夏 旗， 馬 力， 陳曉利,3,4， 歐 清， 李遠(yuǎn)哲

(1.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院， 重慶 400074； 2.重慶市渝北區(qū)公安分局交巡警支隊(duì)， 重慶 400020； 3.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司， 重慶 400067； 4.自動(dòng)駕駛技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心， 重慶 400067)

隨著城市的快速發(fā)展，城市周邊土地開發(fā)利用強(qiáng)度不斷增大，城市道路周邊的商住項(xiàng)目也越來(lái)越多。為滿足施工車輛在城市道路與商住項(xiàng)目地塊之間的進(jìn)出，就需要設(shè)置臨時(shí)開口連接城市道路與商住項(xiàng)目地塊。臨時(shí)開口的設(shè)置在一定程度上對(duì)城市道路原有車輛的行駛產(chǎn)生了影響，施工車輛進(jìn)出臨時(shí)開口時(shí)與道路原有車輛產(chǎn)生交織，易引發(fā)刮擦、追尾等交通事故。由于臨時(shí)開口的設(shè)置受道路交通條件、地形條件及施工需求的影響，在施工場(chǎng)地已確定的情況下，若合理布置臨時(shí)開口，使施工作業(yè)區(qū)與道路能很好地銜接，則可降低臨時(shí)開口對(duì)道路行車的干擾，避免發(fā)生交通事故。因此，有必要論證臨時(shí)開口交通組織的可行性。

從上世紀(jì)60、70年代開始，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者已開始對(duì)道路出入口進(jìn)行相關(guān)研究[1-5]。美國(guó)于2000年制定了Access Management手冊(cè)，是Access Management技術(shù)策略、實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)方面最全面的文獻(xiàn)。國(guó)內(nèi)研究主要集中在快速路出入口及道路交叉口方面，對(duì)于城市道路商住項(xiàng)目施工臨時(shí)出入口的研究較少。本文研究核心內(nèi)容是城市道路商住項(xiàng)目施工臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)

以相關(guān)性、科學(xué)性、獨(dú)立性為原則，選取臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)。安全與通暢是臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)的基本原則，是臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)必不可少的評(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，經(jīng)濟(jì)性也是不可忽視的評(píng)價(jià)指標(biāo)。為此，本文對(duì)臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)將從安全性、通暢性、經(jīng)濟(jì)性3個(gè)方面進(jìn)行。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料[6-10]、研究不同的開口設(shè)計(jì)方案、參照我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，建立了臨時(shí)開口可行性的3級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 指標(biāo)權(quán)重設(shè)計(jì)

2.1 權(quán)重設(shè)計(jì)方法選擇

開口評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重是開口評(píng)價(jià)是否準(zhǔn)確有效的基礎(chǔ)，目前運(yùn)用比較廣泛的權(quán)重設(shè)計(jì)方法主要有德爾菲法、層次分析法、主成分分析法和最大熵技術(shù)法。通過(guò)對(duì)比各權(quán)重設(shè)計(jì)方法的特性及使用要求后，采用層次分析法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行權(quán)重設(shè)計(jì)，并通過(guò)一致性檢驗(yàn)來(lái)判定設(shè)計(jì)權(quán)重的有效性。

2.2 判斷矩陣構(gòu)造

根據(jù)Saaty[11]提出的一致矩陣法，將每一層級(jí)的各相關(guān)指標(biāo)按照比例尺度(如表2所示)進(jìn)行兩兩比較，并按照比較結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣具有如下性質(zhì)：

(1)

式中：aij為指標(biāo)i與指標(biāo)j兩兩比較的結(jié)果，將同層級(jí)的所有比較結(jié)果用矩陣A=(aij)n×n表示，該矩陣即為判斷矩陣。

表2 比例尺度

2.3 一致性檢驗(yàn)

將判斷矩陣A的最大特征根λmax對(duì)應(yīng)的特征向量進(jìn)行歸一化處理，并記作W。W的元素為同一層次指標(biāo)對(duì)應(yīng)上一層次某指標(biāo)相對(duì)重要性的權(quán)重，這一過(guò)程稱為層次單排序。為了確定層次單排序的準(zhǔn)確性，還需對(duì)其進(jìn)行一致性指標(biāo)CI的檢驗(yàn)，其計(jì)算如下：

(2)

式中：λmax為判斷矩陣最大特征值；n為判斷矩陣階數(shù)[12]。

根據(jù)一致性指標(biāo)CI，可計(jì)算檢驗(yàn)系數(shù)CR:

(3)

式中：RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，取值如表3所示。

表3 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI標(biāo)準(zhǔn)值

當(dāng)CR<0.1時(shí)，判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)，W為對(duì)應(yīng)指標(biāo)權(quán)重；當(dāng)CR≥0.1時(shí)，判斷矩陣不滿足條件，需重新構(gòu)造判斷矩陣[13]。

2.4 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

先邀請(qǐng)5位專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行打分，后將5位專家的打分情況進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，再進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。通過(guò)一致性檢驗(yàn)后，將5位專家打分計(jì)算出來(lái)的權(quán)重取平均值，作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，如表4所示。

3 評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)

3.1 評(píng)價(jià)方法選擇

臨時(shí)開口可行性的評(píng)價(jià)結(jié)果需通過(guò)對(duì)多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)完成。為得到清晰直觀的評(píng)價(jià)結(jié)果就需要選擇合適的評(píng)價(jià)方法。模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論,可將定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，它可以對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體評(píng)價(jià)[14]。這種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)，能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題。

3.2 評(píng)價(jià)流程設(shè)計(jì)

1) 建立評(píng)語(yǔ)集

評(píng)價(jià)集是評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)判對(duì)象作出各種判斷結(jié)果的集合。本文將臨時(shí)開口的評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)集分為優(yōu)秀、良好、合格、不合格4個(gè)等級(jí)。

2) 確定指標(biāo)隸屬度

若y位專家對(duì)某一指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，其中有w位專家選擇了評(píng)語(yǔ)v，則該指標(biāo)對(duì)于評(píng)語(yǔ)v的隸屬度為w/y。

3) 確定模糊矩陣

專家評(píng)價(jià)完成后，確定指標(biāo)隸屬度rij，rij表示第i個(gè)指標(biāo)對(duì)評(píng)語(yǔ)集第j個(gè)等級(jí)的隸屬度，則模糊矩陣為R=(rij)h×4，其中h表示二級(jí)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的三級(jí)指標(biāo)個(gè)數(shù)，4表示4個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)，rij∈[0,1][15-16]。

4) 安全系數(shù)設(shè)計(jì)

由于臨時(shí)開口的特殊性，如設(shè)計(jì)不當(dāng)，輕則造成交通擁堵，重則致使嚴(yán)重的交通事故。因此，在對(duì)開口進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，必須保證其安全性。為此，引入安全系數(shù)k。在對(duì)一級(jí)指標(biāo)安全性所包含的三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，若某三級(jí)指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)為不合格，則k=0，其他情況k=1，其判斷過(guò)程如圖1所示。

圖1 安全系數(shù)取值流程

5) 可行性評(píng)價(jià)計(jì)算

(4)

Bgf可為二級(jí)指標(biāo)模糊矩陣。其中f表示一級(jí)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)個(gè)數(shù)，則一級(jí)指標(biāo)模糊矩陣可表示為：

(5)

式中：g表示一級(jí)指標(biāo)個(gè)數(shù)，取1，2，3，則開口整體評(píng)價(jià)可表示為：

(6)

4 案例分析

本文以重慶市渝北區(qū)祥和路某道路臨時(shí)開口為例，祥和路為城市支路，為滿足塊材料車輛進(jìn)出，需在祥和路設(shè)置臨時(shí)開口。開口使用時(shí)間為每天 22:00 至次日6:00，進(jìn)出車輛數(shù)為5輛/h，如圖2、圖3所示。

圖2 開口路段現(xiàn)狀

4.1 隸屬度計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，邀請(qǐng)5位行業(yè)專家對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，專家打分隸屬度情況如表5所示。

單位：m

表5 專家打分隸屬度

4.2 二級(jí)指標(biāo)模糊矩陣計(jì)算

由表5可知，安全性所包含的評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)等級(jí)無(wú)不合格，則安全系數(shù)k=1。

二級(jí)指標(biāo)開口線形設(shè)計(jì)所對(duì)應(yīng)三級(jí)指標(biāo)的模糊矩陣為：

則根據(jù)式(4)可得二級(jí)指標(biāo)開口線性設(shè)計(jì)模糊矩陣為：

同理可得剩余二級(jí)指標(biāo)的模糊矩陣為：

B12=(0.588,0.248,0.164,0.000)

B13=(0.200,0.400,0.400,0.000)

B14=(0.284,0.716,0.000,0.000)

B21=(0.640,0.360,0.000,0.000)

B22=(0.316,0.142,0.542,0.000)

B23=(0.600,0.200,0.200,0.000)

B31=(0.088,0.800,0.112,0.000)

B32=(0.284,0.600,0.116,0.000)

則一級(jí)指標(biāo)安全性所對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)模糊矩陣為：

4.3 一級(jí)指標(biāo)模糊矩陣計(jì)算

由式(5)可得一級(jí)指標(biāo)安全性的模糊矩陣為：

B1=(0.44,0.26,0.21,0.09)

(0.457,0.416,0.127,0.000)

同理可得剩余一級(jí)指標(biāo)模糊矩陣為：

B2=(0.547,0.277,0.176,0.000)

B3=(0.162,0.724,0.114,0.000)

則一級(jí)指標(biāo)模糊矩陣為:

4.4 臨時(shí)開口可行性判定

根據(jù)式(6)可得臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)為：

B=(0.640,0.260,0.100)

(0.451,0.411,0.138,0.000)

根據(jù)最大隸屬度原則可知，該臨時(shí)開口的評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)秀，即該臨時(shí)開口的可行性評(píng)價(jià)結(jié)果為可行。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)臨時(shí)開口交通情況的分析，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，從安全性、通暢性、經(jīng)濟(jì)性3方面設(shè)計(jì)了比較科學(xué)全面的臨時(shí)開口可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并通過(guò)指標(biāo)權(quán)重可知，安全性對(duì)臨時(shí)開口可行性影響最大，通暢性次之，經(jīng)濟(jì)性最小。

通過(guò)選取重慶某臨時(shí)開口，按照本文的評(píng)價(jià)方法對(duì)其進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)，論證了本文評(píng)價(jià)方法合理可行，可供類似道路臨時(shí)開口評(píng)價(jià)參考。