基于层次分析法的地下道路出入口选址模型

韩敬文

(重庆交通大学, 重庆 400074)

大型城市地下道路的规划建设成为解决城市交通拥堵的重要手段,影响较大的包括美国波士顿中央大道——隧道改造工程CA/T(Central Artery /Tunnel Project)、日本东京新宿SUB-中心区地下高速公路[1]；国内的有上海市地下井字形通道、北京金融街地下交通等[2]。出入口作为地下道路整套基础设施的重要组成部分,它的选址不仅关系着建设运营期的安全、经济,还对交通组织起关键作用。

1 地下道路出入口选址影响因素

影响出入口的选址主要包括技术标准、自然条件、环境因素、经济因素几个方面。技术标准主要包括出入口的集散能力、地下道路网支撑能力，与既有地面线网有效衔接程度、线形指标等；自然条件主要包括地质条件(工程地质条件、水文地质条件)、地形条件、土地使用状况(植被条件、土地使用面积)等；环境因素主要包括出入口景观协调性、施工期环境影响因素(废水、废渣、交通影响因素)、运营期环境因素等；经济因素主要包括建设费用、运营维护费用等。

2 地下道路出入口选址层次分析模型

2.1 层次分析法

层次分析法[3](Analytical Hierarchy Pross)简称AHP法,具体步骤如下：

(1)分析评价系统的要素集合及相关关系,用结构分析法建立系统的层次架构模型。

(2)确定评价基准或判断标度。

(3)从最上层要素开始,依次以最上层要素为依据,对下一层要素两两比较,建立判断矩阵。记判断矩阵为

M=(bij)

(4)根据判断矩阵,计算各要素的优先级向量(或称判断矩阵的特征向量)

其中

其次,将上述计算结果正交化。所谓正交化,就是先将上述各数相加,再除以每个数。这样,就得到了各要素的优先级向量

则W=(W1,W2,…,Wn)即为所求的优先级(特征根)向量。

(5)一致性检验。

(6)确定总体优先级向量。

(7)按照优先级向量,对系统进行分析、评价、排序。

2.2 地下道路出入口选址模型

大型城市地下道路出入口影响因素多,是一个多准则、无结构特性的复杂问题,用AHP方法建立模型进行选址,具有简单、有效、适应性强等特点。鉴于地下道路出入口影响因素的特点,将模型整理为目标层(A)、准则层(Bi)、子准则层(Bij)、方案层(Ci)的递阶层次结构。评价体系模型如图1所示。

图1 层次分析法评价体系模型

采用通用的相对重要性比例标度,如表1所示。

表1 AHP评估尺度意义及说明

建立准则层判断矩阵,如表2所示。

表2 准则层判断矩阵

注：一致性检验λmax=4.134,CI=0.045,CR=0.051

建立子准则层B1j判断矩阵,如表3所示。

表3 B1j判断矩阵

注：一致性检验λmax=4.081,CI=0.027,CR=0.030

建立子准则层B2j判断矩阵,如表4所示。

表4 B2j判断矩阵

建立子准则层B3j判断矩阵,如表5所示。

表5 B3j判断矩阵

建立子准则层B4j判断矩阵,如表6所示。

表6 B4j判断矩阵

3 实例分析

通过实地勘察,对某交通小区设置地下道路出入口方案进行综合比较,得出各指标基本状况(如表7所示)。

与准则层相似,对4个方案建立判断矩阵(此处不再赘述),最后确定总体优先级向量,如表8所示。

表8 优先级向量

通过总体优先级向量的比较,我们容易得出方案4为最佳方案。

4 结束语

地下道路能够解决城市爆炸式增长的机动车辆的拥堵现状,它的出入口设置考虑因素复杂,目前主要依靠专家经验法。本文通过运用系统分析与评价方法中的层次分析法建立模型,结合实例验证了该模型的可行性、有效性,能为城市地下道路出入口的规划提供定量参考。

[1]刘 韵.城市地下快速道路建设动因分析[J].地下空间与工程学报,2006,2(2):1293-1296

[2]陈志龙,张 平,等.中国城市中心区地下道路建设探讨[J].地下空间与工程学报,2009(2)：1-12

[3]刘清泉,李炳林,等.层次分析法在常岳高速公路选线中的应用[J].湖南交通科技,2008,34(4):18-28