王高飛 劉松

摘 要：本文采用層次分析法，從定性和定量的角度出發(fā)，提出評(píng)價(jià)城市道路提高方案的指標(biāo)體系，選出主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)交叉口信號(hào)配時(shí)改善、渠化交通、單向交通等提高城市道路通行能力的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用層次分析法對(duì)提高方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，選出最佳的提高方案。

關(guān)鍵詞：城市交通;通行能力;層次分析法

中圖分類號(hào)：U491文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）31-0128-03

Study on Evaluation of Urban Road Capacity Based

on Analytic Hierarchy Process

WANG Gaofei1 LIU Song2

（1.Shaanxi Railway Institute，Weinan Shaanxi 714000;2.Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074）

Abstract： In this paper， the analytic hierarchy process （AHP） was used to evaluate the urban road improvement schemes from the qualitative and quantitative perspectives. The main evaluation indexes were selected to evaluate the schemes for improving the traffic capacity of urban roads， such as the improvement of signal timing at intersections， channelized traffic and one-way traffic. At the same time， AHP was used to evaluate the improvement scheme， and the best improvement scheme was selected based on the calculation results.

Keywords： urban traffic;traffic capacity;the analytic hierarchy process

合理地進(jìn)行道路通行能力分析可以為公路規(guī)劃和設(shè)計(jì)以及交通控制與管理等提供設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。基于此，本文提出一種基于層次分析法的城市道路通行能力評(píng)價(jià)方法。

1 評(píng)價(jià)體系建立原則

1.1 系統(tǒng)性

城市交通是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其涉及諸多方面，包括城市道路網(wǎng)的規(guī)劃、城市建設(shè)、交通設(shè)施設(shè)置、投資政策、土地利用[1]。因此，在建立評(píng)價(jià)體系時(shí)，應(yīng)該從全局考慮，保證評(píng)價(jià)體系的系統(tǒng)性。

1.2 以定量為主、定性為輔

量化指標(biāo)能夠以數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行更合理、準(zhǔn)確、科學(xué)的評(píng)價(jià)。而當(dāng)指標(biāo)難以進(jìn)行量化時(shí)，就需要根據(jù)具體情況制訂出定性的評(píng)價(jià)方案。

1.3 建立相對(duì)獨(dú)立的指標(biāo)

在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，為了保證評(píng)價(jià)結(jié)果的全面性，往往需要對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和。所以，在設(shè)計(jì)各個(gè)指標(biāo)時(shí)，要保證其獨(dú)立性，否則，會(huì)加大各個(gè)指標(biāo)加權(quán)求和的難度，并且會(huì)使評(píng)價(jià)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

1.4 實(shí)用的原則

評(píng)價(jià)城市道路交通的目的在于找出城市道路交通中存在的問題，然后針對(duì)問題提出相應(yīng)的解決對(duì)策以提高道路交通使用效益[2]。所以，在構(gòu)建評(píng)價(jià)體系時(shí)應(yīng)該保證層次分明，并且能準(zhǔn)確全面地把握城市道路交通中存在的問題。這就要求評(píng)價(jià)體系中的各個(gè)指標(biāo)要具有良好的操作性，以保證評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確。

1.5 可比的原則

對(duì)于制定出的評(píng)價(jià)體系，不但要能評(píng)價(jià)一座城市的交通狀況，而且要能反映同一時(shí)期各個(gè)城市之間的情況，這就要求建立的評(píng)價(jià)體系具有可比性。因此，在設(shè)立各個(gè)指標(biāo)時(shí)，需要考慮其在各個(gè)城市能否通用。同時(shí)，要考慮城市道路交通指標(biāo)的相對(duì)值，準(zhǔn)確結(jié)合我國城市的實(shí)際情況，并兼顧我國城市之間不平衡發(fā)展的情況。

1.6 科學(xué)可靠的原則

所謂科學(xué)性，就是要完全符合交通工程的原理，全面貫徹可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)和解決城市交通問題的系統(tǒng)思路;所謂可靠性，是指采用的評(píng)價(jià)體系能完整地得到系統(tǒng)的發(fā)展。

1.7 考慮城市的特點(diǎn)

不同規(guī)模的城市在不同時(shí)期的情況是不同的，為了能夠恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)出城市交通的實(shí)際情況，在建立評(píng)價(jià)體系時(shí)，要重點(diǎn)考慮各個(gè)城市的特點(diǎn)。

2 層次分析法

層次分析法（Analytical Hierarchy Process，AHP）是美國運(yùn)籌學(xué)家沙旦（T.L.Saaty）于20世紀(jì)70年代提出的，是一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策方法[3]。該方法的基本的過程為：先把一個(gè)復(fù)雜的問題分解成多個(gè)組成元素，再按照支配關(guān)系將這些元素分級(jí)、分層，形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上通過兩兩比較的方式判斷各層次中諸元素的重要性，然后綜合判斷計(jì)算單準(zhǔn)則排序和層次總排序，從而確定諸元素在決策中的權(quán)重[4]。

3 基于層次分析法構(gòu)建城市交通評(píng)價(jià)體系

基于層次分析法構(gòu)建的城市交通評(píng)價(jià)體系主要由4層評(píng)價(jià)子體系構(gòu)成，具體如表1所示。

4 層次分析法的應(yīng)用

4.1 方案模型構(gòu)建

層次分析法的主要思路是將復(fù)雜的問題層次化，而組織單向交通是提高城市道路通行能力的有效方案。接下來本文利用層次分析法對(duì)道路通行能力提高方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。建立的提高通行能力方案評(píng)價(jià)的體系模型如圖1所示。

從圖1可知，構(gòu)建的方案模型主要有以下三種。方案一：組織單向交通，以提高城市道路通行能力;方案二：通過組織渠化交通來提高城市道路通行能力;方案三：對(duì)交叉口信號(hào)配時(shí)進(jìn)行改善，消除“瓶頸”，以此提高城市道路的通行能力。

4.2 評(píng)價(jià)過程

圖1中各個(gè)指標(biāo)的兩兩比較矩陣如表2所示。

由表2判斷矩陣計(jì)算準(zhǔn)則層相對(duì)于目標(biāo)層的重要性：

通過式（1）得出各個(gè)權(quán)重向量為：[w1=0.058]，[w2=0.333]，[w3=0.076]，[w4=0.280]，[w5=0.377]。

把判斷矩陣進(jìn)行歸一化，求出每一行的算術(shù)平均值，如表3所示。

把判斷矩陣[P1]的每一列元素[aij]乘以相應(yīng)的權(quán)重值后，得到表4如下。

第二步，當(dāng)[n]=5時(shí)，查表得出[RI]=1.12。

第三步，一致性比例CR（Consistency Ratio）的計(jì)算，計(jì)算公式為[6]：

上述結(jié)果符合一致性要求

對(duì)三個(gè)方案，就指標(biāo)區(qū)間行駛車速[A1]而言，進(jìn)行兩兩比較之后，得到判斷矩陣如表5所示。

故此，把表5判斷矩陣進(jìn)行歸一化，求出每一行的算術(shù)平均值，如表6所示。

由此得到該判斷矩陣的近似權(quán)重向量[w1=0.549， 0.241 ， 0.211]。該權(quán)重表明，就“區(qū)間行駛車速”而言，方案一效果最好，方案二效果次之，方案三效果最差。經(jīng)過一致性檢驗(yàn)，符合一致性。

以此類推，對(duì)于指標(biāo)“行程時(shí)間”而言，方案一效果偏好，方案二與方案三效果最差。對(duì)于指標(biāo)“費(fèi)用的消耗”而言，方案一最差，方案二相對(duì)偏好，方案三最好。

5 結(jié)語

綜上所述，方案三最好。因?yàn)樵诔鞘械缆分校纳菩盘?hào)配時(shí)，合理組織相位差，可形成綠波帶，對(duì)提高城市道路通行能力較為有效。渠化交通能有效地將平面交叉渠化，減少?zèng)_突點(diǎn)，但是在提高通行能力上效果較差。組織單向交通能有效提高城市道路的通行能力，但是基于其適應(yīng)條件，結(jié)合我國城市特點(diǎn)，效果并不佳。

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