交通影響改善方案優(yōu)選方法研究精

1、第5卷第3期2005年6月交通運輸系統(tǒng)工程與信息JournalofTransportationSystemsEngineeringandInformationTechnologyVol15No13June2005文章編號:100926744(2005)0320036205系統(tǒng)工程理論與方法交通影響改善方案優(yōu)選方法研究薛金剛,關(guān)宏志,韓艷(北京工業(yè)大學交通研究中心,北京100022)摘要:近年來,交通影響分析工作在我國的許多大中城市普及開展,其重要作用也愈加引起城市主管部門的重視由于我國起步較晚,實際工作中借鑒了國外的大量經(jīng)驗,但移植到實踐中后,發(fā)現(xiàn)有許多技術(shù)問題有待解決響評價的側(cè)重點之一,為使

2、各種目標達到最優(yōu),層次分析法是一種比較實用的系統(tǒng)決策方法,改善方案評價問題為例,法在交通運輸領(lǐng)域中的應(yīng)用關(guān)鍵詞:;SelectiontoTrafficImpactImprovedSchemesXUEJin2gang,GUANHong2zhi,HANYan(BeijingUniversityofTechnologyTransportationResearchCenter,Beijing100022,China)Abstract:Inrecentyears,trafficimpactanalysishasbeencarriedoutwidelyinmanycitiesofchina,anditsi

3、mportancehasalsoincreasinglydrawntheattentionofdepartments2in2charge.Sincewestartedrelativelylateandhasusedagreatdealforeignexperienceinourpractice,sometechnologicalproblemsremainunsolved.Oneofthekeytasksoftrafficimpactappraiseistodevisepracticalmeasuresforimprovement.Acomprehensiveappraiseandselect

4、ionoftheprojectsof.Themethodoflevelanalysisimprovementoughttobemadetoachievethemostoptimizedobjectivesisconsideredtoberelativelypracticalinsystemdecisionandhasawidescopeofapplication.Thispapersetsupamodelusingthemethodoflevelanalysisandcalculatesonthebasisofappraiseofimprovementprojectsintrafficimpa

5、ctanalysis,andobtainanidealresultAstudyoftheapplicationoflevelanalysisinthefieldoftrafficandtransportationhasbeenmade.Keywords:Trafficimpactanalysis;levelanalysis;improvementproject;AppraiseCLCnumber:U490引言目前我國大城市的建設(shè)速度加快,土地開發(fā)強度增強,建筑規(guī)模越來越大,基本上任何一項新的開發(fā)項目,由于其誘增的交通量,都令原本就高負荷的路網(wǎng)不堪重負但城市要發(fā)展,建設(shè)已是不可避免此時解決城市發(fā)

6、展與道路交通的矛盾就需要進行交通影響分析交通影響分析(評價)是以最大限度地平抑城市局部的開發(fā)所引起的交通需求與交通供給之間的不平衡為目標,運用定性和定量相結(jié)合的方法,收稿日期:2004212209(03457276).資助項目:河北省科技攻關(guān)項目“大型建設(shè)項目交通影響評價方法研究”第3期交通影響分析改善方案優(yōu)選方法研究37分析開發(fā)項目對周邊一定范圍內(nèi)的道路交通設(shè)施造成的影響,根據(jù)交通影響評價結(jié)果,提出確定保持服務(wù)水平不下降的對策的一系列方法措施交通影響分析其主要內(nèi)容就是采用交通規(guī)劃技術(shù)和交通預(yù)測軟件,進行較為精確的交通需求預(yù)測,預(yù)先發(fā)現(xiàn)由于此項目設(shè)施的開發(fā)興建將要在目標年時對周圍路網(wǎng)所造成的影

7、響,進而提出合理的改善措施,以滿足控制條件下的路網(wǎng)服務(wù)水平要求,對區(qū)域路網(wǎng)起到交通預(yù)警的作用改善提高原有路網(wǎng)運行效率(2)采取優(yōu)化路網(wǎng)、優(yōu)化交通組織方案、周圍道路斷面型式的調(diào)整、對關(guān)鍵路口的渠化改造和降低開發(fā)強度等措施來提高道路服務(wù)水平、降低路網(wǎng)負荷度(V C),符合運行暢通條件(3)提供符合未來趨勢的機動車和非機動車停車供給,滿足停車需求(4)改變出入口位置、改善項目內(nèi)部交通組織、調(diào)整項目內(nèi)外部交通銜接等措施改善行人和非機動車的通行條件,提高安全性,保障順達如果外部道路的能力挖潛依然不能滿足規(guī)定的要求,就必須通過項目自身的調(diào)整來減小對周圍城市路網(wǎng)的影響,或者變更1,如果由于擬開發(fā)項目的建設(shè)(

8、包括影響范圍內(nèi)其他項目的增長),對影響范圍內(nèi)主要干道造成某種程度的影響后,應(yīng)有相應(yīng)的交通緩解措施來滿足道路交通要求這里我們以使主要干道的平1改善方法通常,交通影響評價至少包括如下內(nèi)容:現(xiàn)狀路網(wǎng)交通分析;交通量預(yù)測;交通影響分析評價;改進措施(建議)與結(jié)論交通影響評價的各項指標按其評價特點可將其分為四類:基礎(chǔ)背景性指標、保障供給性指標、體說明如表1所示指標類別項目基礎(chǔ)評價基礎(chǔ)背景性指標現(xiàn)狀交通評價停車評價保障供給性指標指標說明建設(shè)規(guī)模、開發(fā)強度(容積率)、所處區(qū)位周邊關(guān)鍵交叉口、道路和項目出入口的交通運行狀況和規(guī)劃情況停車需求分析預(yù)測,保障停車供給項目周圍公交線路可達性分析,公交需求預(yù)測、保障公

9、交供給衡量道路擁堵程度、保障暢通關(guān)鍵交叉口和路段的交通運行狀況,滿足一定的服務(wù)水平要求內(nèi)外部出入口(包括停車出入口)設(shè)置對道路的影響;內(nèi)部交通組織規(guī)劃,人居環(huán)境評價等均日交通量(ADT)增長百分比為基準,提出對應(yīng)的改善措施如表22表2平均日交通量(ADT)增長對應(yīng)改善措施主要干道日交通量(ADT)增長率所需交通改善措施專家討論給出建議軟交通改善措施交通需求管理(TDM)等軟交通改善措施物理交通改善考慮替代方案軟交通改善措施多種物理交通改善考慮多種替代方案公共交通評價負荷度(V C)評價交通運行評價0.0%2.4%項目初始研究與評價.5%4.9%通過初始研究檢驗重點是交通特性5.0%7.4%評價

10、影響性指標交通組織評價通過初始研究檢驗需研究全部交通特性>7.5%通過初始研究檢驗需研究全部交通特性確定不安全因素、排除隱交通安全評價患;提高交通安全消除上述指標的負影響,科改善性指標改善措施評價學合理提出最優(yōu)改善方案,評價后滿足各項審核準則注:代表定性說明;代表定量說明.注:軟交通改善措施主要指交通組織優(yōu)化、政策引導等手段;物理交通改善主要指拓寬道路、渠化路口、機非分離等措施能科學合理的提出建設(shè)改善方案是交通影響分析的一項重要目標,這樣既保證了城市的高速發(fā)展,同時又保持了路網(wǎng)的高效率運轉(zhuǎn)但問題是通常交通影響分析給出的改善方案不只一種,每種方案都能從一定程度上消除項目開發(fā)帶給路網(wǎng)的負面影

11、響,而這些方案的評選一般很難定量化,這就需要采取一定的方法從中選取一項最優(yōu)方案本文從表中可以看出,制定切合實際的改善措施是交通影響評價的重要落腳點,具體的改善方法按評價指標順序有:(1)可以通過對現(xiàn)狀道路設(shè)施條件進行調(diào)整,38交通運輸系統(tǒng)工程與信息2005年6月基于層次分析法的原理,對各種改善方案進行了評選進行一致性檢驗表3層次分析法的判斷尺度2研究的回顧美國運籌學家ThomasL.Saaty于1971年提出了層次分析法(TheAnalyticHierarchyProcess,簡稱AHP法)的決策分析方法,該法是把很難量化的事件進行定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析,在決策中充分考慮到了經(jīng)驗和直覺層次

12、分析法強調(diào)人的思維判斷在決策過程中的客觀性,并通過特定模型將人們的思維判斷數(shù)學化、模型化和規(guī)范化層次分析法適用于解決有許多評價標準,但又沒有共同的尺度來衡量的決策問題至今,層次分析法被廣泛地應(yīng)用于多種學科領(lǐng)域,交通領(lǐng)域也不例外AHP方法解決問題時,首先對問題所涉及的各因素進行分類,找出相互關(guān)系,最后,計算出各個待選方案對最終目標的權(quán)重AHP方法在評價的過程中,往往要借助于經(jīng)驗直覺,迄今為止,在化簡模型及定量分析方面還是有困難的3交通影響分析中,許多待選方案構(gòu)成了一個決策集合對各種改善方案進行評選,人們往往根據(jù)主觀的判斷來確定孰優(yōu)孰劣,這缺乏科學性,層次分析法是解決此問題的較好方法標度13579

13、含義同等重要略微重要重要重要得多絕對重要說明兩要素優(yōu)劣相同要素Ci略微好于Cj要素Ci明顯好于Cj要素Ci強烈好于Cj要素Ci絕對好于Cj2,4,6,8介于上述兩個相鄰判斷尺度的中間Cij表示要素Ci對Cj的相對重要性的尺度,稱作判斷尺度若Ci比Cj重要,則Cij=5,Cji=1 5由于客觀事物的復(fù)雜性和人們認識的多樣性,可能產(chǎn)生片面性,CI=RI(1)(2)n-1式中CR判斷矩陣隨機一致性比率;CI一致性指標;矩陣最大特征值;maxn矩陣中比較因素的個數(shù);RI平均隨機一致性指標,是多次(>500次)重復(fù)進行隨機判斷矩陣特征值的計算后取算術(shù)平均值得到重復(fù)計算1000次的RI如表4所示表4

14、重復(fù)計算1000次的RI5n1234567891011123層次分析法原理層次分析法先把復(fù)雜問題分解成各個組成要素,并將這些要素按支配關(guān)系進行分組以形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu),根據(jù)系統(tǒng)的特點和基本原則,對各層的因素進行對比分析,引入19比率標度方法構(gòu)造出判斷矩陣4,然后求解判斷矩陣最大特征根及其特征向量以得到各因素的相對權(quán)重;最后在遞階層次結(jié)構(gòu)內(nèi)進行合成得到?jīng)Q策因素相對于目標層的重要性程度的總排序?qū)哟畏治龇ǖ呐袛喑叨热绫?所示需要指出的是,構(gòu)造好判斷矩陣后,還要檢驗矩陣的一致性問題由判斷矩陣導出權(quán)重向量時,要求矩陣具有一致或偏離一致性的程度不能太大,否則導出的權(quán)重并不能完全反映各元素之間相對重要性

15、程度3因此,求權(quán)重之前必須對判斷矩陣通常一致性指標CR的值應(yīng)小于0.1(有時為0.15),不一致程度在允許范圍之內(nèi),此時判斷矩陣有效否則必須重新修正判斷矩陣4建立層次結(jié)構(gòu)模型建立模型之前首先要明確評價目的,我們的目的就是在各種改進措施中選擇出一種最理想的方案,使其在考慮各種準則條件下指標值為最優(yōu),維持其路網(wǎng)要求服務(wù)水平4.1方案層確定新的開發(fā)項目建成后,會導致該地點的交通產(chǎn)生和吸引量有所升高,交通流的時空分布有所改變,使開發(fā)地點成為交通流集散點,影響其周圍路第3期交通影響分析改善方案優(yōu)選方法研究39網(wǎng)的運行狀況改善的目標有機動車流量和行人交通等,目的都是為了提高路網(wǎng)的服務(wù)水平而服務(wù)水平的評定一

16、般將服務(wù)交通量Q與通行能力之比作為主要影響因素,單向交通量Q與單向設(shè)計通行能力N的比值,既對應(yīng)服務(wù)水平分類表分析時要考慮到行人過街干擾對通行能力的影響設(shè)影響系數(shù)為k(k<1),據(jù)北京的有關(guān)觀測資料,取值為0.786修正后的單向設(shè)計通行能力為(3)N=N×k<N而交通影響分析中的服務(wù)交通量Q在開發(fā)項目建成后必然有所提高,此時可考慮消除行人過街的干擾,以此提高修正后的單向設(shè)計通行能力N來維持原有的服務(wù)水平為了消除行人的交通影響,其改進措施有修建地下通道、加建人行天橋、交通組織優(yōu)化、出入口渠化和削減建筑規(guī)模等,掉,41、A2、A3和A44.25模型計算5.1準則層優(yōu)先級計算以決

17、策層為依據(jù),對準則層各要素進行成對比較建立判斷矩陣如表5所示數(shù)字的含義參照表1,例如第3行第1列的“2”表示安全性比城市景觀略顯重要表5準則層各因素的成對比較矩陣城市景觀經(jīng)濟性安全性消除行人干擾城市景觀經(jīng)濟性安全性消除行人干擾11 42541361 21 3151 51 61 51經(jīng)計算,上述矩陣的最征值為max=4.2382:=0.0794(n=4)n-1RI經(jīng)查表4,n=4時,取0.94CR=0.0794 0.94=0.084<0.1RI我們確定的改善措施其根本目標是為了提高路網(wǎng)的服務(wù)水平,在這四種方案中到底哪個實施效果最好,這就需要綜合考慮多方面的限定因素本文從城市景觀、實施的經(jīng)濟

18、性、安全性和消除行人干擾能力四個方面對上述四種方案進行評比分別記為準則B1、B2、B3和B44.3模型的建立根據(jù)方案層和準則層的建立,可以建立系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)模型,如圖1所示結(jié)果有效最大特征根對應(yīng)的單位特征向量為=(0.1399,0.0604,0.1841,0.6156)T從而得到4個因素的權(quán)重向量可以看出,為了保持路網(wǎng)的服務(wù)水平,在四個準則中首先考慮的準則是消除行人干擾能力,其次為安全性、城市景觀和經(jīng)濟性調(diào)整大小次序為=(0.6156,0.1841,0.1399,0.0604)T5.2方案層優(yōu)先級計算以準則層的條件為評價基準,對方案層(A1、A2、A3、A4)的各方案進行成對比較既針對4個準則

19、的任何一個,考察各待選方案,建立基于各準則的判斷矩陣結(jié)果如表6所示安全性表中,第1行第4列的“5”表示在提高安全性方面,地下通道(A1)比出入口渠化(A4)有相當大的優(yōu)勢分別計算出4個判斷矩陣的最大特征值max及一致性指標CR,標于各矩陣下面4個一致性指標值均小于0.1,成對比較判斷矩陣有效4個最大特征值對應(yīng)的單位特征向量計算結(jié)果如下:消除行人干擾能力1=(0.5479,0.3875,0.0646,0.0645)T圖1評價改善措施的層次結(jié)構(gòu)模型從圖1中可以看出,此層次結(jié)構(gòu)模型包含9個要素;系統(tǒng)分為三個層次:最上面一層是綜合目標,既維持路網(wǎng)的服務(wù)水平(決策層);中間一層為四個影響因素(準則層);

20、最下面一層是待評比的四種方案(方案層)40交通運輸系統(tǒng)工程與信息2005年6月表6基于4個準則各待選方案的成對比較矩陣消除行人干擾能力AAAAA123415.4計算結(jié)果評價A4安全性4A2A3AAAAAA12341A2A311 21 41 6211 41 64411 3663111 21 41 5211 41 54411 25521根據(jù)待選方案權(quán)重X=(0.4468,0.3881,0.0941,0.1107)T,4種方案的選擇順序應(yīng)該為修建地下通道、加建人行天橋、交通組織優(yōu)化和出入口渠化即在綜合考慮了實施的經(jīng)濟性、城市景觀、安全性和消除行人干擾能力四個方面后,由于修建地下通道的綜合評價指標(0.4468)最高,將其列為首選.1215,max=4CR=0.0449城市景觀AAAAA12341.0900,max=4CR=0.0319經(jīng)濟性A46結(jié)束語3A2A3AAAAA12341A2AA4151 221 511 31 523121 251 2113671 31541 61 71 51 4131 31以上僅從改善行人交通,消除行人干擾對服務(wù)水平的影響角度來研究其改善方案的優(yōu)選方法,實際中應(yīng)有多角度多種改善方案,只需找到適當?shù)脑u價準則和切實可行的方案,型,如果實際,根據(jù)實,針對組合后的方案重新生成新的評價模型,進而給出新的優(yōu)劣排序通過實例