《Journal of Engineering Research》：Comparative analysis of fuzzy MCDM weighting methods for criteria prioritization in sustainable electric vehicle charging station planning
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电动汽车的快速增长要求对充电基础设施进行战略性规划，以支持可持续城市交通转型。本研究对三种先进的模糊多准则决策（MCDM）方法——模糊层次分析法（FAHP）、区间值直觉模糊层次分析法（IVIF-AHP）和五边形模糊数结合可能性中点法（PFN-PM）——在可持续
电动汽车的快速增长要求对充电基础设施进行战略性规划，以支持可持续城市交通转型。本研究对三种先进的模糊多准则决策（MCDM）方法——模糊层次分析法（FAHP）、区间值直觉模糊层次分析法（IVIF-AHP）和五边形模糊数结合可能性中点法（PFN-PM）——在可持续电动汽车充电站（EVCS）选址规划中的应用进行了全面的比较分析。该集成框架解决了决策过程中固有的不确定性和主观性问题，同时平衡了经济、社会、环境和可达性四个维度。通过对18项准则的系统评估，比较分析揭示了六个关键因素的一致优先排序：人口密度（PD）、距植被距离（VG）、运营与维护成本（OMC）、空气质量指数（AQI）、建设成本（CC）和交通便利性（TC）。结果表明，可持续的EVCS规划需要超越财务效率的整体考量，纳入环境保护和社会接受度。方法论比较显示，虽然各单一方法对不确定性表现出不同的敏感性，但集成方法提供了更稳健可靠的结果。本研究通过为政策制定者、投资者和城市规划者提供一个经过验证的决策框架，支持向更清洁交通系统的过渡，同时确保长期的环境和社会可持续性，从而为可持续基础设施规划做出贡献。需指出的是，本研究的范围有意限定于MCDM过程的准则赋权阶段，代表了多阶段研究议程的基础阶段。对具体备选地点的评估与排序（需要原始经验数据和特定场地专家意见）被确定为本工作的直接延伸。
1. 研究背景与问题提出
随着全球脱碳战略的推进，电动汽车（EV）已成为可持续城市交通转型的核心。然而，交通运输部门作为最大的污染贡献者，其传统内燃机车辆主导的模式加剧了石油稀缺、空气退化和温室气体排放等问题。电动汽车的广泛普及高度依赖于充电基础设施的可获得性和可达性，因此，开发战略性布局的电动汽车充电站（EVCS）基础设施对于支持市场接受度和保障能源供应网络效率至关重要。EVCS选址是一个典型的多准则决策（MCDM）问题，涉及经济、社会、环境等多维度的复杂权衡。尽管已有大量研究应用各种MCDM方法（如Fuzzy-TOPSIS、GIS集成技术等）来解决选址问题，但仍存在显著的研究空白：现有研究大多聚焦于具体的选址方案评价，而缺乏对不同先进模糊MCDM方法如何在可持续性权衡下系统地影响准则优先级的系统性比较分析。此外，大多数研究未能充分解决决策过程中的高度主观性和不确定性，也缺乏一个能够平衡环境、社会和经济维度的综合性可持续规划框架。因此，本研究旨在填补这些空白，通过对比分析四种MCDM方法（传统AHP、FAHP、IVIF-AHP和PFN-PM）在确定18个相关准则优先级方面的表现，探讨方法论选择本身如何塑造准则的优先排序，并为可持续EVCS规划提供一个透明、可复制的决策框架。
2. 关键技术方法
研究人员采用了一种集成多种模糊MCDM方法的分析框架。首先，通过系统文献综述识别并构建了一个包含经济、社会、环境和可达性四个维度共18个子准则的层级结构。其次，基于文献中各准则的出现频率构建成对比较矩阵，以此作为集体专家共识的代理。随后，依次应用了四种方法计算准则权重：传统的层次分析法（AHP）；利用三角模糊数（TFN）处理不确定性的模糊层次分析法（FAHP）；引入隶属度、非隶属度和犹豫度区间的区间值直觉模糊层次分析法（IVIF-AHP）；以及采用五参数模糊表征捕捉更复杂不确定性的五边形模糊数结合可能性中点法（PFN-PM）。所有方法均通过一致性比率（CR）检验以确保判断的有效性。
3. 研究结果
准则使用频率分析：通过对20篇相关文献的统计，研究人员发现建设成本（CC）和交通便利性（TC）是引用频率最高的准则（各14次），其次是运营与维护成本（OMC）和空气质量指数（AQI）（各12次），以及人口密度（PD）和距植被距离（VG）（各10次）。这初步反映了学界对经济和可达性因素的普遍重视。
不同方法的权重与优先级比较：
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传统AHP方法：结果显示，在经济维度下，运营与维护成本（OMC，权重0.355）被认为比建设成本（CC，0.303）更重要；在社会维度中，人口密度（PD，0.492）被视为最关键因素；环境维度里，距植被距离（VG，0.342）和空气质量指数（AQI，0.311）占据主导；在可达性维度，交通便利性（TC，0.286）和停车场面积（PA，0.179）最为重要。
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FAHP方法：相较于传统AHP，FAHP的权重分布更为分散，显示出对不确定性的不同敏感性。例如，在经济维度，运营与维护成本（OMC）仍是最重要的（0.266），但差距缩小；在社会维度，人口密度（PD）依然领先（0.385）；环境维度中，距植被距离（VG，0.299）和空气质量指数（AQI，0.273）仍是重点；可达性维度中，交通便利性（TC，0.241）保持首位。
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IVIF-AHP方法：该方法通过考虑犹豫度进一步调整了权重分配。在经济维度，运营与维护成本（OMC，0.249）仍然最高；社会维度的人口密度（PD，0.370）依旧关键；环境维度中，距植被距离（VG，0.289）和空气质量指数（AQI，0.267）的权重略有变化；可达性维度中，交通便利性（TC，0.233）仍是首要因素。
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PFN-PM方法：作为最复杂的模糊方法，PFN-PM得出的权重分布显示出与前三者相似的整体趋势，但在某些具体数值上有所差异。例如，在经济维度，运营与维护成本（OMC，0.247）依然排在首位；社会维度的人口密度（PD，0.367）继续领先；环境维度的距植被距离（VG，0.287）和空气质量指数（AQI，0.264）保持高权重；可达性维度的交通便利性（TC，0.230）仍是最重要的子准则。
综合比较与关键发现：尽管四种方法在具体权重数值上存在差异，但它们在全局优先级排序上展现出高度的一致性。在所有方法中，人口密度（PD） 始终是排名最高的准则，紧随其后的是距植被距离（VG）、运营与维护成本（OMC）、空气质量指数（AQI）、建设成本（CC） 和交通便利性（TC）。这一结果表明，可持续的EVCS规划必须超越单纯的财务效率考量，将环境（如距植被距离、空气质量）和社会（如人口密度）因素置于与经济效益同等甚至更优先的地位。同时，研究也证实，采用更先进的模糊方法（如IVIF-AHP和PFN-PM）虽然能更好地处理不确定性，但其得出的总体准则优先级排序与较简单的FAHP方法基本一致，表明在缺乏高度不确定性的场景下，FAHP可能已足够稳健。
4. 讨论与结论
讨论部分强调，研究结果有力地证明了可持续EVCS规划需要一种整体性的视角。单纯追求成本最小化（如CC和OMC）是不够的，必须将环境敏感性和社会公平性（如PD所代表的用户需求）纳入核心决策逻辑。研究人员提出的基于文献频率的权重推导方法，作为一种透明且可重复的替代方案，有效避免了传统专家打分法的主观性偏差。该研究的方法论贡献在于首次在同一框架下系统比较了AHP、FAHP、IVIF-AHP和PFN-PM四种方法，并展示了方法论选择如何系统地影响准则从经济维度向环境和社会维度的偏移。
研究结论明确指出，可持续的EVCS规划需要超越财务效率的全面考量，必须融入环境保护和社会接受度。方法论比较表明，虽然各单一方法对不确定性表现出不同的敏感性，但集成方法（特别是结合多种模糊扩展）能够提供更稳健和可靠的结果。本研究为政策制定者、投资者和城市规划者提供了一个经过验证的决策框架，支持向更清洁交通系统的过渡，同时确保长期的环境和社会可持续性。需特别指出，本研究的范围仅限于MCDM过程的准则赋权阶段，这是多阶段研究议程的基础环节。对具体备选地点进行评价和排序，需要获取一手经验数据和特定场地的专家意见，这被确定为下一步的直接研究方向。
