DOI: https://doi.org/10.1016/j.retrec.2026.101765
تاريخ النشر: 2026-04-04
المؤلف: Veysel Tatar وآخرون
الموضوع الرئيسي: اتخاذ القرار متعدد المعايير
نظرة عامة
تتناول ورقة البحث الحاجة الملحة لحلول النقل العام المستدامة في ضوء التحضر السريع والتحديات البيئية، مع تسليط الضوء على الحافلات الكهربائية (EBs) كبديل قابل للتطبيق لمركبات محركات الاحتراق الداخلي التقليدية. تقدم الدراسة إطار عمل شامل لاتخاذ القرار يدمج المعايير الاقتصادية والتقنية والبيئية والاجتماعية من خلال الاستخدام المشترك لتفكيك أهمية المعايير بالاعتماد على المنطق الضبابي (PF-LODECI) وتقنية تصنيف البدائل بالاعتماد على الفترات القياسية التكيفية (PF-ARTASI). تقيّم دراسة حالة أجريت في تركيا خمسة بدائل للحافلات الكهربائية عبر أربعة معايير رئيسية وسبعة وعشرين معيارًا فرعيًا، مؤكدة على قوة النتائج من خلال تحليل الحساسية.
تكشف النتائج أن البديل الأفضل هو EB3، يليه EB4، EB2، EB1، وEB5، مع تعكس التصنيفات فهمًا دقيقًا للعوامل المختلفة التي تؤثر على اختيار الحافلات الكهربائية، بما في ذلك موثوقية التشغيل، الأداء البيئي، والجدوى الاقتصادية. تؤكد الدراسة على تعقيد عملية اتخاذ القرار للبلديات والسلطات النقل، داعية إلى نهج منهجي يأخذ في الاعتبار الاحتياجات المحلية والسياقات التنظيمية. في النهاية، يهدف النموذج المقترح إلى تسهيل اتخاذ قرارات مستنيرة تعتمد على البيانات تعزز الاستدامة على المدى الطويل في أنظمة النقل العام الحضرية، متماشياً مع الاتجاهات العالمية نحو كهرباء المركبات وتحسين جودة الخدمة.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث التحديات الملحة التي تطرحها التحضر السريع، لا سيما في مجال بنية النقل التحتية، حيث أدى الاعتماد على مركبات محركات الاحتراق الداخلي إلى تفاقم الازدحام المروري وتلوث الهواء. تؤكد على الحاجة الملحة لصانعي السياسات ومخططي المدن لتعزيز التحول من استخدام السيارات الخاصة إلى أنظمة النقل العام، وخاصة الحافلات، التي تم تسليط الضوء عليها من حيث فعاليتها من حيث التكلفة، ومرونتها، وسعتها. يتم التأكيد على الانتقال إلى النقل المستدام، خاصة من خلال اعتماد الحافلات الكهربائية (EBs)، كاستراتيجية حيوية لتقليل انبعاثات غازات الدفيئة وتعزيز كفاءة الطاقة. تشير الورقة إلى أنه بينما تتصدر الصين في اعتماد الحافلات الكهربائية، تشهد أوروبا أيضًا نموًا كبيرًا، مدفوعًا بتنظيمات بيئية أكثر صرامة.
تقترح الدراسة إطار عمل منظم لاتخاذ القرار باستخدام طرق اتخاذ القرار متعددة المعايير بالاعتماد على المنطق الضبابي (PF)، وتحديدًا PF-LODECI وPF-ARTASI، لمعالجة التعقيدات والشكوك المرتبطة باختيار الحافلات الكهربائية. يهدف هذا النهج إلى التقاط الطبيعة متعددة الأبعاد للاستدامة، من خلال دمج الأبعاد الاقتصادية والبيئية والتقنية والمؤسسية والاجتماعية في عملية التقييم. تسلط الأبحاث الضوء على أهمية مراعاة تردد الخبراء وحيادهم في الأحكام، وهو ما غالبًا ما تتجاهله الطرق التقليدية. يتم تقديم دراسة حالة من تركيا لتوضيح قابلية تطبيق الإطار المقترح، مما يساهم في تحديد البديل الأنسب للحافلات الكهربائية بينما يساهم في النقاش الأوسع حول التنقل الحضري المستدام ومنهجيات اتخاذ القرار.
الطرق
في هذا القسم، يتم تفصيل المنهجية لتنفيذ نموذج PFLA الهجين المقترح لترتيب الحافلات الكهربائية (EBs) من خلال سلسلة من الخطوات المنظمة. تتضمن الخطوة الأولى بناء هيكل هرمي استنادًا إلى الأدبيات وآراء الخبراء، والذي يعمل كأساس لتقييم البدائل مقابل المعايير المحددة مسبقًا. يقوم صانعو القرار بتقييم كل معيار باستخدام مصطلحات لغوية (LTs) كما هو موضح في الجدول 1، مع توثيق النتائج في الجدول S.1 من الملحق. يتم تحويل هذه LTs لاحقًا إلى أرقام ضبابية (PFNs) لتسهيل التحليل الإضافي.
تشمل الخطوات التالية حساب مصفوفات مختلفة ضرورية لعملية الترتيب. تحسب الخطوة 2 المصفوفة $\delta = [\delta_{DM}^{k} ]_{m \times n}$ باستخدام مشغل تجميع PFWA، كما هو محدد في المعادلة (10)، مع توفر النتائج في الجدول S.2. تستخرج الخطوة 3 المصفوفة $C = [C_{ij}]_{m \times n}$ من خلال وظيفة SF المقدمة في المعادلة (11)، المفصلة في الجدول 5. بعد ذلك، تحسب الخطوة 4 المصفوفة $N = [N_{ij}]_{m \times n}$ باستخدام المعادلة (12)، وتقوم الخطوة 5 بحساب المصفوفة $\Delta = [\Delta_{ij}]_{m \times n}$ عبر المعادلة (13)، مع الإشارة إلى كلا المصفوفتين في الجداول S.3 وS.4، على التوالي. يضمن هذا النهج المنهجي إطار تقييم قوي لترتيب EBs بناءً على معايير متعددة.
المناقشة
في قسم المناقشة من الورقة، يتم تقديم مراجعة شاملة للأدبيات الحالية حول تقييمات المركبات الكهربائية (EV) وطرق اتخاذ القرار متعددة المعايير (MCDM). أدت الحاجة الملحة لمعالجة تغير المناخ وانبعاثات غازات الدفيئة إلى قيام العديد من الدول بإعطاء الأولوية لكهرباء النقل، حيث ظهرت المركبات الكهربائية بالبطارية (BEVs) كحل قابل للتطبيق لتقليل تلوث الهواء الحضري وتعزيز أمن الطاقة. تسلط الدراسات الضوء على مزايا EVs، بما في ذلك انخفاض انبعاثات الكربون والقدرة على توفير خدمات الشبكة الديناميكية من خلال تقنية السيارة إلى الشبكة (V2G). ومع ذلك، تكشف الأدبيات عن فجوات كبيرة، لا سيما في دمج أبعاد الاستدامة المختلفة – الاقتصادية والبيئية والتقنية والمؤسسية والاجتماعية – ضمن إطار اتخاذ قرار موحد. معظم نماذج MCDM الحالية لا تلتقط بشكل كافٍ تعقيدات حكم الخبراء، وغالبًا ما تتجاهل الفروق الدقيقة في الحياد والتردد في عمليات اتخاذ القرار.
لمعالجة هذه الفجوات، تقترح الورقة إطار عمل جديد متكامل يعتمد على المنطق الضبابي LODECI-ARTASI (PFLA) لاختيار الحافلات الكهربائية، والذي يدمج معايير الاستدامة متعددة الأبعاد مع نمذجة آراء الخبراء المميزة بدرجات إيجابية وسلبية ومحايدة ورفض. يهدف هذا النهج إلى توفير هيكل تقييم أكثر شمولية يعكس الشكوك الكامنة في تخطيط النقل العام. يتم توضيح المنهجية المقترحة من خلال دراسة حالة في إسطنبول، تركيا، حيث يتم تحليل نظام النقل العام في المدينة لتسهيل تقييم الحافلات الكهربائية، وبالتالي دعم الانتقال نحو إطار نقل حضري أكثر استدامة. تؤكد النتائج على ضرورة تطوير أدوات دعم القرار الشاملة التي يمكن أن تدمج بشكل فعال الأبعاد التكنولوجية والاقتصادية والسلوكية في اختيار الحافلات الكهربائية.
القيود
تعترف الدراسة بعدة قيود يجب أخذها في الاعتبار عند تفسير نتائجها. بشكل أساسي، قد لا تعكس الاعتماد على التقييمات الإدراكية وأحكام الخبراء تعقيدات أداء النظام أو المنتج عبر القطاعات الخمسة التي تم تحليلها. للتخفيف من التحيزات المحتملة، يجب على الأبحاث المستقبلية دمج مجموعة أوسع من مصادر البيانات والمنهجيات. بينما يلبي نموذج PFLA المستخدم في هذه الدراسة العديد من المعايير المعمول بها، هناك مجال للتحسين من خلال تضمين مؤشرات إضافية أو متغيرات تحكم، مما قد يعزز دقة النموذج وشموليته.
علاوة على ذلك، تسلط الدراسة الضوء على ضرورة إجراء تحقيقات نوعية، مثل مقابلات الخبراء عبر المجالات الاستراتيجية والإدارية والتقنية والتشغيلية والمستخدمين، لتعزيز فهم المنظمات المعنية. تشير النتائج إلى تحول كبير نحو الحافلات الكهربائية (EBs) كحلول قابلة للتطبيق للتنقل الحضري المستدام، خاصة مع انخفاض تكاليف البطاريات. ومع ذلك، كانت التحليلات محدودة بعدد صغير من النماذج، ومن الضروري إجراء فحص أوسع لمختلف المركبات والتقنيات. كما تشير الدراسة إلى أن مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية، التي تقدم كثافات طاقة أكبر ونطاقات قيادة مقارنة بالمركبات الكهربائية بالبطارية (BEVs)، ستصبح تنافسية مع تطور بنية تحتية للهيدروجين. وبالتالي، سيكون من الضروري معالجة معايير التكلفة والفائدة مع تطور هذه البدائل.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.retrec.2026.101765
Publication Date: 2026-04-04
Author(s): Veysel Tatar et al.
Primary Topic: Multi-Criteria Decision Making
Overview
The research paper addresses the urgent need for sustainable public transportation solutions in light of rapid urbanization and environmental challenges, highlighting electric buses (EBs) as a viable alternative to traditional internal combustion engine vehicles. The study introduces a comprehensive decision-making framework that integrates economic, technical, environmental, and social criteria through the combined use of Picture Fuzzy Logarithmic Decomposition of Criteria Importance (PF-LODECI) and Picture Fuzzy Alternative Ranking Technique based on Adaptive Standardized Intervals (PF-ARTASI). A case study conducted in Türkiye evaluates five electric bus alternatives across four main criteria and twenty-seven sub-criteria, confirming the robustness of the results through sensitivity analysis.
The findings reveal that the best alternative is EB3, followed by EB4, EB2, EB1, and EB5, with the rankings reflecting a nuanced understanding of the various factors influencing electric bus selection, including operational reliability, environmental performance, and economic viability. The study emphasizes the complexity of the decision-making process for municipalities and transportation authorities, advocating for a systematic approach that considers local needs and regulatory contexts. Ultimately, the proposed model aims to facilitate informed, data-driven decisions that promote long-term sustainability in urban public transportation systems, aligning with global trends towards vehicle electrification and improved service quality.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the pressing challenges posed by rapid urbanization, particularly in the realm of transport infrastructure, where reliance on internal combustion engine vehicles has exacerbated traffic congestion and air pollution. It emphasizes the critical need for policymakers and urban planners to promote a shift from private car usage to public transport systems, particularly buses, which are highlighted for their cost-effectiveness, flexibility, and capacity. The transition to sustainable transport, especially through the adoption of electric buses (EBs), is underscored as a vital strategy for reducing greenhouse gas emissions and enhancing energy efficiency. The paper notes that while China leads in electric bus adoption, Europe is also witnessing significant growth, driven by stricter environmental regulations.
The study proposes a structured decision-making framework utilizing picture fuzzy (PF) multi-criteria decision-making (MCDM) methods, specifically PF-LODECI and PF-ARTASI, to address the complexities and uncertainties involved in selecting electric buses. This approach aims to capture the multifaceted nature of sustainability, integrating economic, environmental, technical, institutional, and social dimensions into the evaluation process. The research highlights the importance of considering expert hesitation and neutrality in judgments, which traditional methods often overlook. A case study from Türkiye is presented to demonstrate the applicability of the proposed framework, ultimately identifying the most suitable electric bus alternative while contributing to the broader discourse on sustainable urban mobility and decision-making methodologies.
Methods
In this section, the methodology for implementing the proposed PFLA hybrid model to rank electric buses (EBs) is detailed through a series of structured steps. The first step involves constructing a hierarchical structure based on literature and expert opinions, which serves as the foundation for evaluating alternatives against predetermined criteria. Decision-makers assess each criterion using linguistic terms (LTs) as outlined in Table 1, with the results documented in Table S.1 of the Appendix. These LTs are subsequently converted into fuzzy numbers (PFNs) to facilitate further analysis.
The subsequent steps involve the calculation of various matrices essential for the ranking process. Step 2 computes the matrix $\delta = [\delta_{DM}^{k} ]_{m \times n}$ using the PFWA aggregation operator, as defined in Equation (10), with results available in Table S.2. Step 3 derives the matrix $C = [C_{ij}]_{m \times n}$ through the SF function presented in Equation (11), detailed in Table 5. Following this, Step 4 calculates the matrix $N = [N_{ij}]_{m \times n}$ using Equation (12), and Step 5 computes the matrix $\Delta = [\Delta_{ij}]_{m \times n}$ via Equation (13), with both matrices referenced in Tables S.3 and S.4, respectively. This systematic approach ensures a robust evaluation framework for ranking EBs based on multiple criteria.
Discussion
In the discussion section of the paper, a comprehensive review of existing literature on electric vehicle (EV) evaluations and multi-criteria decision-making (MCDM) approaches is presented. The urgency to address climate change and greenhouse gas emissions has led many nations to prioritize the electrification of transportation, with battery electric vehicles (BEVs) emerging as a viable solution for reducing urban air pollution and enhancing energy security. Studies highlight the advantages of EVs, including lower carbon emissions and the ability to provide dynamic grid services through vehicle-to-grid (V2G) technology. However, the literature reveals significant gaps, particularly in integrating various sustainability dimensions—economic, environmental, technical, institutional, and social—within a unified decision-making framework. Most existing MCDM models inadequately capture the complexities of expert judgment, often overlooking the nuances of neutrality and hesitation in decision-making processes.
To address these gaps, the paper proposes a novel integrated picture fuzzy LODECI-ARTASI (PFLA) framework for electric bus selection, which incorporates multi-dimensional sustainability criteria while explicitly modeling expert opinions characterized by positive, negative, neutral, and refusal degrees. This approach aims to provide a more holistic evaluation structure that reflects the uncertainties inherent in public transport planning. The proposed methodology is illustrated through a case study in Istanbul, Türkiye, where the city’s public transport system is analyzed to facilitate the evaluation of electric buses, thereby supporting the transition towards a more sustainable urban transport framework. The findings underscore the necessity of developing comprehensive decision-support tools that can effectively integrate technological, economic, and behavioral dimensions in the selection of electric buses.
Limitations
The study acknowledges several limitations that should be considered when interpreting its findings. Primarily, the reliance on perceptual evaluations and expert judgments may not fully encapsulate the complexities of system or product-level performance across the five analyzed segments. To mitigate potential biases, future research should integrate a wider array of data sources and methodologies. While the PFLA model used in this study meets many established criteria, there is room for enhancement through the inclusion of additional indicators or control variables, which could bolster the model’s accuracy and comprehensiveness.
Moreover, the study highlights the necessity for qualitative investigations, such as expert interviews across strategic, managerial, technical, operational, and user domains, to enrich understanding of the organizations involved. The findings indicate a significant shift towards electric buses (EBs) as viable solutions for sustainable urban mobility, particularly as battery costs decline. However, the analysis was limited to a small number of models, and a broader examination of various vehicles and technologies is warranted. The study also notes that hydrogen fuel-cell vehicles, which offer greater energy densities and driving ranges compared to battery electric vehicles (BEVs), will become competitive as hydrogen infrastructure develops. Thus, addressing cost-benefit parameters will be crucial as these alternatives evolve.