重慶市通勤高峰高速公路與城市道路銜接評價研究*

熊又萱, 戚將軍

(1.重慶交通大學 交通運輸學院， 重慶 400074；2.重慶市公路學會， 重慶 400074)

銜接道路介于高速公路與城市主干路之間，具有雙重性質，銜接高速公路一端具有高速公路的性質，靠近城市道路一端具有城市道路的性質。結合文獻[1]對銜接道路的研究，定義高速公路互通口方圓5 km內的道路為銜接道路。銜接道路是連接城市內外交通的重要橋梁，實現高速公路與城市道路網的有機協調銜接是構建可持續的高速公路-城市體系系統的重要前提，對高速公路與城市道路銜接狀況進行評價具有重要意義。文獻[2]運用模糊綜合評價法對道路銜接狀況進行評價，并研究了銜接線類型和橫截面形式。文獻[3]運用改進的模糊綜合評價法分析了城市道路與高速公路銜接線網存在的問題。文獻[4]運用IAHP-可拓理論對湖北荊州某段高速公路與城市道路的銜接狀況進行了評價。文獻[5]建立多級可拓評價模型，采用定性與定量相結合的方法對蘭武(蘭州—武威)高速公路與蘭州市城市道路的銜接情況進行了評價。文獻[6]運用序關系-云模型對長沙市骨架道路網與高速公路的融合狀況進行了評價。近年來，隨著重慶城市化、機動化進程的加快和“成渝雙城經濟圈”等國家戰略規劃的實施，城市間和區域內人流量、車流量、信息流量快速增加，對高速公路與重慶城市道路的協調提出了更高要求。該文對通勤高峰時段連接成都、重慶的成渝環線高速公路在進入重慶主城后與城市道路的銜接狀況進行評價。

1 評價指標體系

影響高速公路與城市道路銜接的因素眾多，結合重慶市實際情況，參考現有研究成果，主要從銜接性能、服務水平、經濟效益三方面選取評價指標，建立評價指標體系。

1.1 銜接性能

(1) 里程擁堵率。里程擁堵率y是指某區域在通勤高峰期處于擁堵狀態的道路里程在總銜接道路里程中所占比例：

(1)

式中:Li為處于擁堵狀態下道路里程；L為總銜接里程。

(2)

式中:n為高速公路在某區域的出入口數量；Li為兩出入口間距。

(3) 路網等級匹配度。路網等級匹配度δi是指研究區域高速公路與城市道路在道路等級上的匹配程度，按下式計算：

(3)

(4)

式中:G為研究區域銜接路網平均技術等級；gi為研究區域銜接路段的技術等級，1、2、3、4、5分別表示高速公路、快速路(一級路)、主干路(二級路)、次干路(三級路)、支路(四級路)；li為研究區域銜接路段的里程。

1.2 服務水平

(1) 平均車速。平均車速v是指在通勤高峰期單位時間內車輛在銜接段的平均行駛速度：

(5)

式中:L為銜接路段長度；N為銜接路段小時交通量；ti為通過銜接路段各車輛的行程時間。

(2) 交通負荷度。交通負荷度s是指道路通勤高峰期交通量與設計交通量的比值，即：

(6)

式中:n為銜接路段數量；vi為路段i的實際交通量；ci為路段i的設計交通量。

(7)

式中:t為車輛總延誤時間；n為被延誤車輛總數。

1.3 經濟效益

(1) 高速公路單位建設成本。指建設中1 km銜接道路所產生的費用，包含占地拆遷費用、工程投資支出、養護工程花費等，反映銜接線建設的可行性。

(2) 高速公路單位運輸費用。指車輛在銜接道路行駛時每公里花費的費用，體現銜接線經濟效益的合理性。

2 基于序關系分析的模糊綜合評價法

序關系分析法對權重的確定具有簡單明了、直觀性強等特點，模糊綜合評價法具有可量化評價指標、系統性強等優點。高速公路與城市道路銜接評價涉及的指標多，且便于量化，將序關系和模糊綜合評價法相結合對其進行評價。

2.1 序關系分析法

(1) 確定指標的序關系。將各級指標根據對銜接合理性的影響程度進行排序。

(8)

(9)

wi-1=riwi(i=n,n-1,…,2)

(10)

2.2 模糊綜合評價法

(1) 確定評價指標集A。評價體系中評價指標分為兩級，分別為A={A1,A2,A3},A1={a11,a12,a13}，A2={a21,a22,a23}，A3={a31,a32}。

(2) 確定評語集V。評語集是等級評定的集合。為避免評價級別過多導致計算復雜，將評價結果分為1、2、3、4、5 5個等級，分別對應差、較差、一般、較好、好。

(3) 確定隸屬度。專家根據自身經驗和相關理論對評價指標打分，根據專家評分確定評價指標隸屬度。

(4) 模糊綜合評價。將各指標模糊綜合隸屬矩陣和權重矩陣進行結合，形成一級模糊綜合評價矩陣Bi，再由Bi確定二級模糊綜合評價矩陣E。

3 重慶市高速公路與城市道路銜接評價

3.1 背景分析

連接重慶和成都的高速公路有成渝環線、渝蓉、渝昆(重慶—昆明)高速公路，成渝環線高速公路是3條中唯一一條進入主城區的高速公路，在出行早高峰期最擁堵。選用成渝環線高速公路進入重慶市主城后的6個互通口在通勤高峰期的交通數據進行銜接評價。進入重慶市主城后的路段見圖1，銜接路段各指標數據見表1。

表1 銜接路段各評價指標的實測值

圖1 成渝環線高速公路進入重慶主城后的路段

3.2 銜接狀況評價

3.2.1 確定指標序關系

邀請12位專家對各指標打分，得到指標的重要度排序。

3.2.2 確定指標權重系數

對專家打分進行處理，去掉一個最低分和一個最高分，對剩下的分值取平均值。根據表2所示重要度賦值，得到一級指標權重為{w1,w2,w3}={0.48,0.32,0.20}；銜接性能、服務水平、經濟效益的主觀權重分別為{w11,w12,w13}={0.468,0.197,0.335}、{w21,w22,w23}={0.296,0.476,0.228}、{w31,w32}={0.643,0.357}。

表2 相鄰指標的重要度賦值

3.2.3 確定隸屬度

專家對各指標的評分見表3，評價指標隸屬度計算結果見表4。

表3 專家評分

表4 評價指標的隸屬度

3.2.4 模糊綜合評價

(1) 根據評價數據得到銜接性能、服務水平、經濟效益的模糊評價矩陣：

(2) 按Bi=Wi°Ri計算，得到一級模糊綜合評價矩陣：

(3) 按E=W°B計算，得到二級模糊評價矩陣：

(4) 對A1、A2、A3和E進行等級評定：

c1=0.139×5+0.238×4+0.316×3+0.102×

2+0.078×1=2.877

c2=0.159×5+0.225×4+0.358×3+0.258×

2+0.000=3.285

c3=0.107×5+0.193×4+0.440×3+0.160×

2+0.000=2.947

C=0.139×5+0.225×4+0.354×3+0.164×

2+0.037×1=3.022

根據上述計算結果，成渝環線高速公路與重慶市城市道路的銜接性能值c1和經濟效益值c3在評價集V中處于較差等級，服務水平值c2處于一般等級，整體評價值C處于一般等級，即銜接性能較差、服務水平一般、經濟效益較差、整體狀況一般。

4 結論及建議

構建由銜接性能、服務水平和經濟效益3個一級評價指標和8個二級評價指標構成的評價指標體系，運用基于序關系分析的模糊綜合評價法對成渝環線高速公路與重慶市城市道路的銜接情況進行評價，得出目前重慶市高速公路與城市道路的銜接水平一般。

根據一級指標的得分，目前服務水平不錯，而經濟效益屬于客觀原因且短時間內不能得到改變，要想改善銜接水平，必須提高銜接性能。里程擁堵率、出入口平均間距、路網等級匹配度影響銜接性能，從這3方面提出以下建議：

(1) 里程擁堵率。文獻[8]提出里程擁堵率小于5%時行車條件良好。目前成渝環線高速公路進入重慶市主城后的實際擁堵率為12.8%，與理想狀態相差甚遠，未來的高速公路規劃中需格外關注擁堵問題。

(2) 出入口平均間距。合理的高速公路出入口間距十分重要，間距過小會使車輛分流與合流頻繁，影響行車質量；過大會造成車輛出入不方便。參考文獻[9]，高速公路出入口最小間距為130～260 m。成渝環線高速公路進入重慶市主城后的6個互通口的間距為4.46 km，與理想間距存在差距，應根據實際適當縮小。

(3) 路網等級匹配度。路網等級匹配度越高，高速公路與城市道路的銜接越好。成渝環線高速公路的路網等級匹配度為51.8%。未來規劃中應盡可能地提升匹配度，提高現有支路、次支路的道路等級，更好地實現內外交通轉換。