基于AHP法的貴陽市城市綠色步行空間質量影響要素分析①

楊 倩 李 晶

(貴陽學院 貴州貴陽 550005)

步行是城市交通不可分割的一部分，同時也是最健康最環保的出行方式。20世紀20年代初，美國著名心臟病學家懷特博士就提出了步行對于健康的重要性。城市步行空間作為步行活動的重要載體，是連接城市各片區的重要紐帶，和市民生活緊密相連，同時也是城市活力的象征和城市面貌的縮影。隨著貴陽市城市化進程的不斷加快，城市擁堵及城市污染現象日漸嚴重。在我國大力倡導可持續發展和低碳綠色出行的背景下，越來越多的人意識到為了自身健康和城市宜居，打造步行友好、舒適便捷、宜人活力、高質量的城市步行空間已迫在眉睫。貴陽市在從傳統的“以車為本”向“以人為本”規劃觀念轉變過程中還存在一些問題，如步行空間面積不足、連續性不強、缺乏活力、缺乏人性化設計、美觀性不足等，這些問題都需要深入分析研究與規劃指導。本研究正是基于此背景，以貴陽市綠色步行空間質量為研究對象，探究影響綠色步行空間質量的要素，通過對要素權重分析，對重要影響要素提出改進措施，以創造更好的綠色城市步行空間。

1 國內外研究參考

國外對城市步行空間、步行系統的相關研究開展較早，且已由整體向細部轉換，由定性向定量發展，其中以英美為主的國家在步行研究上貢獻較為突出，多以步行目的、步行行為及其物質環境因素為研究對象。“可步行性”一詞是近年來從城市與街區尺度對步行研究的熱點，國外在這方面的發展已從定性研究向定量研究發展（即向可步行性測度研究方向發展）。目前各類審計工具中得到推廣的有英國“步行計算器（Walkonomics）”；由亞洲安全組織提出的“可步行性評估（Walkability Asia）”以及美國提出的“步行指數 （Walkscore） ”。Krambeck等［1］從安全、便利（舒適）和政策3個維度入手，選取14個指標，通過城市問卷調查方式，獲取相關城市數據，計算步行友好指數；South worth［2］提出良好的步行環境與交通路網的連通性、與其他出行方式的對接性、街坊尺度和用地多樣性、安全、人行道品質及人行道周邊環境6個因素密切相關；Cauwenberg等［3］發現城市公共服務設施的便利性、步行設施完備性、交通安全、熟悉度、安全和街道外觀為影響城市步行環境的關鍵因素。

目前，國內在健康城市、城市步行空間理論研究方面已取得了不少進展，滕愛兵等［4］用交叉分析法對步行環境指標體系進行了檢驗優化；鄭建振［5］提出以設施水平和運行水平為主的步行交通環境評價指標體系，并構建DEA/AHP綜合評價模型；陳丹丹［6］提出“交通設計、生態設計、空間設計”三大設計指標類別；林龍和易斌［7］提出了連續、安全、便捷、舒適4個維度13個二級指標的評價體系。但在健康城市、城市步行空間質量的量化研究方面尚存在許多發展空間。

2 方法選用與影響要素指標構建

2.1 方法選用

層次分析法（Analytic Hicrachy Proccss簡記為AHP）是美國運籌學家Saaty［8］在20世紀70年代初提出來的，它是將半定性、半定量的問題轉化為定量計算的一種行之有效的辦法，把復雜的決策系統層次化，通過逐層比較各種關聯因素的重要性來為分析、決策提供定量的依據。其基本操作方法如圖1。

圖1 層次分析法基本操作步驟

2.2 影響因素指標構建

步行空間質量的優劣很大程度上取決于步行者的感受，因此，步行空間影響要素的選擇應當遵循步行者的實際需求。本研究結合實地調研及參考國內外研究成果基礎上，初步擬定了影響貴陽市城市步行空間質量的相應指標23項。為驗證影響因素指標的合理性與適用性，筆者對城市步行空間的使用者和設計者進行了簡單走訪、紙質及網絡問卷調研，以語意方式收集兩類人群的評價意見（主要是針對指標重要性的評估與選擇），共收集設計者問卷20份，使用者問卷198份，共計回收問卷218份。最終通過調研結果篩選出影響城市步行空間質量的7項一級指標和相應的20項二級指標，并構建相應層級，如表1（本指標的選擇帶有主觀性和不完善性，但力求有代表性）。

3 影響要素分析及相應權重計算

為力求分析結果的客觀性與合理性，采用了專家判定與市民問卷2種方式，分別求得相應權重值并進行綜合分析，得出影響貴陽市城市步行空間質量要素的指標權重值。

3.1 基于市民問卷的影響要素指標權重計算

3.1.1 市民問卷調研基本情況

對貴陽市云巖、南明、觀山湖、烏當、白云等幾個重要城區的步行市民采用抽樣調查，問卷發放中盡量保證性別、年齡等信息的比例適當，問卷內容是針對貴陽市城市步行空間質量影響要素的滿意程度評判，為避免問卷具有較強導向性，選項均采用語義學標度。

調研共發放意見征詢問卷300份，回收有效問卷288份，調研結果均輸入SPSS 20.0建立相應數據庫供后期數據分析使用。

表1 貴陽市城市步行空間質量影響要素指標層級

3.1.2 影響要素指標不同層級相應權重計算

市民對影響城市步行空間質量要素的指標判定上不宜采用指標兩兩比較方法構建判斷矩陣，這樣的算法理解較難、計算復雜且工作量龐大，因此一般采用數學近似法來構建判斷矩陣。本研究借鑒杜宏武［9］對住區居民休憩環境綜合評價方法，權重計算以數學平均值為基礎，通過選取重要項次數和選項排序均值來構建相應判斷矩陣。

3.1.2.1 二級指標對一級指標權重計算

在二級指標權重計算過程中，主要采用將重要項被選次數帶入推導公式以求得符合判斷矩陣標度的1～9數值（表2），從而構建相應矩陣以求出權重。

表2 判斷矩陣標度及其含義

問卷中市民選出的影響步行空間質量要素最重要7項結果如表3所示，被選次數越多的指標重要性越強。

從表2統計的選擇數據可看出，市民認為影響步行空間質量排名前五的指標是“過街安全感”、“無障礙設計合理性”、“步行空間不受機動車或非機動車干擾”、“步行道有效寬度”、“到公共活動場所便捷程度”，這些指標直觀反映了當前貴陽市城市步行空間亟待改進的重要幾方面內容，尤其是安全性一項值得特別關注。

計算二級指標權重前，需先將選擇次數轉換為符合矩陣標度的數值而后構建兩兩判斷矩陣，并求得相應最大特征根λmax，對矩陣一致性進行檢驗，一致性通過，則根據最大特征根對應的最大特征向量，歸一化后求得權重向量ω。

當yi＞yj時，判斷矩陣

當yj＞yi時，判斷矩陣

式中：yi，yj代表第i，j項被選次數，方括號代表取整。

通過構建相關矩陣和運用MATLAB進行運算可得相應二級指標的權重向量（表4～10）。

表4 “步行空間布局”二級指標判斷矩陣（CR＝0）

3.1.2.2 一級指標對總目標權重計算

一級指標權重計算主要依托問卷中7個一級指標的重要性排序（表11），將排序均值帶入推導公式轉換為符合AHP判斷矩陣標度的數值，構建7×7判斷矩陣，以求出相應權重值。

表5 “步行高效性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.028）

表6 “便捷性”二級指標判斷矩陣（CR＝0）

表7 “物理舒適性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.046）

表8 “美觀性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.046）

表9 “安全性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.028）

當yj＞yi時，判斷矩陣

表10 “設施水平”二級指標判斷矩陣（CR＝0.065）

當yi＞yj時，判斷矩陣

式中：yi，yj是第i項與第j項的排序均值，d是排序均值的最大值減最小值，n是指標個數。

該矩陣λmax＝7.158，對矩陣進行一致性檢驗，3，查表可知RI＝1.32，CR＝，檢驗通過。

通過軟件計算求出一級指標權重向量：

通過對一級指標與二級指標權重進行歸一化處理求得每個項目最終權重，所得結果如表12所示，由此可對二級指標進行總排序。

表11 影響步行空間質量的一級指標重要性排序

3.2 基于專家判定的影響要素指標權重計算

在對城市步行空間質量評價過程中，行業專家同普通市民所站視角不同，在一些指標的評判上可能會出現差異，因此比較二者評價觀點使研究更具現實意義，評價結果能更全面的反映問題。為此本研究共選擇了在貴陽市工作和生活的20位專家進行問卷調查，20位專家來自高校、設計院、規劃及市政管理部門，專業方向涉及建筑、規劃、景觀、市政、交通方面。

前期在對專家訪談過程中發現，部分專家對問卷理解存在一定偏差，且意見比較分散，相較于需采用多輪征詢才能獲得較滿意結果的德爾菲法專家打分法，本研究采用了AHP法做專家意見征詢。20位專家根據表13的語義標度來進行指標兩兩判斷，將專家評價結果計算幾何平均值后構建出相應判斷矩陣，以求得一級指標和二級指標的相應權重值（表14）。

表12 各級指標對總指標的權重值匯總與排序（市民）

表13 標度表

表14 一級指標專家問卷集結后矩陣（CR＝0.027）

專家征詢部分所構建的二級指標各集結矩陣及權重計算結果如表15～21。

表15 “步行空間布局”二級指標判斷矩陣（CR＝0）

同市民評價結果一樣，將專家評價二級指標權重值做歸一化處理后得到如表22所示的權重匯總與總排序。

表16 “步行高效性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.007）

表17 “便捷性”二級指標判斷矩陣（CR＝0）

表18 “物理舒適性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.003）

表19 “美觀性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.002）

表20 “安全性”二級指標判斷矩陣（CR＝0.02）

表21 “設施水平”二級指標判斷矩陣（CR＝0.003）

4 結果與分析

4.1 貴陽市城市步行空間質量影響要素一級指標權重對比分析

從圖2可以看出，無論是普通市民還是專家均認為，貴陽市城市步行空間質量影響因素中“安全性”是首要影響因素。在貴陽市步行空間的調研中，筆者也清晰感到相較于美觀性、便捷性等因素，貴陽市步行空間的安全性更讓人擔憂。信號燈、人行橫道等設置不全或位置不合理，人行道不時受機動車和非機動車干擾、步行空間存在安全隱患等均是讓人感到安全性差的原因。其次“設施水平”也是專家和居民重點關注的影響因素。步行空間中休憩設施、公共服務設施、無障礙設施等設計的優劣很大程度上影響了市民在步行時的舒適性，也是市民步行時可直接感知的因素。

專家和普通市民雖同為城市步行空間使用者，但其對城市空間的關注點會有所不同，這就導致有些影響因素指標會出現較明顯差異。如“步行空間布局”與“便捷性”指標專家判定權重達0.125、0.129，但市民判定權重只有0.096，這正好說明了在城市規劃和設計者角度來看步行空間在城市中的區位、步行道的合理組織、步行空間的尺度得當、市民能方便到達各類空間等內容是步行空間設計時的重要考慮因素，但這些因素并非所有內容都能讓步行市民直接感知到或并非是市民認為的影響他們步行意愿的最重要因素。“步行高效性”也是市民和專家權重值差異較大的一項指標，在不少專家看來貴陽市步行道路密度、連續性及有效寬度是比較適宜的，但市民在對步行空間的實際使用中卻反映步行道連續性差，且步行空間被占用情況較嚴重。因此相較于專家，市民對“步行高效性”這項指標更為看重。

圖2 專家與市民一級指標權重對比

4.2 貴陽市城市步行空間質量影響要素二級指標權重對比分析

從圖3可以看出，20項二級影響因素指標中，專家和市民均認為比較重要的，權重值排名靠前的因素有“步行空間尺度得當”（0.067/0.077）、“到公共活動場所便捷程度”（0.068/0.064）、“步行空間不受機動車或非機動車干擾”（0.118/0.136）、“公共服務設施布置與維護”（0.063/0.046）。而出現專家和市民評判權重值差異較大的主要是“步行道組織與布局合理性”（0.058/0.019）、“步行道有效寬度”（0.043/0.089）、“過街安全感”（0.116/0.229）、“步行空間無不安全因素”（0.104/0.027）、“無障礙設計合理性”（0.044/0.092）。這幾項指標恰恰反映了市民在實際使用城市步行空間中遇到的問題，如過街時缺少斑馬線，過街地道燈光昏暗，扶梯等設施損壞讓市民感到過街不安全；步行道被攤販、非機動車、市政維修設置甚至是行道樹占用導致步行空間有效寬度不足也是影響市民步行積極性的重要原因；此外，無障礙設計如盲道、坡道等設置不合理也對市民步行活動帶來非常大的不便。

表22 各級指標對總指標的權重值匯總與排序（專家）

圖3 專家與市民二級指標權重對比

5 結語

本文通過對影響貴陽市城市步行空間質量要素的權重計算得知，步行空間“安全性”、“設施水平”在評價指標中占有主導地位，而市民更看重“步行道有效寬度”、“過街安全感”和“無障礙設計合理性”這些影響因素應當在今后貴陽市城市步行空間規劃設計中著重考慮。