基于AHP-模糊綜合評分法的行人過街設施評價

王春云 陳春燕 喬建剛

摘要 隨著步行在中短距離出行中的比例日益增長，發展步行交通，推動交通結構的總體優化愈發受公眾重視。適用性高的行人過街設施不僅可以確保行人的安全，還能使道路暢通。通過對現有不同類型的行人過街設施進行評價，找出存在問題及缺口，對過街設施的新建提供理論依據。以北京市大興區為例，選取行人過街時間、過街延誤、道路服務水平、機動車延誤、設施建設費用等指標，從安全、效率、經濟3方面建立評價體系，結合層次分析法和模糊綜合評分法，評價相鄰路口的2種類型的過街設施。結果表明立體過街設施優于平面過街設施。

關 鍵 詞 層次分析法;模糊綜合評分;行人過街設施;安全;效率

中圖分類號 U491.2? ? ?文獻標志碼 A

Evaluation of pedestrian crossing facilities based on AHP- fuzzy comprehensive scoring method

WANG Chunyun1， CHEN Chunyan2， QIAO Jiangang2

（1. Baoding Vocational and Technical College， Baoding， Hebei 071051， China; 2. School of Civil Engineering and Transportation， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China）

Abstract With the increasing proportion of walking in short-distance travel， developing walking traffic and promoting the overall optimization of traffic structure have caused more public attention. High applicable pedestrian crossing facilities can not only ensure? pedestrians′ safety， but also make roads unobstructed. Through the evaluation of different types of pedestrian street facilities， the existing problems and gaps are found， and the theoretical basis for the construction of crossing facilities is provided. Taking Daxing District of Beijing as an example， we first selected indexes such as pedestrian crossing time，crossing delay， road service level， vehicle delay， facilities construction cost and so on to establish an evaluation system by considering three aspects of the facilities： safety， efficiency， and economy. Then by combining analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation method， we evaluated two types of crossing facilities at adjacent junctions. The results show that the stereoscopic crossing facility is superior to the plane crossing facility.

Key words analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive score; pedestrian crossing facilities; safety; efficiency

0 引言

行人過街設施主要分為平面過街設施和立體過街設施2類。傳統的平面過街設施存在安全性差、效率低、易造成擁堵等問題。而立體過街設施雖然能將問題得以解決，但是面臨較大的施工及運維成本。行人過街設施的類型選取首先要滿足行人的過街需求，保證行人過街安全;其次還要考慮行人便捷性的需要。兩類過街設施的選型及選址研究也一直成為許多學者的難點[1-4]。

目前，國內外基于行人過街行為方面有了一些成果[5-8]，在評價上研究較少。龐雅靜[9]基于行人交通特性，以模糊測度理論為基礎建立了一套適用于信號交叉口行人過街的安全評價體系。劉貴謙[10]從過街行人對立體過街設施的滿意度及選擇偏好角度，建立了基于行人選擇偏好的Probit模型并對立體過街設施服務性能進行了評價。李昕等[11]對人行橫道行人過街服務水平提出了基于不同指標的不同評價方法，并給出各方法的優缺點及適用條件。許新[12]針對行人地面過街，從交通系統效率、安全、環境和經濟效益角度，提出了城市干道路段行人地面過街交通設計的多目標評價方法。袁黎等[13]以綜合經濟損失為評價指標，提出路段過街的綜合評價模型。曹冠軍[14]用熵值法對過街設施進行了綜合評價，并以實例驗證。李璐等[15]用仿真評價行人過街設施的節能減排效果，結果表明天橋附近路段尾氣排放明顯降低，大大減少了經濟損失。論文基于層次分析-模糊綜合評價法對平面及立體2類行人過街設施結合交通量等實際情況進行綜合評價，精準分析現狀。

1 行人過街設施現狀

國內平面過街設施即人行橫道存在的問題主要為：設置位置不合理;缺乏信號控制或信號配時不合理，使得行人等待時間較長，沒有將行人的利益考慮進去;安全性差，渠化路口安全島的面積不能滿足行人過街的需要，使行人在紅燈等待時占用了右轉車道，增加了右轉車輛與行人的沖突以及行車延誤，行人的安全受到威脅。倫敦安全島的設置比例較高，如在雙向4車道上設置曲尺形安全島。

對于立體過街設施包括過街天橋和地下通道，除工程造價大等經濟方面外，還有設置位置不合理，行人過街需要繞行較長的距離，這樣會迫使行人橫穿馬路，危險過街;缺少自動扶梯、電梯等無障礙設施，尤其在交通樞紐附近的立體過街設施，行人往往都有較多的隨身物品，不方便上下臺階;缺少自行車坡道;利用率低，人們往往追求便捷等原因，不會選擇天橋或地下通道過街，這樣使得立體過街設施的利用率低，沒有充分發揮其作用，導致建設的浪費。此外，天橋雨棚的設置以及整體與周邊環境是否協調、地下通道的通風照明系統以及出入口的標志是否醒目等問題也需要重視。國外一些城市的過街設施間距小，繞行距離短，如東京行人過街設施密度較大，并采用立體過街設施與平面斑馬線并置方式。美國Rosemont行人橋連接了被高速公路和交通干道隔離的各城市區域，與城市布局相協調，修復城市肌理。

2 層次分析法

對于行人過街設施的評價，除少量評價指標需要定量分析外，大部分需要定性分析。層次分析法把復雜問題中的各因素劃分成相關聯的有序層次，使其條理化。根據一定的客觀判斷，對每一層次中每兩元素相對重要性給出定量表示，從而確定出全部元素的權重。按照公平性、公正性、科學性等原則，對行人過街設施進行評價，從安全、效率以及經濟角度采用AHP法進行評價。

2.1 構造層次結構

構造出層次分析的結構，包括目標層A、準則層B、指標層C，其一般形式見表1。

2.2 確定權重

首先構造判斷矩陣，形式見表1。其次根據判斷矩陣，求出最大特征根及其特征向量。所求的特征向量即為各評價因素的重要性排序，即各評價指標的權重。

1）計算判斷矩陣每一行元素的乘積Mi，

[Mi=j=1naij（i=1，2，...，n）] 。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

2）將Mi開n次方，

[wi=Min]? 。 （2）

3）再進行規范化，得權重系數

[wi=wij=1nwj]? ?， （3）

則[w=w1，w2，...，wnT]即為所求特征向量。

4）計算判斷矩陣的最大特征根λmax

[λmax=i=1n（Aw）inwi]? ， （4）

其中，[（Aw）i]表示矩陣[Aw]中第i個元素。

5）計算層次總排序

[總排序=j=1nbjcij（j=1，2，...，n）]? 。 （5）

3 模糊綜合評分法

先對過街設施的類型分為平面和立體兩種，分別代表兩種方案。模糊綜合評分法首先需要在大量實地分析的基礎上，由專家根據實際交通狀況，對平面過街設施和立體過街設施的每個指標進行打分。打分分為5個等級，分別為：好、較好、一般、差、太差，各個等級對應的分數見表2。

通過綜合評選，計算出每種過街設施綜合得分，即

[Z總=wij×si]，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

式中：[Z總]為方案總得分;[wij]為計算出的各指標的權重;[si]為專家對各指標的打分。

由此算出來的各方案的總評分，得分高者作為優先方案。

4 實例分析

北京市大興區開展交叉口的精細化設計示范工程，通過渠化交叉口提高了平面交叉口的安全和效率，具有良好效果。為深入評價渠化交叉口和過街天橋的適用性，并盡量減小車流量以及周邊用地特征等因素對行人過街行為的影響，隨機選取同一主干路上相鄰2個不同的行人過街設施的交叉口作為試調查，即興華大街與黃村西大街渠化交叉口的人行橫道和興豐大街與黃村東大街交叉口的“口”字形天橋，具體位置關系及現場調研如圖2～圖5。

調研時間在工作日早高峰6∶30 ～ 8∶30、晚高峰17∶30 ～ 19∶30開展調查。通過視頻采集、激光測距、人工計數法、點樣本法調查了2個交叉口的交通量、人流量、路口延誤、測量交叉口距離等，選取高峰小時交通量、天橋人流量、交叉口延誤、車頭時距等參數開展詳細分析。得到渠化交叉口和天橋路口的人車沖突、行人過街延誤、機動車延誤、行人過街時間、建設費用與后期養護費用的調研結果如表3所示。

用層次分析法計算各指標權重，首先構建行人過街設施評價層次分析結構如圖6所示。

根據層次分析結構圖計算各指標權重，其中所有矩陣的隨機一致性比率CR均小于0.10，可以認為判斷矩陣具有滿意的一致性，得出各指標的總排序見表4。

由表4可看出，對行人過街設施評價的影響因素從主到次依次為：人車沖突即安全性、道路服務水平、行人過街時間、設施建設費用、行人與機動車延誤、后期養護費用。就現場調研結果，用模糊綜合打分法給兩個路口進行評定，結合各指標的權重，得到兩路口最后得分情況見表5。

由于調研選取的兩個地點屬于同一主干路的相鄰路口，東西方向可看做有相同的交通量，具有可比性。通過計算可知，天橋路口的綜合得分高于渠化交叉口，說明綜合安全性、便捷性和經濟方面，立體過街設施優于平面過街。

5 結論

對城市中已建好的各類行人過街設施進行調研評價，找出過街設施亟待解決的困難與瓶頸。選取了交通量相近的同一主干路相鄰兩個不同類型的行人過街設施的路口作為調查地點，結合早晚高峰小時交通量、行人流量以及延誤等指標，從安全、效率、經濟等方面對兩種行人過街設施用層次分析-模糊綜合評分法進行綜合評價，結果表明天橋使用效果優于人行橫道。接下來會從使用情況層面，分析街設施的現狀使用滿意度評估及薄弱環節的深度分析，提出相應措施，以期建成安全、便捷、公眾滿意度高的行人交通系統。

參考文獻：

[1]? ? 喻靜. 城市路段行人過街設施選型研究[D]. 西安：長安大學，2014.

[2]? ? 金林杰，王梁英，戴妙嫻. 城市人行過街設施出入口設置探討[J]. 市政設施管理，2017（4）：5-7.

[3]? ? 張引. 低等級公路鎮村段行人過街行為及過街設施設置研究[D]. 南京：東南大學，2017.

[4]? ? 熊文，陳小鴻，胡顯標，等. 城市干路行人過街設施選型研究[J]. 城市交通，2013，11（1）：49-59，17.

[5]? ? SHAABAN K，ABDEL-WARITH K. Agent-based modeling of pedestrian behavior at an unmarked midblock crossing[J]. Procedia Computer Science，2017，109：26-33.

[6]? ? 曲昭偉，曹寧博，陳永恒，等. 考慮行人隨機行為波動的改進社會力模型[J]. 交通運輸系統工程與信息，2016，16（5）：192-197.

[7]? ? 趙佳，宋柱，張名芳，等. 無信號控制路段行人過街決策研究[J]. 中國安全科學學報，2017，27（5）：25-30.

[8]? ? 韓喜雙，翟鳳勇，李平，等. 無信號控制路口行人過街行為特征及博弈模型分析[J]. 運籌與管理，2017，26（3）：78-85.

[9]? ? 龐雅靜. 信號控制交叉口行人過街安全評價技術研究[D]. 天津：河北工業大學，2015.

[10]? 劉貴謙. 基于行人選擇偏好的立體過街設施服務性能評價研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學，2014.

[11]? 李昕，唐海波，劉兆強. 信號交叉口人行橫道行人過街服務水平研究[J]. 公路與汽運，2017（3）：40-43.

[12]? 許新. 城市干道路段行人地面過街交通設計多目標評價方法[D]. 南京：東南大學，2015.

[13]? 袁黎，沈玥，吳文路，等. 路段行人過街安全服務水平研究[J]. 大連交通大學學報，2017，38（4）：13-18.

[14]? 曹冠軍. 基于熵值法的行人過街設施分析評價及優選[J]. 城市道橋與防洪，2014（8）：61-63，9.

[15]? 李璐，蔡銘，劉永紅，等. 行人過街設施節能減排效果評價研究及應用[J]. 環境科學與技術，2011，34（S1）：307-311.

[責任編輯? ? 楊? ? 屹]