基于AHP-模糊综合评分法的行人过街设施评价

王春云 陈春燕 乔建刚

摘要 随着步行在中短距离出行中的比例日益增长，发展步行交通，推动交通结构的总体优化愈发受公众重视。适用性高的行人过街设施不仅可以确保行人的安全，还能使道路畅通。通过对现有不同类型的行人过街设施进行评价，找出存在问题及缺口，对过街设施的新建提供理论依据。以北京市大兴区为例，选取行人过街时间、过街延误、道路服务水平、机动车延误、设施建设费用等指标，从安全、效率、经济3方面建立评价体系，结合层次分析法和模糊综合评分法，评价相邻路口的2种类型的过街设施。结果表明立体过街设施优于平面过街设施。

关 键 词 层次分析法;模糊综合评分;行人过街设施;安全;效率

中图分类号 U491.2     文献标志码 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

行人過街设施主要分为平面过街设施和立体过街设施2类。传统的平面过街设施存在安全性差、效率低、易造成拥堵等问题。而立体过街设施虽然能将问题得以解决，但是面临较大的施工及运维成本。行人过街设施的类型选取首先要满足行人的过街需求，保证行人过街安全;其次还要考虑行人便捷性的需要。两类过街设施的选型及选址研究也一直成为许多学者的难点[1-4]。

目前，国内外基于行人过街行为方面有了一些成果[5-8]，在评价上研究较少。庞雅静[9]基于行人交通特性，以模糊测度理论为基础建立了一套适用于信号交叉口行人过街的安全评价体系。刘贵谦[10]从过街行人对立体过街设施的满意度及选择偏好角度，建立了基于行人选择偏好的Probit模型并对立体过街设施服务性能进行了评价。李昕等[11]对人行横道行人过街服务水平提出了基于不同指标的不同评价方法，并给出各方法的优缺点及适用条件。许新[12]针对行人地面过街，从交通系统效率、安全、环境和经济效益角度，提出了城市干道路段行人地面过街交通设计的多目标评价方法。袁黎等[13]以综合经济损失为评价指标，提出路段过街的综合评价模型。曹冠军[14]用熵值法对过街设施进行了综合评价，并以实例验证。李璐等[15]用仿真评价行人过街设施的节能减排效果，结果表明天桥附近路段尾气排放明显降低，大大减少了经济损失。论文基于层次分析-模糊综合评价法对平面及立体2类行人过街设施结合交通量等实际情况进行综合评价，精准分析现状。

1 行人过街设施现状

国内平面过街设施即人行横道存在的问题主要为：设置位置不合理;缺乏信号控制或信号配时不合理，使得行人等待时间较长，没有将行人的利益考虑进去;安全性差，渠化路口安全岛的面积不能满足行人过街的需要，使行人在红灯等待时占用了右转车道，增加了右转车辆与行人的冲突以及行车延误，行人的安全受到威胁。伦敦安全岛的设置比例较高，如在双向4车道上设置曲尺形安全岛。

对于立体过街设施包括过街天桥和地下通道，除工程造价大等经济方面外，还有设置位置不合理，行人过街需要绕行较长的距离，这样会迫使行人横穿马路，危险过街;缺少自动扶梯、电梯等无障碍设施，尤其在交通枢纽附近的立体过街设施，行人往往都有较多的随身物品，不方便上下台阶;缺少自行车坡道;利用率低，人们往往追求便捷等原因，不会选择天桥或地下通道过街，这样使得立体过街设施的利用率低，没有充分发挥其作用，导致建设的浪费。此外，天桥雨棚的设置以及整体与周边环境是否协调、地下通道的通风照明系统以及出入口的标志是否醒目等问题也需要重视。国外一些城市的过街设施间距小，绕行距离短，如东京行人过街设施密度较大，并采用立体过街设施与平面斑马线并置方式。美国Rosemont行人桥连接了被高速公路和交通干道隔离的各城市区域，与城市布局相协调，修复城市肌理。

2 层次分析法

对于行人过街设施的评价，除少量评价指标需要定量分析外，大部分需要定性分析。层次分析法把复杂问题中的各因素划分成相关联的有序层次，使其条理化。根据一定的客观判断，对每一层次中每两元素相对重要性给出定量表示，从而确定出全部元素的权重。按照公平性、公正性、科学性等原则，对行人过街设施进行评价，从安全、效率以及经济角度采用AHP法进行评价。

2.1 构造层次结构

构造出层次分析的结构，包括目标层A、准则层B、指标层C，其一般形式见表1。

2.2 确定权重

首先构造判断矩阵，形式见表1。其次根据判断矩阵，求出最大特征根及其特征向量。所求的特征向量即为各评价因素的重要性排序，即各评价指标的权重。

1）计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi，

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

2）将Mi开n次方，

[wi=Min]  。 （2）

3）再进行规范化，得权重系数

[wi=wij=1nwj]   ， （3）

则[w=w1，w2，...，wnT]即为所求特征向量。

4）计算判断矩阵的最大特征根λmax

[λmax=i=1n（Aw）inwi]  ， （4）

其中，[（Aw）i]表示矩阵[Aw]中第i个元素。

5）计算层次总排序

[总排序=j=1nbjcij（j=1，2，...，n）]  。 （5）

3 模糊综合评分法

先对过街设施的类型分为平面和立体两种，分别代表两种方案。模糊综合评分法首先需要在大量实地分析的基础上，由专家根据实际交通状况，对平面过街设施和立体过街设施的每个指标进行打分。打分分为5个等级，分别为：好、较好、一般、差、太差，各个等级对应的分数见表2。

通过综合评选，计算出每种过街设施综合得分，即

[Z总=wij×si]，                           （6）

式中：[Z总]为方案总得分;[wij]为计算出的各指标的权重;[si]为专家对各指标的打分。

由此算出来的各方案的总评分，得分高者作为优先方案。

4 实例分析

北京市大兴区开展交叉口的精细化设计示范工程，通过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。为深入评价渠化交叉口和过街天桥的适用性，并尽量减小车流量以及周边用地特征等因素对行人过街行为的影响，随机选取同一主干路上相邻2个不同的行人过街设施的交叉口作为试调查，即兴华大街与黄村西大街渠化交叉口的人行橫道和兴丰大街与黄村东大街交叉口的“口”字形天桥，具体位置关系及现场调研如图2～图5。

调研时间在工作日早高峰6∶30 ～ 8∶30、晚高峰17∶30 ～ 19∶30开展调查。通过视频采集、激光测距、人工计数法、点样本法调查了2个交叉口的交通量、人流量、路口延误、测量交叉口距离等，选取高峰小时交通量、天桥人流量、交叉口延误、车头时距等参数开展详细分析。得到渠化交叉口和天桥路口的人车冲突、行人过街延误、机动车延误、行人过街时间、建设费用与后期养护费用的调研结果如表3所示。

用层次分析法计算各指标权重，首先构建行人过街设施评价层次分析结构如图6所示。

根据层次分析结构图计算各指标权重，其中所有矩阵的随机一致性比率CR均小于0.10，可以认为判断矩阵具有满意的一致性，得出各指标的总排序见表4。

由表4可看出，对行人过街设施评价的影响因素从主到次依次为：人车冲突即安全性、道路服务水平、行人过街时间、设施建设费用、行人与机动车延误、后期养护费用。就现场调研结果，用模糊综合打分法给两个路口进行评定，结合各指标的权重，得到两路口最后得分情况见表5。

由于调研选取的两个地点属于同一主干路的相邻路口，东西方向可看做有相同的交通量，具有可比性。通过计算可知，天桥路口的综合得分高于渠化交叉口，说明综合安全性、便捷性和经济方面，立体过街设施优于平面过街。

5 结论

对城市中已建好的各类行人过街设施进行调研评价，找出过街设施亟待解决的困难与瓶颈。选取了交通量相近的同一主干路相邻两个不同类型的行人过街设施的路口作为调查地点，结合早晚高峰小时交通量、行人流量以及延误等指标，从安全、效率、经济等方面对两种行人过街设施用层次分析-模糊综合评分法进行综合评价，结果表明天桥使用效果优于人行横道。接下来会从使用情况层面，分析街设施的现状使用满意度评估及薄弱环节的深度分析，提出相应措施，以期建成安全、便捷、公众满意度高的行人交通系统。

参考文献：

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[10]  刘贵谦. 基于行人选择偏好的立体过街设施服务性能评价研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

[11]  李昕，唐海波，刘兆强. 信号交叉口人行横道行人过街服务水平研究[J]. 公路與汽运，2017（3）：40-43.

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[13]  袁黎，沈玥，吴文路，等. 路段行人过街安全服务水平研究[J]. 大连交通大学学报，2017，38（4）：13-18.

[14]  曹冠军. 基于熵值法的行人过街设施分析评价及优选[J]. 城市道桥与防洪，2014（8）：61-63，9.

[15]  李璐，蔡铭，刘永红，等. 行人过街设施节能减排效果评价研究及应用[J]. 环境科学与技术，2011，34（S1）：307-311.

[责任编辑    杨    屹]