基于層次分析法的地下道路出入口選址模型

韓敬文

(重慶交通大學, 重慶 400074)

大型城市地下道路的規劃建設成為解決城市交通擁堵的重要手段,影響較大的包括美國波士頓中央大道——隧道改造工程CA/T(Central Artery /Tunnel Project)、日本東京新宿SUB-中心區地下高速公路[1]；國內的有上海市地下井字形通道、北京金融街地下交通等[2]。出入口作為地下道路整套基礎設施的重要組成部分,它的選址不僅關系著建設運營期的安全、經濟,還對交通組織起關鍵作用。

1 地下道路出入口選址影響因素

影響出入口的選址主要包括技術標準、自然條件、環境因素、經濟因素幾個方面。技術標準主要包括出入口的集散能力、地下道路網支撐能力，與既有地面線網有效銜接程度、線形指標等；自然條件主要包括地質條件(工程地質條件、水文地質條件)、地形條件、土地使用狀況(植被條件、土地使用面積)等；環境因素主要包括出入口景觀協調性、施工期環境影響因素(廢水、廢渣、交通影響因素)、運營期環境因素等；經濟因素主要包括建設費用、運營維護費用等。

2 地下道路出入口選址層次分析模型

2.1 層次分析法

層次分析法[3](Analytical Hierarchy Pross)簡稱AHP法,具體步驟如下：

(1)分析評價系統的要素集合及相關關系,用結構分析法建立系統的層次架構模型。

(2)確定評價基準或判斷標度。

(3)從最上層要素開始,依次以最上層要素為依據,對下一層要素兩兩比較,建立判斷矩陣。記判斷矩陣為

M=(bij)

(4)根據判斷矩陣,計算各要素的優先級向量(或稱判斷矩陣的特征向量)

其中

其次,將上述計算結果正交化。所謂正交化,就是先將上述各數相加,再除以每個數。這樣,就得到了各要素的優先級向量

則W=(W1,W2,…,Wn)即為所求的優先級(特征根)向量。

(5)一致性檢驗。

(6)確定總體優先級向量。

(7)按照優先級向量,對系統進行分析、評價、排序。

2.2 地下道路出入口選址模型

大型城市地下道路出入口影響因素多,是一個多準則、無結構特性的復雜問題,用AHP方法建立模型進行選址,具有簡單、有效、適應性強等特點。鑒于地下道路出入口影響因素的特點,將模型整理為目標層(A)、準則層(Bi)、子準則層(Bij)、方案層(Ci)的遞階層次結構。評價體系模型如圖1所示。

圖1 層次分析法評價體系模型

采用通用的相對重要性比例標度,如表1所示。

表1 AHP評估尺度意義及說明

建立準則層判斷矩陣,如表2所示。

表2 準則層判斷矩陣

注：一致性檢驗λmax=4.134,CI=0.045,CR=0.051

建立子準則層B1j判斷矩陣,如表3所示。

表3 B1j判斷矩陣

注：一致性檢驗λmax=4.081,CI=0.027,CR=0.030

建立子準則層B2j判斷矩陣,如表4所示。

表4 B2j判斷矩陣

建立子準則層B3j判斷矩陣,如表5所示。

表5 B3j判斷矩陣

建立子準則層B4j判斷矩陣,如表6所示。

表6 B4j判斷矩陣

3 實例分析

通過實地勘察,對某交通小區設置地下道路出入口方案進行綜合比較,得出各指標基本狀況(如表7所示)。

與準則層相似,對4個方案建立判斷矩陣(此處不再贅述),最后確定總體優先級向量,如表8所示。

表8 優先級向量

通過總體優先級向量的比較,我們容易得出方案4為最佳方案。

4 結束語

地下道路能夠解決城市爆炸式增長的機動車輛的擁堵現狀,它的出入口設置考慮因素復雜,目前主要依靠專家經驗法。本文通過運用系統分析與評價方法中的層次分析法建立模型,結合實例驗證了該模型的可行性、有效性,能為城市地下道路出入口的規劃提供定量參考。

[1]劉 韻.城市地下快速道路建設動因分析[J].地下空間與工程學報,2006,2(2):1293-1296

[2]陳志龍,張 平,等.中國城市中心區地下道路建設探討[J].地下空間與工程學報,2009(2)：1-12

[3]劉清泉,李炳林,等.層次分析法在常岳高速公路選線中的應用[J].湖南交通科技,2008,34(4):18-28