基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行質(zhì)量的快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法

解立鵬 汪 春 邱 猛 王 凱 宋軍軍

（1.合肥工業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，安徽合肥 230009；2.合肥市重點(diǎn)工程建設(shè)管理局，安徽合肥 230001）

快速路作為解決城市內(nèi)中遠(yuǎn)距離出行問(wèn)題的基礎(chǔ)設(shè)施，規(guī)模不斷擴(kuò)大，但運(yùn)營(yíng)效果欠佳。趙憲堯等[1]認(rèn)為交通規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)具有超前思維，且交通規(guī)劃是解決交通擁堵問(wèn)題的根本措施。因此，對(duì)快速路系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)而有效評(píng)價(jià)成為交通規(guī)劃的關(guān)鍵，也可以用于檢測(cè)交通規(guī)劃中的不足與隱患。孫慧娟等[2]研究了快速路系統(tǒng)的規(guī)模與相應(yīng)的布局優(yōu)化問(wèn)題，采用層次分析法對(duì)快速路系統(tǒng)的布局進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并結(jié)合西安市快速路系統(tǒng)規(guī)劃給出實(shí)例。李洪萍等[3]建立了快速路系統(tǒng)服務(wù)水平二級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型，該模型以快速路系統(tǒng)管理者為評(píng)價(jià)主體，但只對(duì)運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，未考慮到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)，對(duì)于快速路系統(tǒng)建設(shè)的宏觀考量不足。快速路系統(tǒng)的評(píng)價(jià)需要從微觀與宏觀兩個(gè)層次考察其優(yōu)劣，對(duì)于快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型的建立，結(jié)合相關(guān)評(píng)價(jià)研究?jī)?yōu)選科學(xué)合理的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用層次分析法構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型并確定指標(biāo)權(quán)重，對(duì)該層次結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行基于模糊綜合分析法的綜合評(píng)價(jià)，以合肥市快速路系統(tǒng)為例，對(duì)構(gòu)建的快速路評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用分析。

1 指標(biāo)集與評(píng)價(jià)集的構(gòu)建

1.1 指標(biāo)集

快速路系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)集一般采用二級(jí)結(jié)構(gòu)體系。一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括運(yùn)行質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；二級(jí)指標(biāo)的選取和定量計(jì)算參考了以往的快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)方案[3-8]，結(jié)合過(guò)往研究中快速路系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行指標(biāo)優(yōu)選，綜合各參考文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合各城市的快速路系統(tǒng)的評(píng)價(jià)需求，選擇13個(gè)已通過(guò)相關(guān)性檢驗(yàn)的二級(jí)指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)體系。

各二級(jí)指標(biāo)的名稱、定義及編號(hào)如表1所示。

表1 二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的名稱、定義及編號(hào)

1.2 評(píng)價(jià)集

快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)采用五級(jí)結(jié)構(gòu)體系，指標(biāo)的評(píng)價(jià)集劃分為優(yōu)秀、良好、中等、較差和很差等5個(gè)等級(jí)。

2 快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）指通過(guò)構(gòu)建一個(gè)反映評(píng)價(jià)指標(biāo)之間從屬關(guān)系的遞階層次結(jié)構(gòu)模型，解決多準(zhǔn)則決策問(wèn)題的方法。這種方法可以通過(guò)確定指標(biāo)權(quán)重，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)權(quán)重的定量分析[3]。本節(jié)采用AHP建立層次結(jié)構(gòu)模型對(duì)快速路系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為快速路系統(tǒng)的方案改進(jìn)和決策實(shí)施提供理論依據(jù)和參考價(jià)值[5]。

通過(guò)層次分析法獲得的運(yùn)行質(zhì)量級(jí)指標(biāo)判斷矩陣及權(quán)重如表2所示。

表2 運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo)判斷矩陣及權(quán)重

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)二級(jí)指標(biāo)判斷矩陣及權(quán)重如表3所示。

表3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)判斷矩陣及權(quán)重

3 快速路系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)方法

快速路系統(tǒng)具有綜合性、社會(huì)性、開(kāi)放性等特性，模糊綜合評(píng)價(jià)已在多方面的評(píng)價(jià)問(wèn)題中得以應(yīng)用[9]。

模糊綜合評(píng)價(jià)法（FCE）是一種基于模糊數(shù)學(xué)的評(píng)價(jià)方法，根據(jù)隸屬度的概念實(shí)現(xiàn)定性指標(biāo)的量化，適用于模糊評(píng)價(jià)問(wèn)題[3]。

3.1 快速路系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)流程

基于技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)的快速路系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)是研究的核心，建立的快速路綜合評(píng)價(jià)模型。

快速路系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)流程如圖1所示。

圖1 快速路系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)流程

3.2 構(gòu)建快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)表

模糊綜合評(píng)價(jià)采用分級(jí)隸屬函數(shù)法，閾值的確定是分級(jí)隸屬函數(shù)法的關(guān)鍵。參考以往對(duì)于快速路系統(tǒng)的相關(guān)研究[3-6]以及城市綜合交通體系規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)[10]，對(duì)所選二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，結(jié)合相關(guān)城市快速路系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)評(píng)定各二級(jí)指標(biāo)的計(jì)算方式及閾值，總結(jié)快速路系統(tǒng)的分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

快速路系統(tǒng)指標(biāo)分級(jí)評(píng)價(jià)如表4所示。

表4 快速路系統(tǒng)指標(biāo)分級(jí)評(píng)價(jià)

4 實(shí)例應(yīng)用分析

4.1 指標(biāo)的獲取及計(jì)算

以合肥市為例，采用上述快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法對(duì)2015年與2020年合肥市快速路系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)合經(jīng)過(guò)一致性檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)層次模型得到的各指標(biāo)權(quán)重以及各二級(jí)指標(biāo)所屬的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。其中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等靜態(tài)指標(biāo)的取值參考了合肥市“1331”綜合交通規(guī)劃等資料以及實(shí)際道路網(wǎng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)行質(zhì)量等動(dòng)態(tài)指標(biāo)的取值則通過(guò)實(shí)地調(diào)查的數(shù)據(jù)以及交通仿真獲取。

快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)如表5所示。

表5 快速路系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)（2020年/2015年）

4.2 問(wèn)題及對(duì)策

計(jì)算可得2020年與2015年合肥市快速路系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值分別為82.46分和76.13分。根據(jù)該評(píng)價(jià)體系獲得的數(shù)據(jù)和各指標(biāo)的權(quán)重，可以針對(duì)快速路系統(tǒng)提出對(duì)應(yīng)的優(yōu)化策略。根據(jù)合肥市快速路現(xiàn)狀和綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，得出結(jié)論。

（1）運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo)對(duì)于合肥市快速路系統(tǒng)的評(píng)價(jià)權(quán)重較高，是因?yàn)檫\(yùn)行質(zhì)量直接反映了駕駛員的駕駛感受，其中行程速度指數(shù)、飽和度和車公里周轉(zhuǎn)量指數(shù)是影響運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果的重要因素。在合肥市快速路系統(tǒng)的發(fā)展中，這三個(gè)指標(biāo)均得到了明顯改善，與快速路系統(tǒng)的各匝道、樞紐的布局優(yōu)化息息相關(guān)。建設(shè)長(zhǎng)距離復(fù)合樞紐、打造系統(tǒng)完善的快速路是實(shí)現(xiàn)車輛連續(xù)行駛的關(guān)鍵。采用樞紐互通和定向匝道，在不同道路之間實(shí)現(xiàn)交通流的高效率轉(zhuǎn)換，車輛在地面就能夠進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換，極大地改善快速路系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。

（2）結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)合肥市快速路系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各方面表現(xiàn)良好，進(jìn)步也較為明顯，但仍有較大的發(fā)展空間。經(jīng)過(guò)合肥市快速路系統(tǒng)的建設(shè)與優(yōu)化，對(duì)通道資源的復(fù)合利用的提升，幫助合肥市打造立體交通，節(jié)約土地，避免對(duì)城市區(qū)域的多重分割。對(duì)快速路網(wǎng)薄弱地區(qū)應(yīng)適當(dāng)通過(guò)快捷聯(lián)絡(luò)線、快速通道等方法進(jìn)行加密，提高路網(wǎng)輸送能力。注重和合肥市其他交通方式以及城對(duì)外交通方式相協(xié)調(diào)，與合肥市用地規(guī)劃等相協(xié)調(diào)。還應(yīng)充分考慮合肥市主城區(qū)與濱湖新區(qū)、高新區(qū)等各個(gè)區(qū)域連通的情況，對(duì)快速路進(jìn)行合理規(guī)劃。