群體權重差異表...58 表5.5 永續運輸發展策略評估架構各準則群體權重差異表...59 表5.6 永續運輸發展策略模糊綜效評估值...60 表5.7 永續運輸發展策略各準則綜效評估值差異表...61 表5.8 永續運輸發展策略優先排序表...61圖目錄
圖1.1 研究流程圖...4 圖3.1 永續運輸指標與策略二階段整合模式流程圖...20 圖3.2 永續運輸指標雷達圖示意圖...21 圖3.3 三角模糊數隸屬函數圖...24 圖4.1 永續運輸指標 1.1 大眾運輸(公車、捷運)營運效率 ...33 圖4.2 永續運輸指標 1-1-1 捷運運輸營運效率 ...33 圖4.3 永續運輸指標 1-1-2 公車運輸營運效率 ...33 圖4.4 永續運輸指標 1-2 公車運輸事業服務效率 ...34 圖4.5 永續運輸指標 1-3 公車運輸事業維護效率 ...34 圖4.6 永續運輸指標 1-4 貨物運輸營運效率 ...35 圖4.7 永續運輸指標 1-5 運輸能源生產力 ...36 圖4.8 永續運輸指標 1-6 平均行駛速率 ...36 圖4.9 永續運輸指標 1-7 每車享有道路面積 ...37 圖4.10 永續運輸指標 1-8 每車享有停車格位數 ...37 圖4.11 永續運輸指標 1-9 交通號誌組數 ...38 圖4.12 永續運輸指標 1-10 每千人擁有車輛數 ...38 圖4.13 永續運輸指標 1-11 交通肇事率 ...39 圖4.14 永續運輸指標 2-1 石化能源使用比例 ...39 圖4.15 永續運輸指標 2-2 PSI>100 天數比例 ...40 圖4.16 永續運輸指標 2-3 噪音監測不合格時段比例 ...41 圖4.17 永續運輸指標 2-4 人行道比例 ...41 圖4.18 永續運輸指標 2-5 交通事故死亡、重傷率 ...42 圖4.19 永續運輸指標 3-1 大眾運輸每日服務人次 ...42 圖4.20 永續運輸指標 3-2 公車運輸每日服務班次 ...43 圖4.21 永續運輸指標 3-3 特定群體使用大眾運輸比例 ...43 圖4.22 永續運輸指標 3-4 人行道無障礙設施新建比例 ...44 圖4.23 永續運輸指標 3-5 殘障停車格位比例 ...44 圖4.24 永續運輸指標 3-6 交通滿意度調查 ...45 圖4.25 永續運輸指標-經濟效率面永續雷達圖 ...49 圖4.26 永續運輸指標-環境生態面永續雷達圖 ...49 圖4.27 永續運輸指標-社會公平面永續雷達圖 ...50 圖5.1 永續運輸發展指標呈現不永續因應策略關係圖...54 圖5.2 永續運輸發展策略評估架構圖...55 圖5.3 永續運輸發展策略評估架構各構面與準則相對權重圖...57第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
「 永 續 發 展 」 一 詞 依 據 世 界 環 境 與 發 展 委 員 會(World Commission on Environment and Development, 1987)之定義為：「在不犧牲下個世代而能滿足其 需求能力的前提下，發展現今世代的需求滿足」，亦即當我們滿足現今生活之需 求時，也須考慮到往後世世代代的永續發展。而由永續發展的觀念衍生至運輸 領域，即為「永續運輸(Sustainable Transportation)」。 運輸設施與運輸活動對於環境保護、社會公平與經濟效率之三個永續發展 的向度而言，均可能造成顯著的衝擊，大部分的運輸計畫僅針對某一些衝擊進 行評估或規劃，特別是針對交通的品質如道路的服務水準、壅塞所造成的延滯， 車流的平均速率等，然而運輸系統的永續發展必須針對所有的衝擊詳加考慮， 同時著重於運輸系統與自然、社會環境之間的交互關係，並強調生態、經濟、 能源與社會因素的整合以保護自然和社會環境。因此，永續運輸發展必須考慮 到多項準則，包括社會大眾、不同政府部門及政府層級，而經濟方面的計量也 常用來評估整體運輸發展計畫的績效，再者，其他如社會、政治及環境方面的 績效也是重要的，實際的課題通常採用數個不相稱、不同層面且相互衝突的準 則來具體化，而且沒有一個解決方案能同時滿足所有準則之達成水準，所以必 須在多個衝突的準則中發展並決定一個折衷的最佳解決方案。
多準則最佳化(或多準則決策，Multicriteria Decision Making, MCDM)是一複 雜且具動態性的過程，透過此過程可以分別處理管理層次及工程層次的問題 (Duckstein and Opricovic, 1980)。在管理層面可定義目的及選擇最終最佳的方 案，在工程層面則是著重在多準則的決策，提供解決方案給政府部門中之「決 策者」來決定是否接受或拒絕。然而決策者的偏好架構常偏離了最佳化的程序， 而此偏好架構經常建立在政治的準則，而非單獨的僅在技術的準則上，在這種 情況下，系統分析者必須透過整體分析以及非劣且(或)折衷解決方案的排列，來 協助進行決策。 運輸計畫發展方案應依據已建立的準則來進行評估，評估的指標是最佳化 準則的基礎，而多準則最佳化的應用則可透過使用一組綜合性準則建立多重目 的及多重目標。永續運輸規劃的目的一方面是為了選擇最佳的組合來折衷相互 競爭的空間使用，另一方面則協調與生態及社會環境有關的不同政府部門和等 級相互之間的權責，因此折衷排序方法(如 VIKOR)可謂為多準則決策中最適於 引用的技術。 在多目標決策中存在許多不明確的影響因子，因此可利用模糊集合理論來 定義準則及準則的重要程度以建構模式，依據Bellman 和 Zadeh (1970)所述：「在
真實的世界中，大部分決策者對於環境中的目標、限制及可能行為的結果均無 法明確的了解」。Ribeiro(1996)指出，在模糊環境中準則與權重都可以是模糊集 合(Teng and Tzeng, 1996)，而多準則模式可用以處理所有相關且衝突的影響與衝 擊，另，方案的評估與已建立準則的不明確有關，因此模糊多準則模式即可用 來處理此類質化(無法量化或語意的)或不完整的資料。 1.2 研究目的 本研究之目的在於建立永續運輸指標與策略永續性之整合模式，透過產生 策略的多準則排序，來決定策略的永續性及所提出永續運輸策略之優先順序。 在此研究中發展出一個多準則最佳化方法，使永續運輸評估指標亦在此最佳化 準則基礎上，並利用已建立的準則來評估運輸發展方案。多準則最佳化程序包 括產生方案、建立準則、評估方案之權重以及運用折衷排序法(VIKOR)，並透過 一組綜合準則協助建構多重目的與目標。 具永續發展的計畫須考慮現階段及長期未來生態、社會環境情況的互動， 因此若方案面對未來的情況、條件的適應性越具彈性，則評估的績效值就越高， 由於方案的評估乃利用不明確或不確定的準則，因此必須藉由模糊多準則模式 來處理質化或不完整的資料，以求得指標與策略之整合模式。 1.3 研究範圍與對象 本研究係以台灣本島為範圍，以都市運輸系統為研究對象，探討目前台灣 所進行之各項運輸計畫是否達永續運輸發展之目標、研擬台灣永續運輸發展策 略並確認其先後順序。 1.4 研究方法 永續運輸發展必須考量目前及未來在各種情況下所規劃之運輸系統與生 態、社會環境之間的互動關係，因此在永續運輸中的四個向度之間與其評估指 標，以及世代間的平衡，均存在著交互關係，故本研究將藉由以下數個研究方 法加以解析。 1. 文獻評析法 蒐集國內外有關永續運輸發展之期刊文獻，並加以回顧及彙整分析，藉此 作為本研究之參考，以期有所啟發。 2. 問卷調查法 評估準則與權重之決定，將分別針對專家學者、相關交通政府機關、規劃 人員、一般民眾等類別實施問卷調查並分析探討其結果。 3. 多準則評估法
AHP 法計算指標權重，並將評估準則標加以層級化、結構化，並運用模糊 理論(fuzzy theory)及解模糊化方法(defuzzy)將具模糊(vague)之準則指標值 進行模糊運算及轉換成明確(crisp)績效值，加以分析與討論。
4. 多準則最佳化方法
運用多準則最佳化方法(multicriteria optimization, MCO)如折衷排序方法 (VIKOR、TOPSIS 等)，利用建立完成之永續運輸指標架構，尋找出發展之 最佳策略，並以實例操作模式。 1.5 研究內容與流程 各步驟研究內容如下列： 1. 研究範圍與問題界定 確定研究目的與內容，釐清運輸系統分析對象與指標。 2. 文獻回顧 蒐集國內外與永續運輸相關之文獻資料，包括研究報告與期刊論文，加以 整理分析檢討作為後續研究之基礎。 3. 資料蒐集與整理 蒐集有關國內運輸系統的各項統計資料，依資料屬性分類整理。 4. 永續運輸意義之界定與探討 依據相關文獻與台灣地區各項資料特性，界定永續運輸發展在社會公平、 經濟效率、環境保護及安全方面之意義。 5. 永續運輸指標系統建立 透過文獻回顧及資料蒐集整理，研擬永續運輸社會公平、經濟效率、環境 保護及安全方面之指標，並透過多準則決策方法建立指標整合系統。 6. 永續運輸發展策略研擬與分析 依據指標所欲達成之目的，研擬永續發展方案，並加以分析排列優先順序。 7. 實例研究 運用台灣地區實際運輸發展計畫，評估各項指標績效否達永續運輸發展之 目標。 8. 結論與建議 最後依據研究成果提出結論，並建議後續研究之方向。 根據以上本研究之流程如圖1.1。
圖1.1 研究流程圖 研究問題與範圍之界定 文獻回顧 永續運輸意義之界定與探討 資料收集與整理 永續運輸指標系統建立 永續運輸發展策略研擬與分析 實例研究 結論與建議
第二章 永續運輸指標與策略評估相關文獻之探討
有關永續發展國內外已有許多研究，本章分別就永續發展、永續運輸、永 續運輸指標、永續運輸策略及多準則決策於永續發展之應用等主題，蒐集國內 外相關文獻，並加以整理、回顧，作為本研究之基礎。 2.1 永續發展 本節針對永續發展的緣由及定義作一概略的回顧，以瞭解永續運輸發展的 背景，作為研究基礎。 1983 年 聯 合 國 成 立 世 界 環 境 與 發 展 委 員 會 (World Commission on Environment and Development, WCED)執行及從事各項環境保護的研究，於 1984 年召開第一次正式會議，會中提出八項議題作為未來工作重點，其中包括人口、 能源、工業、糧食、居住、國際等六項環境與永續發展以及環境管理決策系統、 國際合作等八項。1992 年於巴西里約熱內盧召開「地球高峰會議(The Earth Summit)」，會中 提出五項重要文件包括「里約宣言(Rio Declaration)」、「廿一世紀議程(Agenda 21)」、「氣候變化綱要公約(Framework Convention on Climatic Change)」、「生 物多樣性公約(Biological Diversity Convention)」、「森林公約(Forest Principle)」， 目的在調整全球經濟秩序、改變生產與消費型態，並修正各國政策及加強國際 間的約束與規範，此會議亦促成聯合國於同年成立「聯合國永續發展委員會 (United Nations Commission on Sustainable Development,UNCSD)」，其主要任務 為推動永續發展監督程序、建立永續發展策略及財務來源認定。 永續發展的理念自從聯合國大力的推動，已逐漸成為世界各國進行國家發 展與保護生存環境的最高指導原則，其定義甚多，然可歸納出共同的觀點，其 中1987 年世界環境與發展委員會之定義：「在不犧牲下個世代而能滿足其需求 能力的前提下，發展現今世代的需求滿足」，於社會層面主張公平分配，以滿 足全體人民的基本需求，於環境層面主張人類與自然和諧相處，於經濟層面主 張在保護自然環境的基礎上持續發展經濟成長。 2.2 永續運輸 本節接續針對永續運輸之定義及相關探討永續運輸的文獻加以回顧，以釐 清永續運輸的發展近況及研究範圍。 依前節所述，永續發展的定義為：「在不犧牲下個世代而能滿足其需求能 力的前提下，發展現今世代的需求滿足」，而人類為滿足各種活動而產生交通 運輸，隨著科技的進步，交通運輸亦演進得十分便利，並為現代人帶來舒適的 生活及經濟發展，但相對地也造成了交通安全問題、能源耗用過度、空氣污染、
溫室效應等問題，無止盡地消耗地球上的資源，為下個世代累積了更多的資源 負擔，嚴重影響生存環境。 因此將永續運輸的觀念加入運輸發展上，即是永續運輸，其內含有環境、 社會及經濟三方面的永續發展。在環境方面，要求政府與民間進行運輸決策時， 應考慮運輸的外部效果，即交通運輸所造成的空氣污染、噪音、道路損壞、交 通事故等；在社會方面，則要求運輸改善需顧及各層面的民眾利益；在經濟方 面，要求資源必須有效率的使用及維護。其宗旨為：永續運輸的建設與發展要 求資源不論在使用的數量與速率上，都不得任意而無節制的使用，且應追求替 代的資源，目的是希望這一代的資源不應該在這世代就耗盡，而應該延續待下 一世代甚至永久使用(馮正民，1999)。 交通運輸是經濟體系的一環，在日常生活中上擔負著貨物及人員移動任 務，擴展了個人及工商業活動領域，運輸活動卻對社會環境有噪音、空氣污染 及水污染，消耗天然資源、造成市區擁擠及生活阻隔等負面影響。隨著經濟發 展及人類活動空間的擴大，使得日常用品及人員運輸快速成長，國內運輸部門(尤 其是公路運輸)不論在石油產品消耗或是在污染物排放，均佔有相當之比例且逐 年增加，對台灣地區環境帶來不良影響，因此藉由永續運輸發展來達到地球與 生活居住環境「減少消耗與污染」之目的，同時確保「自然資源可以再生復原」 之目標(張學孔，2001)。 因此在現今國內交通運輸已面臨了快速且機動化所衍生的問題，諸如隨著 個人所得的增加，機動車輛持有率比道路面積的成長來得快速，造成都市地區 交通壅塞，其車速緩慢即伴隨空氣污染的嚴重，更使得利用大眾運輸系統的通 勤者通勤時間的增加，客貨運行駛成本亦隨著增加，種種問題均突顯運輸政策 的制定須因應追求更加生活品質的永續基礎而進行調整的必要，而調整方向可 分三方面說明(The World Bank, 1996)：
(1) 追求經濟與財務的永續經營 資源必須有效率的運用，且設備資產也需確實與定期性的維護，方能達到 在經濟與財務上的永續性。 (2) 追求環境與生態上的永續性 不論是在政府部門或是民間部門對外來發展的投資決策，應充分考量運輸 計畫所衍生的外部效應，方能達到環境與生態的永續性。 (3) 追求社會公平發展的永續經營 運輸改善的效益應能普及於社會各階層，方能廣為民眾接受，進而達到社 會發展的永續性。 2.3 永續運輸指標 本節針對永續運輸指標架構及特性與國內外已建立之永續運輸指標加以探
討，作為本研究建立指標之參考依據。 2.3.1 永續發展指標架構與特性 自1992 年「地球高峰會議」後，各國開始將永續發展理念納入環境指標中， 永續發展指標系統的建立，應與永續發展理念與內涵密切結合，否則將無異於 傳統作法，不但所訂之環境指標可能雜而無序，更無法與永續發展理念相結合， 因此永續發展指標系統應能達到以下三項主要功能： (1) 預警功能； (2) 檢討與回顧功能； (3) 未來決策導向之展望功能。 就國家而言，永續發展指標可以釐清各國境內永續發展的政策方向與目 標，及相關政策與施政之執行優先順序，故在建立永續發展指標的工作上應先 瞭解各種指標之定義與感念及其與永續發展的相關性，最終目的乃是協助國家 瞭解其實際永續發展現況，並規劃永續政策導向(於幼華、張益誠，1999)。 根據Maclaren(1996)廣泛地回顧永續發展指標研擬之文獻，將指標系統研擬 過程歸納為以下六類： (1) 領域基礎架構(Domain-based frameworks)：以領域為基礎之指標架構，是以 永續發展的主要向度為領域，包括經濟效率、環境生態、社會公平三個構 面。 (2) 目標基礎架構(Goal-based frameworks)：以目標導向的指標架構首要擬定永 續發展之目標體系，再依各目標或整體目標界定相關指標。 (3) 部門架構(Sectorial frameworks)：依據政府所管理的主要部門為基礎，如環 境保護、交通、都市規劃等部門，分別建立其相關永續發展指標，透過政 府行政部門配合，易於監控所屬責任及績效。 (4) 議題基礎架構(Issue-based frameworks)：以議題為基礎之指標架構，係針對 主要永續性課題，如空氣污染、生命安全、可及性需求滿足、能源效能等 議題，分別建立其相關之永續發展指標。 (5) 因果架構(Causal frameworks)：此架構係依因果之關聯性來建構，如「壓力 -狀態-反應」(Pressure-State-Response, PSR)或「動力-狀態-反應」(Driving force-State-Response, DSR)即屬此類。 (6) 綜合架構(Combination frameworks)：整合上述二種或二種以上的指標架 構，擷取其優點。 依據於幼華、張益誠(1999)整理，在永續發展指標的選取上，其指標須具備 以下十項屬性：(1)全面性、代表性與顯著性；(2)資料可及性；(3)資料可性度與
正確性；(4)兼顧國際性與國家特性；(5)可比較性；(6)可理解性且容易使用；(7) 操作彈性；(8)充分科學基礎；(9)實用性；(10)預測性。 另外 Liverman 等人(1988)提出選擇永續指標時應注意以下九個準則：(1)敏 感性；(2)空間敏感性；(3)社會分配敏感性；(4)可逆性；(5)可控制性；(6)可預 測性；(7)可被整合；(8)資料可及性；(9)實用性。隨著指標使用目的及適用地域 不同，須能靈活適切地調整各種因子元素組成，尤其在利用指標作為多國、多 區域的比較時，更須注意各國的「國情」及各地區的「民情」是否皆適用同一 標準，因此在指標的選取均須顧及上述因素。 2.3.2 國內外永續運輸指標 回顧國內外永續運輸之發展及指標建立，本文將依上述 Maclaren 所分六類 架構，整理分述如下： (1) 因果架構永續運輸指標 A. 聯合國永續發展委員會 1995 年聯合國永續發展委員會(UNCSD)依據二十一世紀議程(Agenda 21)建立一套指標系統來評估各國永續發展情形，該系統的建構成為聯 合國永續策略工作進程中極為重要的一項基本工作，亦作為各國在研發 永續發展指標的參考範本，據以建立符合各國實際需要的永續發展指標 系統。其指標體系分為社會、經濟、環境與組織制度等四個主要層面， 再細分若干相關子題，並以壓力-狀態-反應(PSR)觀點將指標分為三種 類型，該指標體系涵蓋130 個指標項目，其中與運輸相關之指標為：機 動車燃料平均每人消耗率。 B. 經濟合作發展組織
經濟合作發展組織 OECD(Organization for Economics Cooperation and Development)(1998)為一工業化國家的國際性組織，其建立之運輸與環 境指標係根據「地區的環境意義趨勢」、「運輸部門的環境影響」、「環 境與運輸的經濟連結」，其基礎架構建立於壓力-狀態-反應(PSR)模式， 其指標如表2.1 所示。 表 2.1 經濟合作發展組織-永續發展運輸相關指標 指標分類 永續運輸指標 總 交 通 量 成 長 與 運 具 分 配 一、 依運具分之旅客交通量趨勢(私人小汽車、公車、長途公車、 鐵路、航空)——延人公里 二、 依運具分之貨運量趨勢 三、 道路交通量趨勢——延車公里 四、 機場交通量趨勢 五、 國家海港處理貨物噸數趨勢
基 礎 設 施 資本支出：總數、運具分 運 具 與 移 動 設 施 道路運具數量：總數、使用汽油的運具數量、使用柴油的運具數量、 其他 資 源 使 用 運輸部門最終的能源消耗(總量、每人、依運具分)——油當量噸 空 氣 污 染 一、 運輸排放量，包括 CO2、CO、NOX、VOC 等(總量、每人、依
運具分)
二、 每車公里排放物，包括CO2、CO、NOX、VOC 等 水 污 染 在營運期間，由於意外或排放造成油外流之噸數 噪 音 暴露於超過 65 分貝運輸噪音之人口 廢 棄 物 一、 運輸相關廢棄物噸數 二、 進口或出口之危險廢棄物噸數 風 險 與 安 全 一、 死亡或受傷人數 二、 運送危險物質之噸數 環 境 損 害 運輸環境污染損害 環 境 支 出 一、 污染防制總支出 二、 花費在安靜、清潔、提升運具能源效率之研發支出 稅 收 與 補 貼 一、 直接補貼 二、 直接與間接補貼 三、 總經濟補貼(直接補貼和間接補貼加上外部性) 四、 運具與運具使用之相關稅收 價 格 結 構 一、 汽油(有鉛、無鉛)、柴油和其他燃油之轉換實際價格趨勢 二、 公共運輸之轉換實際價格趨勢 貿 易 與 環 境 指標發展中 C. 美國-永續發展指標小組
美國永續發展指標小組(Sustainable Development Indices Group)於 1996 年完成指標項目的調查與分類，並推薦永續發展指標項目，1997 年完成 篩選，接續進行背景調查與資料庫建立及測試工作，該指標系統係以 OECD 的 PSR 架構為基礎，發展 P-S-R/E 指標架構，加入 E(Effect)項目。 其中與運輸相關之指標為以下三項： (A) 通勤時間； (B) 大眾運輸使用； (C) 運輸燃料消耗。 D. 紐西蘭-環境委員會 1999 年紐西蘭環境委員會發表「運輸的環境影響指標提案」，其方法架 構係以 PSR 模式，參考 OECD 所發展確認環境指標的方法，其運輸相 關指標如表2.2 所示，主要區分為二類，第一類是優先發展的主要指標， 包括間接壓力的運輸活動指標與直接壓力的運輸壓力指標，第二類屬於
候選的輔助指標，包括運輸行為、空間指標、擁擠/成本指標、土地使用 改變與土地分割、噪音指標、空氣品質與雜項等。
表 2.2 紐西蘭-永續發展運輸相關指標 指標分類 永續運輸指標 運輸活動指標 (間接) 一、 道路擁擠的改變 二、 車隊的組成 三、 都市的密度 四、 一般上班的旅行運具 五、 道路使用者的車公里數 六、 延人公里數 七、 延噸公里運費 運輸壓力指標 (直接) 一、 受到道路噪音的室外人口 二、 受到機場噪音的居住人口 三、 總運輸使用之土地面積 四、 具有適當防洪處理之一般幹道和州際公路比例 五、 車流承載量(壓力指標) 六、 Waahi tapu：運輸網路區位設置
七、 Marae and papakainga：運輸網路的噪音分析 運輸行為 一、 補貼城市公共運輸可用座位和效用 二、 城市運具的旅行比例 三、 城市短程運具的旅行比例 四、 城際運具延人公里的比例 空間指標 一、 大眾運輸路線長度/公路路線長度 二、 行走距離在大眾運輸搭乘點(200 公尺？)內的人數比例 三、 交通分區由大眾運輸服務的旅次比例；市外交通分區和中心商 業區間由大眾運輸服務的比例 四、 中心商業區和城市內工作者的停車位數 五、 複合指標藉由使用類型來區分運輸土地使用(地理資訊系統) 擁擠/成本指標 運輸成本指標 土地使用改變 和土地分割 一、 每年新道路的建築 二、 耕地土地轉變為道路或鐵路的地區 道路噪音指標 一、 受到道路噪音的室內人口 二、 車隊噪音的改變 三、 依都市、鄉村及交通流量分，不同路面材質之道路系統比例 空氣品質 一、 階段一指標*：汽車的 CO，NOX，PM10排放 二、 階段二指標*：暴露在當地 CO，NOX，PM10氣體中的人口 雜項 一、 在紐西蘭的國內運輸事業中，飛航器的流量 二、 平均旅行長度 (2) 議題基礎架構永續運輸指標 世界銀行(World Bank)是全球最大的研究發展計畫贊助者，其研究涵蓋許多 領域的學術基礎，1996 年公佈環境計畫指標(Environmental Performance Monitoring Indicators, EPIs)，為世界銀行用來評估各項國際計畫環境影響之
指標，在建構指標系統時，世界銀行以森林、生物多樣性、土地利用、水污 染、空氣污染、全球環境問題及制度決策面等七項議題，在指標類型的基礎 架構上，依各項計畫目標及實行過程，編制各自之 EPIs，其交通運輸指標 如下： A. 道路舖設：新舖設道路佔所有道路百分比； B. 道路貨物運輸：百萬公噸公里； C. 鐵路客運運輸：每百萬 GDP 之人公里； D. 鐵路貨物運輸：每百萬 GDP 之公噸公里； E. 可利用的引擎機車頭：機車頭之百分比； F. 飛機起飛班次：每千次； G. 航空運送乘客數：每千人次； H. 航空運送貨運量：每百萬公噸公里。 (3) 綜合架構永續運輸指標 A. 英國 英國政府依據地球高峰會之結論，於 1994 年發表「永續發展策略」一 書，其中包含有關運輸系統的初步評量指標，其架構係參考 PSR 架構， 結合國內永續運輸發展關鍵議題，其與運輸相關的指標包括： (A) 汽車使用與總旅行人口：每人之人英里數； (B) 短程運輸：包括步行、腳踏車、公車、小客車的短程運輸旅次數； (C) 運輸成本的改變：燃料、票價等成本； (D) 交通費用：道路與鐵路之運價。 B. 加拿大-安大略圓桌會議 安大略圓桌會議主要議題為運輸，該會議主要係協助安大略運輸部門共 同研擬當地之運輸系統策略，並將永續性及永續指標觀念納入政策規劃 與分析，其架構係基於「準則-影響-活動-衡量」(Criterion- Infulences- Action- Measures)系統並兼具目標架構，以以下三項永續運輸概念為主 要準則： (A) 有一定程度的產出(污染)量是可以被環境所消化的； (B) 對不可再生資源的投入需求很低； (C) 降低對生態系統、土地、水域的干擾與破壞，並減少對自然保育棲 地的使用。 其主要指標分為環境、經濟、社會、系統四個部分，其運輸相關指標如 表2.3。
表2.3 加拿大-安大略圓桌會議-永續運輸發展指標 指標 說明 二氧化碳負荷量 對大氣中的二氧化碳作總量管制。 生態足跡 衡量資源的使用。衡量土地可接受的成長及不可 再生資源的使用。 環境 自然棲息地的分佈及土地 使用 運輸系統的土地使用在不同區域有著不同的衡 量準則。 就業 定義出經濟模式中標準的指標及主要決策者的 準則觀念。但不能衡量現在的狀況。 綠色ＧＤＰ 綠色ＧＤＰ可是決策者認為是環境及永續的重 要指標。但不能衡量現在的狀況。 經濟 稅收 可衡量現在所支持運輸發展方向的指標。 死亡及傷亡 衡量運輸發展與死亡人數之關連。 犯罪 竊車及不良駕駛行為之犯罪 社區分布 交通及運輸活動的分布。 分佈不等的指標 國家中近二十年家戶所得資料。 Demotechnic Index 此一指標用以比較各國人口與消費對於環境之 壓力。基本上，此一指標衡量平均人類生活所需 使用之商業能源。 社會 E-index 衡量特定計畫相對於每人(不同區域)平均能源消 耗之比例。如相對於加拿大之 E-index 為 1(100 ％)表示該計畫使用之能源比例與加拿大每人平 均值消耗值相同。 非石化燃料的使用 衡量運輸發展中使用非石化能源佔總能源的百 分比。 能源效率 可提供多種運輸模式及其能源效率以供使用者 選擇。 系統 混合土地使用兩種或更多 的旅次選擇 運輸系統可提供多樣的運輸模式及公共運輸及 良好的土地使用規劃並整合之。 C. 我國-臺北市永續發展指標系統 臺北市政府都市發展局於 1996 年建立該市的永續發展指標，期能透過 指標的評估來檢視臺北市現況與未來政策推動方向的擬訂，此指標係建 立於因果架構及部門架構，並以都市生態系統的觀點，建構臺北市都市 永續發展之指標系統因果架構，在依據部門結合成綜合性指標，其中運
輸相關指標如表 2.4。 表2.4 臺北市都市永續發展運輸指標 指標群 指標名稱 估算方式 小汽車持有率 (小汽車數/現在人口數)*1000 大眾運輸易行性 乘客人數/大眾運輸行駛里程數 每人每日通勤時間 平均每人每日通勤時間 主次 要 幹道 尖 峰時 間平 均旅行速率 主次要幹道上、下午尖峰時間之平均 旅行速率 交 通 自行車專用道路長度 自行車專用道長度 公共設施面積比 (公共設施面積/土地總面積)*100％ 土 地 使 用 行人徒步區長度 行人徒步區長度 每年空氣嚴重污染天數 空氣品質指標 PSI 植大於 100 天 每年噪音污染比例 (噪音監測全日均能音量超過標準次 數/總監測次數*100％ 環 境 品 質 每年酸雨天數比例 ( 降 雨 監 測 為 酸 雨 天 數 / 總 監 測 天 數)*100％ 安 全 交通肇事率 交通肇事件數/車輛總數 都市系統 社 會 福 利 無障礙設施比率 (含無障礙設施建築及公共設施數/總 數)*100％ 輸 入 資 源 每人耗油量 供油量/現住人口數 每人空氣污染量 空氣污染物總排放量/現住人口數 都 市 廢 棄 物 處 理 及 產 出 二氧化碳排放量 Σ(各產業別各種能源使用量*各種能 源之單位二氧化碳排放係數) 環 境 管 理 公部 門 環境 保 護投 入支 出比例 (環境保護支出/總支出)*100％ D. 我國-永續運輸之量化指標研究 交通部運輸研究所於 2002 年建立國內永續運輸發展指標，以確認我國 運輸系統是否朝向永續發展，藉以調整運輸政策重點方向、研擬永續運 輸政策，以順應永續發展的世界潮流，該指標系統運用議題架構作為指 標基礎，並採用 PSR 架構窮舉指標，各指標如表 2.5 所示。 表2.5 交通部運輸研究所永續運輸量化指標 構面 永續運輸指標 大眾運輸路網服務密度 大眾運輸之服務人數比例 運輸設施分布與人口分布相對比例 社 會 面 預算分配與運輸需求相對比例
輔助器具補助金額 特定族群使用大眾運輸之比例 偏遠地區運輸建設經費比例 偏遠客運補貼比例 每萬輛車之肇事次數 每萬輛車肇事死亡人數 易肇事地點數量 交通違規舉發數 飆車、超速數 違規停車數 永續之出版品數量 交通安全教育、宣導之經費 民眾抗爭活動次數 大眾運輸之平均載客率 每員工服務旅客數 虧損比例 使用者所付稅費中用於道路維護金額相對於總維護金額之比 運輸業違規營運之比例 空運客運量 鐵路客運量 小汽車年成長率 機車年成長率 Ｋ值 各使用分區之人口密度 機車的比例 計程車的比例 運輸Ｒ＆Ｄ支出占ＧＤＰ的百分比 經 濟 面 移動性污染源之污染防治經費比例 保護區、保育區之比例 集水區之比例 丙種建地面積 檳榔樹種植面積 茶樹種植面積 空氣污染指標(PSI>100 的天數) 交通工具佔空氣污染陳情處理案件百分比 交通噪音佔噪音陳情案件百分比 環 境 面 運輸系統耗用能量數量
機動車輛之數量 公路(道路)路網新建面積 運輸系統使用之土地面積 路網密度 報廢車輛之回收比例 2.4 永續運輸策略 本節針對國內外永續運輸發展策略文獻一一回顧，作為本文擬定永續運輸 策略之依據。 世界銀行於 1996 出版「永續運輸-論政策改革之優先課題 (Sustainable Transport- Priorities for Policy Reform)」一書中指出，永續運輸政策包括經濟與 財務的永續性、環境的永續性、社會的永續性，三個層面的意義，其分述如下： (1) 經濟與財務的永續性 A. 增進運輸服務業的市場競爭結構； B. 增進運輸基礎建設在使用、供應、籌資與管理等方面的效率； C. 建立一個促進競爭性的體制； D. 建立必要的策略規劃與系統管理技術能力，以彌補市場機制之不足。 (2) 環境的永續性 A.強調健康為優先考量因素； B.於計畫評估階段及綜合考量環境與經濟因素； C.發展一套具環境敏感度的運輸策略架構。 (3) 社會的永續性 A.以解決貧民的運輸問題為目標； B.以更切合其需要的方式來看待鄉村貧民的運輸問題； C.再運輸政策與執行計畫改變時，應充分考量其對於貧民所產生的負面影 響。 交通部運輸研究所於2002 年「『促進大眾運輸發展方案』後續推動方案之 規劃」提出以社會永續、經濟與財務永續、環境永續三個構面之永續運輸發展 策略，分述如下： (1) 社會永續 A. 平衡私人運具使用成本； B. 改善大眾運輸營運環境；
C. 推動以大眾運輸為導向之都市發展策略； D. 培養地方大眾運輸規劃人才； E. 改變運具使用習性。 (2) 經濟與財務永續 A. 合宜補貼政策； B. 降低營運成本； C. 適當的回饋-恢復收取公路營運費； D. 增加營運收入； E. 充足資金來源。 (3) 環境永續 A. 優先引進綠色公車； B. 鼓勵使用先進營運設備； C. 外部成本內部化； D. 車輛使用年限合理化。 2.5 多準則決策應用於永續發展
Quaddus and Siddiqne (2001)運用多準則決策方法(multicriteria decision conferencing approach) 於 建 構 永 續 發 展 規 劃 模 式 (modeling sustainable development planning)，即利用 AHP 法建構五層次的永續發展計劃評估架構，第 一層為目的-永續發展，第二層為三個評估構面-經濟、社會、環境，第三層為評 估指標，第四層為各部門發展策略，第五層為各部門發展計畫，並決定各準則 權重。 Ferrarini 等人(2001)討論到永續發展已逐漸成為主要的議題，但是在執行方 面仍具困難，該研究以二十五個永續發展指標來對義大利Reggio Emilia 省之四 十五個城市加以評估，並以多準則分析來排列城市發展永續性之順序。
Opricovic and Tzeng(2002)運用模糊多準則模式分析包括產生方案、建立評 估準則決定準則權重，以折衷排序法(VIKOR)的應用，來研擬減低災害影響的 方案，並產生永續性的重建計畫，該研究則以我國南投921 大地震重建為例。 Tzeng 等 人 (2002) 以 二 階 段 評 估 民 眾 對 環 境 品 質 的 偏 好 (public preferences)，第一階段以多屬性評估模式來評估民眾對環境品質的偏好結果顯 示以空氣品質和噪音污染，民眾最關心。第二階段研擬改善空氣品質的策略， 並建立策略之評估準則，最後應用折衷排序法(VIKOR)來排列方案之優先順序。 Georgopoulou 等人(2003)應用多準則方法 ELECTREⅢ來研究在永續發展中 希臘的溫室氣體排放，並針對該國國家行動計畫(National Action Plan)作優先排
序，以作為行動計畫執行的時間排程，該研究中在以污染排放透過環境和社會 的衝擊、成本、可行性、應用性等作為評估之準則，評定政府各部門所提出之 行動計畫。
Chiou and Tzeng (2002)以模糊階層分析方法，來決定主觀判斷的權重，利用 非加法型模糊積分法來評估綠色產業的永續發展策略，並以不同的面向如：經 濟效益、技術可行性及環境法規來評估投資策略，因此可視為 FMCDM 問題， 使用三角模糊數來建立權重及預期達成值，藉由模糊權重和模糊綜效(Synthetic Utility)，可以決定準則間之相對權重，並決定最佳策略。
第三章 永續運輸發展之研究構想與理論架構
有關本研究的研究構想及理論架構將在本章說明，包括運用階層分析方 法、模糊理論、模糊綜合評判、多準則最佳化排序方法(TOPSIS、VIKOR)，旨 在建立永續運輸指標檢視永續運輸發展的三大構面-環境、社會及經濟，再研擬 永續運輸發展策略來改善運輸系統，並以二階段方式建構本研究之整合模式。 3.1 研究構想 永續運輸發展其內含有環境、社會及經濟三方面的永續發展，在環境方面， 要求政府與民間進行運輸決策時，應考慮運輸的外部效果，即交通運輸所造成 的空氣污染、噪音、道路損壞、交通事故等，在社會方面，則要求運輸改善需 顧及各層面的民眾利益，在經濟方面，要求資源必須有效率的使用及維護，然 而現實世界運輸政策在推行時，永續運輸發展的三個構面往往是相互衝突的， 而我國為發展中國家，以往交通運輸政策在推行時，均以「經濟發展」為唯一 的考量，卻忽略了因運輸的建設、車輛持有率的成長、廢氣的排放，所造成環 境的衝擊及生命安全的隱憂。隨著永續發展理念於世界各國的推動，已逐漸成 為國家發展與保護生存環境的最高指導原則，我國亦不例外，因此擬藉由本研 究建立一套永續運輸發展指標系統，來檢視國內交通運輸環境的永續性，接續 針對不永續的部分，研擬發展策略，再利用本研究建構之永續運輸發展策略之 評估架構，加以排序，尋求發展策略之優先順序，作為政府施政之參考。 本研究係「永續運輸指標評定交通運輸環境的永續性」與「永續運輸策略 評估架構排列策略之優先順序」二階段整合，運用第一階段的結果來研擬第二 階段的發展策略，如圖 3.1 所示。 在第一階段的永續運輸指標，本研究係利用文獻回顧法，並廣為蒐集國內(以 台北市為例)運輸設施、運輸環境、運輸能源等相關量化統計數據，建立一套永 續運輸指標系統來檢視交通運輸環境是否達永續性。 在第二階段的永續運輸策略，將利用第一階段的檢視結果，針對不永續的 指標項目研擬發展策略，作為未來運輸政策推動時的方向，以改善其不永續性， 由於永續運輸發展的三個構面-經濟效率、環境生態、社會公平，是相衝突的， 例如發展經濟的同時很難兼顧環境與社會的，講求環境生態的保存，也很難達 成運輸經濟效率，因此本研究利用階層分析方法，透過專家問卷的方式，建構 一套永續運輸策略評估架構，再藉由多準則最佳化的應用，透過使用一組綜合 性的準則來建立多重目的及多重目標，即達到永續運輸的三個構面，使永續運 輸規劃一方面是為了選擇最佳的組合來折衷相互競爭的衝突，另一方面則協調 與生態及社會環境有關的不同政府部門和層級相互之間的權責。 本研究將利用模糊集合理論來定義語意變數，來解決多目標決策中的不明確，多準則模式可以處理所有相關且衝突的影響與衝擊，方案的評估與已建立 準則的不明確有關，並且模糊多準則模式是用來處理質化(無法量化或語意的) 或不完整的資料，透過專家對永續運輸的瞭解，將其對永續運輸策略評估架構 之各個構面的重要性萃取出來，作為評估準則的權重。 永 續 運 輸 評 估 之 範 圍 界 定 與 定 義 ( 文 獻 評 析 ) 建 立 指 標 訂 定 原 則 ( 文 獻 評 析 ) 產 生 構 面 與 初 始 指 標 ( 資 料 蒐 集 ) 篩 選 指 標 評 估 運 輸 系 統 之 永 續 性 ( 文 獻 評 析 ) 研 擬 永 續 運 輸 發 展 策 略 ( 文 獻 評 析 與 層 級 分 析 法 ) 建 構 永 續 運 輸 發 展 策 略 評 估 層 級 架 構 ( F U Z Z Y -A H P 問 卷 調 查 ) 問 卷 調 查 各 層 級 評 估 準 則 之 相 對 權 重 ( 模 糊 語 意 問 卷 調 查 ) 策 略 主 觀 評 估 問 卷 調 查 ( T O P S I S & V I K O R ) 策 略 優 先 排 序 提 供 政 府 施 政 依 據 第一階段 永續運輸指標建立 與運輸系統現況分析 第二階段 建立策略評估準則 與策略研擬排序
永續運輸發展二階段整合模式
圖3.1 永續運輸指標與策略二階段整合模式流程圖 3.2 理論架構 本研究建立之永續運輸發展二階段整合模式中，所運用的理論及方法於本 節作一整合探討。 3.2.1 指標永續性評估 為針對運輸環境作永續性的評估，首先需建立評估指標，本研究利用文獻 評析參照國內外研究及蒐集國內相關交通運輸統計資料，建立以經濟效率、環境生態、社會公平三個主要構面之運輸評估指標群，並定義指標所代表之永續 意義，逐一求其一次線性回歸方程式，ｙ=α+βｘ，根據斜率β 分析其趨勢，為 能整體針對各構面永續運輸指標作一檢視，將利用雷達圖來表示各指標之永續 性，而每依指標單位均不相同，部分為正向永續性指標，亦即永續指標值越大， 越趨向永續，部分則為負向永續性指標，亦即永續指標值越小，越趨向永續， 很難放在一起同一比較，因此必須透過指數化與正規化處理，步驟如下： (1)指數化：令各指標基期指數為 1，則第 t 期指數，其中Q0為基期績效值、Qt為 第t 期之績效值。 0 / Q Q It = t (3.1) (2)正規化：為求永續性方向一致，本研究參考交通部運輸研究所所發表「永續 運輸之量化指標研究」中所採用正規化方法，各指標正規化後越接近0，即為 雷達圖之核心，則越具永續性，越遠離則相反，因此定義
{
}
{
I t J t n}
SI n t J t I SI t t t t ,..., 2 , 1 ) ,..., 2 , 1 ) / 1 = ′ ∈ = = ∈ = − + (3.2) 其中 + t SI 為正向正規化指標， − t SI 為負向正規化指標，J ={
j=1,2,...,n j為正向指 數化指標，J′={
j=1,2,...,n j 為負向指數化指標。 (3)繪製雷達圖：除了基年之績效值，求取各年績效值之平均，得到指標平均值， n SI Cd n t t/ 1∑
= = (3.3) 將基期、平均指數、現況，利用 EXCEL 軟體繪製雷達圖如圖 3.2 所示，越靠 近核心、越趨向永續，越遠離核心、越背離永續。 0 0.5 1 1.5 2 指標一 指標二 指標三 指標四 指標五 指標六 基年 平均指數 現況 越靠近核心 越趨向永續 越遠離核心 越背離永續 圖 3.2 永續運輸指標雷達圖示意圖3.2.2 永續運輸發展策略評估層級架構
3.2.2.1 階層分析方法
階層分析方法AHP(Analysis Hierarchical Process)係 Saaty 於 1971 年開始發 展，於 1973 年理論才趨成熟，主要應用在不確定情況下同時具有多個評估準則 的決策問題(Saaty, 1980)。其原理係匯集專家學者的意見，將錯綜複雜的評估問 題，予以層級結構化，以名目尺度執行各因素之對偶比較，並建立對偶比較的 正倒值矩陣，求出特徵向量，藉此向量代表各因素間的優先順序，再求出特徵 值，藉此檢定各對偶比較矩陣的一致性，作為比對矩陣中的資料是接受的參考 依據。其步驟簡述如下，以進行方案之優勢排序(曾國雄、王秋明，1993；曾國 雄、鄧振源，1989)： (1)建立評估階層架構； (2)建構對偶的比較矩陣； (3)計算出每一層級的權重，並檢驗其一致性； (4)求解各方案之優勢比重值。 依Saaty 的建議，將評比尺度劃分為九尺度(如表 3.1)，而後從事成對比較， 若成對比較矩陣 A 為 n×n 矩陣，則只需計算 n(n-1)/2 個評比值，因 A 矩陣為正 互倒矩陣，可表示如下：
[ ]
j i j i j i a a A ij ij > = < = = , , , / 1 1 9 , 8 , 7 , 6 , 5 , 4 , 3 , 2 , 1 (3.4) 各層級的相對權重值則利用固有向量方式求解，若有 m 的準則，則權重向 量 T m w w w w=( 1, 2,..., ) ，wi即為準則i 之權重，成對比較後式(3.5)恆成立 0 ) (A−λmaxI w= (3.5)至於評比結果是否滿足一致性，Satty 提出一致性指標(Consistency Index,即
1 max − − = n n CI λ )予以衡量，根據其經驗，若CI ≤0.1時表示矩陣內評比值符合一 致性。 表3.1 AHP 評比尺度表 評比尺度 定義 說明 1 同等重要 兩評估構面的貢獻程度具同等重要性 3 稍重要 經驗與判斷稍微傾向重視某一評估構面 5 重要 經驗與判斷強烈傾向重視某一評估構面 7 極重要 顯示非常強烈傾向重視某一評估構面 9 絕對重要 有足夠的證據重視某一評估構面 2,4,6,8 相鄰尺度之中間值 需要折衷值時
3.2.2.2 模糊階層分析方法
「不非常明確」、「可能如此」、「非常相似」、「稍危險」，在日常生 活中人們常利用以上詞語來表達程度上的不同，均充滿了不確定，在從事主觀 決策時，所面臨的亦是充滿模糊、不確定性。自從Zadeh(1965)提出模糊理論後， 以及 Bellman and Zadeh(1970)提出模糊環境下決策行為的基本觀念與數學模 式，其後有更多學者受其啟發而發展出的決策方法如雨後春筍般，以應用於解 決實質環境的問題，諸如公共設施與投資的評估與規劃、公司選擇權決策、環 保設施及相關議題的探討等。鑒於多準則決策(Multiple Criteria Decision Making, MCDM)問題具有多準則性、衝突性等特質，且在評估或規劃過程，透過主觀認 知之語意表達追求群體決策，或所蒐集資料具備模糊性，因此，為解決模糊環 境下的決策問題，將模糊理論納入多準則決策中，與AHP 結合即為 Fuzzy AHP。
本研究是假設評估準則間為獨立關係，各準則以問卷方式以模糊之語意變 數來取得參與評估者的主觀模糊判斷值，其評比尺度不劃分為九尺度，而五尺 度之模糊語意變數(如表 3.2)，利用三角模糊數賦予九尺度之模糊值從 1 到 9，其 問卷將設計如附錄，由參與評估者填寫每一模糊尺度之三角區間，在求兩兩成 對比較值。 表 3.2 模糊 AHP 五尺度語意變數 評估語意尺度 三角模糊數區間(例) 說明 同等重要 (1,1,2) 兩評估構面的貢獻程度具同等重要性 稍重要 (1,3,4) 經驗與判斷稍微傾向重視某一評估構面 重要 (4,5,7) 經驗與判斷強烈傾向重視某一評估構面 極重要 (6,7,9) 顯示非常強烈傾向重視某一評估構面 絕對重要 (8,9,9) 有足夠的證據重視某一評估構面 模糊數為實數的模糊子集合，其表示信賴區間觀念的擴展，根據Dubois and Prade (1978)的定義，模糊數應有以下基本特徵。 假設模糊數A~為一模糊集，其隸屬函數為 ~(x):X →
[ ]
0,1 A µ ，並滿足以下三個 條件： (1) µA~為一連續區間，從0 到 1； (2) µA~為一凸模糊子集合； (3) µA~為一正規化模糊子集合，其表示存在x0使得 ~(x0)=1 A µ 。 接下來說明三角模糊數的定義與運算， ~(x) (l,m,u) A = µ ，其隸屬函數與圖形分 別為(3.6)與圖 3.3 所示。 ≤ ≤ − − ≤ ≤ − − = otherwise u x m m u x u m x l l m l x x A , 0 ), /( ) ( ), /( ) ( ) ( ~ µ (3.6)1 0 l m u 圖3.3 三角模糊數隸屬函數圖 假設二個三角模糊數 ~1(x) (l1,m1,u1) A = µ 與 ~2(x) (l2,m2,u2) A = µ ，其四則運算如下： (1)模糊數加法(符號⊕) ) , , ( ) , , ( ) , , (l1 m1 u1 ⊕ l2 m2 u2 = l1+l2 m1+m2 u1 +u2 (3.7) (2)模糊數乘法(符號⊗) ) , , ( ) , , ( ) , , (l1 m1 u1 ⊗ l2 m2 u2 = l1×l2 m1×m2 u1×u2 (3.8) ), , , ( ) , , (l mu k l k m k u k⊗ = × × × k 為常數 (3.9) (3)模糊數減法(符號⊗) ) , , ( ) , , ( ) , , (l1 m1 u1 ⊕ l2 m2 u2 = l1−u2 m1 −m2 u1 −l2 (3.10) (4)模糊數除法(符號⊗) ) / , / , / ( ) , , ( ) , , (l1 m1 u1 ⊕ l2 m2 u2 = l1 u2 m1 m2 u1 l2 (3.11) (5)模糊數倒數運算 ) / 1 , / 1 , / 1 ( ) , , (l m u −1 = u m l (3.12) 以 三 角 模 糊 數 加 入 AHP 求 得 第 k 份 問 卷 之 準 則 i 模 糊 權 重 ) , , ( ~ k i k i k i k i lw mw uw w = ，利用算數平均數將所有問卷結果整合成一整合權重值， K w uw mw lw w k k i i i i i ( , , ) ~ / ~ = =
∑
, k =1,...,K , i=1,...,n (3.13)再運用「最佳非模糊績效值」(Best Nonfuzzy Performance value, BNP)亦即重 心法解模糊，求得解模糊之權重值， i lw lw mw lw uw BNPi =[( i− i)+( i − i)]/3+ i,∀ (3.14) 作為後續多準則決策評估之權重依據。 3.2.3 模糊綜合績效評判 由於個人對於永續運輸發展策略之主觀認知與評估準則本身具有模糊特
性，本研究於發展策略評估問卷中，亦引入模糊理論，其處理方式是將具有模 糊特性之資料轉為模糊數，將以五尺度模糊語意變數作成問卷(Zadeh,1975)(如表 3.2 所示)，請決策者先賦予五尺度模糊語意變數之低、中、高值(下限、中間、 上限值)自 1 至 100，再依上節所建立之永續運輸發展策略評估層級架構，依其 主觀判斷給予各策略評點，即可得到第k 個決策者對於第 j 個策略在第 i 個準則 的模糊績效值(評估值)： ) , , ( ~ k ij k ij k ij k ij le me ue e = , 其中 = = = n j m i K k ,..., 1 ,..., 1 ,..., 1 (3.15) 由於每一個決策者對各尺度的語意變數模糊值均不相同，對每一策略之每一準 則評估值亦不同，因此本研究採用算數平均數將所有決策者的意見整合， ) ~ ... ~ ~ ( ) / 1 ( ~ 1 2 K ij ij ij ij m e e e e = ⊗ ⊕ ⊕ ⊕ (3.16) 3.2.4 多準則最佳化優先排序 本研究將利用折衷排序方法來進行第二階段永續運輸策略的優先排序，並 運用 TOPSIS 法與 VIKOR 法來排序，並比較其結果之差異。 3.2.4.1 TOPSIS
Hwang and Yoon(1981)利用妥協解觀念而發展出多屬性決策的另一種評估 方 法 ， 稱 為 TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)，所選定的妥協解必須滿足與正理想解距離最短且與負理想解最遠的條 件 ， 令 多 準 則 決 策 問 題 的 分 案 集 合 A=
{
aii=1,2,...,m}
， 而 評 估 準 則 集 合{
c j n}
C = j =1,2,..., 則 TOPSIS 的程序基本上可分六個步驟，本研究引入模糊理論： (1)令e~ij表第j 策略在第 i 準則的評估值，則正規化決策矩陣R~=[ ]
r~ij 可計算如下： 2 / 1 2 2 2 2 1 ~ ... ~ ) ~ ( ~ ~ = ⊗ ⊕ ⊕ ⊕ − im i i ij ij e e e e r ，其中 = = n j m i ,..., 2 , 1 ,..., 2 , 1 (3.17) (2)假設各準則模糊權重值為{
w~ii=1,2,...,m}
，則各方案模糊加權正規化決策矩陣[ ]
vij V~= ~ ，再利用 BNP 重心法解模糊數得一明確加權正規化決策矩陣[ ]
vij V = ，可計算如下： ij i ij w r v ~ ~ ~ = ⊗ (3.18) ( ) / 3 ij ij ij ij v = lv +mv +uv (3.19) (3)定義正理想解集合A+與負理想解集合A−如下：{
}
{
+ + + +}
+ = = = n j ij j v j n v v v v A (max ) 1,2,..., 1 , 2,..., ,..., (3.20){
}
{
− − − −}
− = = = n j ij j v j n v v v v A (min ) 1,2,..., 1 , 2,..., ,..., (3.21) (4)計算各決策方案與正理想解幾何距離 + j S 及負理想解之幾何距離 − j S ：∑
= + + = n − i i ij j v v S 1 2 ) ( ， j=1,2,...,n (3.22)∑
= − − = n − j i ij j v v S 1 2 ) ( ， j=1,2,...,n (3.23) (5)計算各決策方案ai與正理想解集合A+的相對貼近度值： − + − + + = j j j j S S S C ， j=1,2,...,n；0≤ + ≤1 i C (3.24) (6)對各決策方案進行優勢排序。 3.2.4.2 VIKOR 折衷排序方法 VIKOR(Opricovic, 1998)係假設依據準則函數來評估的每一 個方案，可以與理想的方案接近的程度比較來排列優先順序，此一方法是由折 衷規劃法的L -metricp 發展而成的(Yu, 1973; Zeleny, 1982)，其特色為提供最大化之「群體效益」，以及最小化的「反對意見的個別遺憾」，所以其折衷解可被 決策者接受。 折衷排序演算法 VIKOR 的演算步驟如下： (1)先決定所有準則的最優績效值 * i e 及最劣績效值 − i e ，i=1,2,...,m ij j i e e* =max , ij j i e e− =min (3.25) (2)依據以下算式計算出Sj以及Rj
∑
= − − − = n i i i ij i i j w e e e e S 1 * * )/( ) ( )] /( ) ( [ max *− *− − = i i ij i i i j w e e e e R (3.26) i w 為準則的權重 (3)再算出Qj ) /( ) )( 1 ( ) /( ) (S S* S S* v R R* R R* v Qj = j− −− + − j− −− (3.27) j j S S*=min , j j S S− =max , j j R R* =min , j j R R− =max ; v為最大群體效益的策略權重，通常v = 0.5. (4)依照Ｓ,Ｒ,Ｑ的順序值來排列方案，產生三個列表。 (5)假使以下兩個滿足情況，依Ｑ排出最佳的為折衷解方案 a'A. 可接受的優勢(Acceptable Advantage)：
Q(a") - Q(a') ≥ DQ; a" 為Ｑ排序次佳的方案; DQ = 1/(J - 1), (DQ=0.25 if
J≤4) J 為方案數。
B. 可接受的決策可靠度(Acceptable stability in decision making)：
方案 a' 也同時是 S 或/且 R 排序中的最佳方案，「大多數決議(v>0.5)」 或「贊同(v≈0 5. )」或「拒絕(v<0.5)」，本研究係採 v=0.5，同時追求「群 體效益」的最大化，以及「反對意見的個別遺憾」之最小化。 假使以上其中之一不符合，則將有一組折衷解，包括： C. 如 B.條件不符合，方案 a'和方案 a"同時為折衷解。 如 A. 條 件 不 符 合 ， 方 案 a',a",...,a(k)同 時 為 折 衷 解 ， 其 中 a(k)： Q(a(k))-Q(a')≈DQ。 最佳的方案即是依Q 排序，Q 值最小者。 3.3 小結 本章針對本研究之流程、架構、所使用之理論、方法作一概略的介紹，並 建構以二階段方式來整合「永續運輸指標評估運輸系統現況」及「永續運輸發 展策略研擬」，下一章則以台北都會區運輸系統為例，進行本研究之整合模式的 建構，藉由「永續運輸發展策略評估準則權重暨永續運輸發展策略評估問卷」 親訪專家、學者、運輸業者填寫，以進行多準則決策分析(MCDM)，作為政府 施政參考及未來進行永續運輸發展之應用。
第四章 永續運輸指標建立與現況分析
本章將進行本研究第一階段，說明本研究永續運輸指標之建立，並以臺北 市都市交通運輸為例，進行現況分析，找出不具永續發展之指標，以作為將來 研擬永續運輸發展策略之依據，另討論符合永續發展之指標其原因及影響因素。 4.1 永續運輸指標訂定程序 永續運輸指標的建立，其目的在於衡量目前運輸系統永續發展的程度是否呈 永續性發展，並可作為政府擬訂相關政策、計畫與建設方案時的參考依據，本研 究的指標擬定架構將依Maclaren(1996)將指標系統研擬過程歸納為六類中的目標 基礎架構、議題基礎架構、因果架構來產生，首先尋找國內永續運輸發展上主要 議題，作為產生指標的基礎，再利用壓力-狀態-反應 PSR 架構來產生指標，最後 運用目標基礎架構將各個指標整合成永續運輸發展的三個主要構面-經濟效率永 續、環境生態永續、社會公平永續，訂定程序詳述如下： (1) 選定國內永續運輸發展課題，分析其內涵，並檢視其背後衍生議題。 (2) 由各永續運輸議題形成之因果關係概念，分別為議題壓力、環境狀態以及政 府回應策略，產生相對應之指標。 (3) 將所有課題歸納入適當的永續運輸發展構面中。 (4) 探討各構面及指標之定義、衡量方法、資料來源，並再一次審視其永續性。 4.2 永續運輸發展課題與初步指標建立 本節針對永續運輸發展三大構面探討其主要議題，由各議題所造成之壓力、 環境狀態、回應策略產生對應之指標，由於本研究將範圍界定於台北市的交通運 輸系統，因此於指標產生以公路運輸(都市及城際)為主，不包括空運及水路運輸。 4.2.1 經濟效率面 永續發展其旨在不犧牲下個世代而能滿足其需求的前提下，發展現今世代 的需求滿足，而交通運輸為人類進行各項社交、生活、生產活動的衍生活動， 目前的運輸活動大部份均係藉由交通運具、設施的便利來完成，其所消耗的各 項資源，如石化能源、道路建設建材的使用，由於不斷、持續的開發，而各項 資源之自然回復能力有限，必有耗盡之時。隨著經濟發展，運輸需求持續的增 加，車輛數持續成長、使用更多的運輸能源、土地資源，追求經濟成長的同時， 造成運輸需求增加，衍生各項資源的不永續，因此，於永續發展的觀點下，應 以提昇能源效率、提昇運輸的經濟效率等手段，以減少能源的消耗，並同時開 發低污染、高效能替代能源。除了上述運輸活動的成長所造成各項資源的消耗，運輸系統本身的效率因 營運內部管理以及政府交通運輸管理的未能發揮，使得運輸效率的不彰，諸如 運輸業管理不當、交通違規行為嚴重、交通硬體設施設計不良等，使得道路交 通壅塞、大眾運輸營運不佳，政府的回應政策則藉由改善運輸業管理策略、加 強取締交通違規及改善交通管理設施來改善。 綜上所述永續運輸發展經濟效率面的二個議題為： (1)運輸活動所消耗各項資源需求，遠超過其自然回復再生供給。 (2)運輸系統效率未能發揮。 其相對應的永續衡量指標整理如表 4.1 與表 4.2。 表4.1 永續運輸經濟效率面議題-運輸活動所消耗各項資源需求，遠超過其自然 回復再生供給 PSR 說明 衡量指標 指標說明 P-壓力 ◎持續增加之運輸需 求 ◎貨運總里程 ◎客運總里程 ◎貨運延噸公里數 ◎客運延人公里數 ◎每千人擁有車輛數 ◎登記車輛數/人口數(單位：輛/千人) ◎運輸部門能源消費 ◎運輸部門能源消費(單位：千公秉油 當量) S-狀態 ◎擁有更多的車輛數 ◎使用更多的運輸能 源 ◎使用更多的土地資 源 ◎道路面積 ◎道路面積(單位：平方公里) ◎運輸能源生產力 ◎交通運輸(公路、軌道)生產淨值/運輸 能源消耗(單位：百萬元/千公秉油當 量) R-反應 ◎提昇能源效率 ◎提昇運輸的經濟效 益 ◎運輸營運效率(單位 里程運量)(貨運、公 車、捷運) ◎貨運噸數/行駛里程(單位：千公噸/千 公里) ◎大眾運輸(公車、捷運)每年載客人數/ 延車公里數(單位：千人/千公里) 表 4.2 永續運輸經濟效率面議題-運輸系統效率未能發揮 PSR 說明 衡量指標 指標說明 ◎大眾運輸營運效率 (公車、捷運) ◎大眾運輸(公車、捷運)每年載客人數/ 延車公里數(單位：千人/千公里) ◎大眾運輸組織營運 效率(平均員工服務 人次、平均車輛營運 員工數) ◎公車平均每日載客人次/員工人數(單 位：人) ◎公車業員工人數/營業車輛數(單位：人 /輛) ◎交通肇事率 ◎每年發生交通事故造成人員傷亡件數/ 登記車輛數(單位：件數/十萬車輛) P-壓力 ◎運輸業管理不當 ◎交通違規行為嚴重 ◎公車肇事率 ◎公車肇事件數/延車公里數(單位：件數 /百萬公里) S-狀態 ◎道路交通壅塞 ◎平均每車享有道路 面積 ◎道路面積/登記車輛數(單位：平方公尺 /輛)
