重庆市通勤高峰高速公路与城市道路衔接评价研究*

熊又萱, 戚将军

(1.重庆交通大学 交通运输学院， 重庆 400074；2.重庆市公路学会， 重庆 400074)

衔接道路介于高速公路与城市主干路之间，具有双重性质，衔接高速公路一端具有高速公路的性质，靠近城市道路一端具有城市道路的性质。结合文献[1]对衔接道路的研究，定义高速公路互通口方圆5 km内的道路为衔接道路。衔接道路是连接城市内外交通的重要桥梁，实现高速公路与城市道路网的有机协调衔接是构建可持续的高速公路-城市体系系统的重要前提，对高速公路与城市道路衔接状况进行评价具有重要意义。文献[2]运用模糊综合评价法对道路衔接状况进行评价，并研究了衔接线类型和横截面形式。文献[3]运用改进的模糊综合评价法分析了城市道路与高速公路衔接线网存在的问题。文献[4]运用IAHP-可拓理论对湖北荆州某段高速公路与城市道路的衔接状况进行了评价。文献[5]建立多级可拓评价模型，采用定性与定量相结合的方法对兰武(兰州—武威)高速公路与兰州市城市道路的衔接情况进行了评价。文献[6]运用序关系-云模型对长沙市骨架道路网与高速公路的融合状况进行了评价。近年来，随着重庆城市化、机动化进程的加快和“成渝双城经济圈”等国家战略规划的实施，城市间和区域内人流量、车流量、信息流量快速增加，对高速公路与重庆城市道路的协调提出了更高要求。该文对通勤高峰时段连接成都、重庆的成渝环线高速公路在进入重庆主城后与城市道路的衔接状况进行评价。

1 评价指标体系

影响高速公路与城市道路衔接的因素众多，结合重庆市实际情况，参考现有研究成果，主要从衔接性能、服务水平、经济效益三方面选取评价指标，建立评价指标体系。

1.1 衔接性能

(1) 里程拥堵率。里程拥堵率y是指某区域在通勤高峰期处于拥堵状态的道路里程在总衔接道路里程中所占比例：

(1)

式中:Li为处于拥堵状态下道路里程；L为总衔接里程。

(2)

式中:n为高速公路在某区域的出入口数量；Li为两出入口间距。

(3) 路网等级匹配度。路网等级匹配度δi是指研究区域高速公路与城市道路在道路等级上的匹配程度，按下式计算：

(3)

(4)

式中:G为研究区域衔接路网平均技术等级；gi为研究区域衔接路段的技术等级，1、2、3、4、5分别表示高速公路、快速路(一级路)、主干路(二级路)、次干路(三级路)、支路(四级路)；li为研究区域衔接路段的里程。

1.2 服务水平

(1) 平均车速。平均车速v是指在通勤高峰期单位时间内车辆在衔接段的平均行驶速度：

(5)

式中:L为衔接路段长度；N为衔接路段小时交通量；ti为通过衔接路段各车辆的行程时间。

(2) 交通负荷度。交通负荷度s是指道路通勤高峰期交通量与设计交通量的比值，即：

(6)

式中:n为衔接路段数量；vi为路段i的实际交通量；ci为路段i的设计交通量。

(7)

式中:t为车辆总延误时间；n为被延误车辆总数。

1.3 经济效益

(1) 高速公路单位建设成本。指建设中1 km衔接道路所产生的费用，包含占地拆迁费用、工程投资支出、养护工程花费等，反映衔接线建设的可行性。

(2) 高速公路单位运输费用。指车辆在衔接道路行驶时每公里花费的费用，体现衔接线经济效益的合理性。

2 基于序关系分析的模糊综合评价法

序关系分析法对权重的确定具有简单明了、直观性强等特点，模糊综合评价法具有可量化评价指标、系统性强等优点。高速公路与城市道路衔接评价涉及的指标多，且便于量化，将序关系和模糊综合评价法相结合对其进行评价。

2.1 序关系分析法

(1) 确定指标的序关系。将各级指标根据对衔接合理性的影响程度进行排序。

(8)

(9)

wi-1=riwi(i=n,n-1,…,2)

(10)

2.2 模糊综合评价法

(1) 确定评价指标集A。评价体系中评价指标分为两级，分别为A={A1,A2,A3},A1={a11,a12,a13}，A2={a21,a22,a23}，A3={a31,a32}。

(2) 确定评语集V。评语集是等级评定的集合。为避免评价级别过多导致计算复杂，将评价结果分为1、2、3、4、5 5个等级，分别对应差、较差、一般、较好、好。

(3) 确定隶属度。专家根据自身经验和相关理论对评价指标打分，根据专家评分确定评价指标隶属度。

(4) 模糊综合评价。将各指标模糊综合隶属矩阵和权重矩阵进行结合，形成一级模糊综合评价矩阵Bi，再由Bi确定二级模糊综合评价矩阵E。

3 重庆市高速公路与城市道路衔接评价

3.1 背景分析

连接重庆和成都的高速公路有成渝环线、渝蓉、渝昆(重庆—昆明)高速公路，成渝环线高速公路是3条中唯一一条进入主城区的高速公路，在出行早高峰期最拥堵。选用成渝环线高速公路进入重庆市主城后的6个互通口在通勤高峰期的交通数据进行衔接评价。进入重庆市主城后的路段见图1，衔接路段各指标数据见表1。

表1 衔接路段各评价指标的实测值

图1 成渝环线高速公路进入重庆主城后的路段

3.2 衔接状况评价

3.2.1 确定指标序关系

邀请12位专家对各指标打分，得到指标的重要度排序。

3.2.2 确定指标权重系数

对专家打分进行处理，去掉一个最低分和一个最高分，对剩下的分值取平均值。根据表2所示重要度赋值，得到一级指标权重为{w1,w2,w3}={0.48,0.32,0.20}；衔接性能、服务水平、经济效益的主观权重分别为{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 相邻指标的重要度赋值

3.2.3 确定隶属度

专家对各指标的评分见表3，评价指标隶属度计算结果见表4。

表3 专家评分

表4 评价指标的隶属度

3.2.4 模糊综合评价

(1) 根据评价数据得到衔接性能、服务水平、经济效益的模糊评价矩阵：

(2) 按Bi=Wi°Ri计算，得到一级模糊综合评价矩阵：

(3) 按E=W°B计算，得到二级模糊评价矩阵：

(4) 对A1、A2、A3和E进行等级评定：

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

根据上述计算结果，成渝环线高速公路与重庆市城市道路的衔接性能值c1和经济效益值c3在评价集V中处于较差等级，服务水平值c2处于一般等级，整体评价值C处于一般等级，即衔接性能较差、服务水平一般、经济效益较差、整体状况一般。

4 结论及建议

构建由衔接性能、服务水平和经济效益3个一级评价指标和8个二级评价指标构成的评价指标体系，运用基于序关系分析的模糊综合评价法对成渝环线高速公路与重庆市城市道路的衔接情况进行评价，得出目前重庆市高速公路与城市道路的衔接水平一般。

根据一级指标的得分，目前服务水平不错，而经济效益属于客观原因且短时间内不能得到改变，要想改善衔接水平，必须提高衔接性能。里程拥堵率、出入口平均间距、路网等级匹配度影响衔接性能，从这3方面提出以下建议：

(1) 里程拥堵率。文献[8]提出里程拥堵率小于5%时行车条件良好。目前成渝环线高速公路进入重庆市主城后的实际拥堵率为12.8%，与理想状态相差甚远，未来的高速公路规划中需格外关注拥堵问题。

(2) 出入口平均间距。合理的高速公路出入口间距十分重要，间距过小会使车辆分流与合流频繁，影响行车质量；过大会造成车辆出入不方便。参考文献[9]，高速公路出入口最小间距为130～260 m。成渝环线高速公路进入重庆市主城后的6个互通口的间距为4.46 km，与理想间距存在差距，应根据实际适当缩小。

(3) 路网等级匹配度。路网等级匹配度越高，高速公路与城市道路的衔接越好。成渝环线高速公路的路网等级匹配度为51.8%。未来规划中应尽可能地提升匹配度，提高现有支路、次支路的道路等级，更好地实现内外交通转换。