層次分析法（AHP）在立交方案評價中的應用

陳東波 高德發 馬紅平

（1.中交第二航務工程勘察設計院有限公司 武漢 430071；2.十堰市興路工程咨詢有限公司 十堰 442000）

道路立體交叉投資大，交通組織復雜，影響深遠，必須進行多方案設計，通過立交方案綜合評價擇優選定。傳統立交綜合評價一般采用定性與定量因素相結合的方法進行，該法局限性在于很多因素之間的比較往往無法用定量的方式描述。筆者結合工程實例對立交方案影響因素進行分析，將半定性、半定量問題轉化為定量計算問題，運用層次分析法（AHP）對各方案進行綜合評價選擇。

1 工程概況

1.1 立交功能定位

楊泗港快速通道四新段既是武漢新區對外重要的橫向通道，也是楊泗港長江大橋漢陽岸重要的快速疏解道路，主要承擔快速通過性交通并兼顧地方性服務，也承載了市政管線走廊和景觀走廊的功能。四新立交是由楊泗港快速通道和城市主干路江城大道相交而成，是武漢市中心城區“三環、十三射”快速路系統中的重要節點，是城市放射線服務于漢陽中心區、四新地區、沌口開發區的重要轉換節點，也是楊泗港過江通道重要疏解節點。該節點處于城市二環線、三環線、龍陽大道、國博大道4條快速路合圍中心，地理位置十分重要，交通功能性強。立交節點位置見圖1。

圖1 四新立交節點位置示意圖

1.2 交通量預測與分析

根據流量預測，該節點主要解決東西向和南北向直行交通，其次解決各個方向的轉向交通。該節點2020年流量將達到8 480pcu／h，其中江城大道與本工程高架直行流量為主流量，約占立交總流量的60%，其次為江城大道北至楊泗港快速通道東的轉向流向，約占立交總流量的14%，其余為各個方向的轉向流向，約占路口總流量的26%。交通量分布見圖2。

圖2 四新立交2020年高峰小時交通流量預測圖（單位：pcu／h）

2 立交方案

按兩相交道路等級，結合交通量預測結果，該節點設置A 類樞紐立交或B 類一般立交均能滿足車流預測行駛特征的需要。立交方案不同選型對工程總體布置方案影響很大，在交通功能、用地、景觀、投資等方面亦有很大差別。

2.1 方案1（一般立交）

方案1采用組合式半互通（3 層）立交方案。主線設2對上下匝道與輔路銜接，輔路與江城大道平面交叉為立交1層，江城大道與主線直行交通采用高架橋分別位于立交2層和3層，江城大道北至四新段東左轉交通經立交2 層、3 層之間設置的環道實現，其余轉向交通由立交1層平面交叉實現，見圖3。

圖3 四新立交方案1

2.2 方案2（樞紐立交）

方案2采用組合式全互通（2 層）立交方案。立交區內主線不設輔路，江城大道位于立交1層，主線位于立交2層，江城大道北至四新段東左轉交通以及四新段東至江城大道南左轉交通設置半定向匝道，其余轉向交通設置2條左轉環道及4條右轉定向匝道，見圖4。

圖4 四新立交方案2

2.3 方案綜合比選

方案1能保證主要交通流連續，次要交通通過上下匝道、輔路在江城大道平交口以間斷流的方式進行。優點是占地小，工程造價低，對周邊地塊的服務功能較強。缺點是整體交通功能較弱，江城大道直行交通需采用高架橋方案破壞了其原有的景觀，江城大道遠期實施BRT 改造困難。

方案2各方向交通均為連續流，優點是交通功能強，對江城大道景觀破壞小，基本不影響江城大道遠期實施BRT。缺點是占地大，工程造價高，立交周邊地塊交通進出快速系統需要繞行。

經綜合比較，方案2在交通功能、整體景觀效果、與江城大道遠期BRT 改造的適應性方面優于方案1，故將方案2作為推薦方案。2種方案綜合比較見表1。

表1 立交方案比較表

3 層次分析法（AHP）評價

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是將與決策有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法［1］。

依據層次分析法思想，首先建立四新立交方案綜合評價的層次分析模型并確定評價指標權重，然后按專家打分并取平均值得到各方案的最終評分結果。

3.1 建立分析模型

根據層次分析法的思想建立如表2所列的層次結構模型：目標層A，準則層B（包括B1、B2、B3、B4），子準則層C（包括C1～C14）14項指標［2］。

表2 層次分析模型

3.2 準則層權重標準值

層次分析模型中準則層各層權重標準值按表3中數值選取。

3.3 評價結果

對2個比選方案的各個指標值采用7名專家打分并取平均值。綜合評分結果表明，方案2優于方案1，方案評分結果見表4。

表3 準則層權重值表

表4 方案評分結果表

4 結語

在實際工作中應用表明，層次分析法（AHP）非常有助于進行方案比選的輔助決策。特別是立交設計方案存在多個影響因素，且這些影響因素在不同的方案中又各有優劣，使得僅憑人工經驗難于取舍時，該法具有較好的使用價值。

［1］周 偉，王選倉.道路經濟與管理［M］.北京：人民交通出版社，1998.

［2］CCJ 152－2010 城市道路交叉口設計規程［S］.北京：中國建筑工業出版社，2010.