交通影响改善方案优选方法研究精

1、第5卷第3期2005年6月交通运输系统工程与信息JournalofTransportationSystemsEngineeringandInformationTechnologyVol15No13June2005文章编号:100926744(2005)0320036205系统工程理论与方法交通影响改善方案优选方法研究薛金刚,关宏志,韩艳(北京工业大学交通研究中心,北京100022)摘要:近年来,交通影响分析工作在我国的许多大中城市普及开展,其重要作用也愈加引起城市主管部门的重视由于我国起步较晚,实际工作中借鉴了国外的大量经验,但移植到实践中后,发现有许多技术问题有待解决响评价的侧重点之一,为使

2、各种目标达到最优,层次分析法是一种比较实用的系统决策方法,改善方案评价问题为例,法在交通运输领域中的应用关键词:;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引言目前我国大城市的建设速度加快,土地开发强度增强,建筑规模越来越大,基本上任何一项新的开发项目,由于其诱增的交通量,都令原本就高负荷的路网不堪重负但城市要发展,建设已是不可避免此时解决城市发

6、展与道路交通的矛盾就需要进行交通影响分析交通影响分析(评价)是以最大限度地平抑城市局部的开发所引起的交通需求与交通供给之间的不平衡为目标,运用定性和定量相结合的方法,收稿日期:2004212209(03457276).资助项目:河北省科技攻关项目“大型建设项目交通影响评价方法研究”第3期交通影响分析改善方案优选方法研究37分析开发项目对周边一定范围内的道路交通设施造成的影响,根据交通影响评价结果,提出确定保持服务水平不下降的对策的一系列方法措施交通影响分析其主要内容就是采用交通规划技术和交通预测软件,进行较为精确的交通需求预测,预先发现由于此项目设施的开发兴建将要在目标年时对周围路网所造成的影

7、响,进而提出合理的改善措施,以满足控制条件下的路网服务水平要求,对区域路网起到交通预警的作用改善提高原有路网运行效率(2)采取优化路网、优化交通组织方案、周围道路断面型式的调整、对关键路口的渠化改造和降低开发强度等措施来提高道路服务水平、降低路网负荷度(V C),符合运行畅通条件(3)提供符合未来趋势的机动车和非机动车停车供给,满足停车需求(4)改变出入口位置、改善项目内部交通组织、调整项目内外部交通衔接等措施改善行人和非机动车的通行条件,提高安全性,保障顺达如果外部道路的能力挖潜依然不能满足规定的要求,就必须通过项目自身的调整来减小对周围城市路网的影响,或者变更1,如果由于拟开发项目的建设(

8、包括影响范围内其他项目的增长),对影响范围内主要干道造成某种程度的影响后,应有相应的交通缓解措施来满足道路交通要求这里我们以使主要干道的平1改善方法通常,交通影响评价至少包括如下内容:现状路网交通分析;交通量预测;交通影响分析评价;改进措施(建议)与结论交通影响评价的各项指标按其评价特点可将其分为四类:基础背景性指标、保障供给性指标、体说明如表1所示指标类别项目基础评价基础背景性指标现状交通评价停车评价保障供给性指标指标说明建设规模、开发强度(容积率)、所处区位周边关键交叉口、道路和项目出入口的交通运行状况和规划情况停车需求分析预测,保障停车供给项目周围公交线路可达性分析,公交需求预测、保障公

9、交供给衡量道路拥堵程度、保障畅通关键交叉口和路段的交通运行状况,满足一定的服务水平要求内外部出入口(包括停车出入口)设置对道路的影响;内部交通组织规划,人居环境评价等均日交通量(ADT)增长百分比为基准,提出对应的改善措施如表22表2平均日交通量(ADT)增长对应改善措施主要干道日交通量(ADT)增长率所需交通改善措施专家讨论给出建议软交通改善措施交通需求管理(TDM)等软交通改善措施物理交通改善考虑替代方案软交通改善措施多种物理交通改善考虑多种替代方案公共交通评价负荷度(V C)评价交通运行评价0.0%2.4%项目初始研究与评价.5%4.9%通过初始研究检验重点是交通特性5.0%7.4%评价

10、影响性指标交通组织评价通过初始研究检验需研究全部交通特性>7.5%通过初始研究检验需研究全部交通特性确定不安全因素、排除隐交通安全评价患;提高交通安全消除上述指标的负影响,科改善性指标改善措施评价学合理提出最优改善方案,评价后满足各项审核准则注:代表定性说明;代表定量说明.注:软交通改善措施主要指交通组织优化、政策引导等手段;物理交通改善主要指拓宽道路、渠化路口、机非分离等措施能科学合理的提出建设改善方案是交通影响分析的一项重要目标,这样既保证了城市的高速发展,同时又保持了路网的高效率运转但问题是通常交通影响分析给出的改善方案不只一种,每种方案都能从一定程度上消除项目开发带给路网的负面影

11、响,而这些方案的评选一般很难定量化,这就需要采取一定的方法从中选取一项最优方案本文从表中可以看出,制定切合实际的改善措施是交通影响评价的重要落脚点,具体的改善方法按评价指标顺序有:(1)可以通过对现状道路设施条件进行调整,38交通运输系统工程与信息2005年6月基于层次分析法的原理,对各种改善方案进行了评选进行一致性检验表3层次分析法的判断尺度2研究的回顾美国运筹学家ThomasL.Saaty于1971年提出了层次分析法(TheAnalyticHierarchyProcess,简称AHP法)的决策分析方法,该法是把很难量化的事件进行定性与定量相结合的系统分析,在决策中充分考虑到了经验和直觉层次

12、分析法强调人的思维判断在决策过程中的客观性,并通过特定模型将人们的思维判断数学化、模型化和规范化层次分析法适用于解决有许多评价标准,但又没有共同的尺度来衡量的决策问题至今,层次分析法被广泛地应用于多种学科领域,交通领域也不例外AHP方法解决问题时,首先对问题所涉及的各因素进行分类,找出相互关系,最后,计算出各个待选方案对最终目标的权重AHP方法在评价的过程中,往往要借助于经验直觉,迄今为止,在化简模型及定量分析方面还是有困难的3交通影响分析中,许多待选方案构成了一个决策集合对各种改善方案进行评选,人们往往根据主观的判断来确定孰优孰劣,这缺乏科学性,层次分析法是解决此问题的较好方法标度13579

13、含义同等重要略微重要重要重要得多绝对重要说明两要素优劣相同要素Ci略微好于Cj要素Ci明显好于Cj要素Ci强烈好于Cj要素Ci绝对好于Cj2,4,6,8介于上述两个相邻判断尺度的中间Cij表示要素Ci对Cj的相对重要性的尺度,称作判断尺度若Ci比Cj重要,则Cij=5,Cji=1 5由于客观事物的复杂性和人们认识的多样性,可能产生片面性,CI=RI(1)(2)n-1式中CR判断矩阵随机一致性比率;CI一致性指标;矩阵最大特征值;maxn矩阵中比较因素的个数;RI平均随机一致性指标,是多次(>500次)重复进行随机判断矩阵特征值的计算后取算术平均值得到重复计算1000次的RI如表4所示表4

14、重复计算1000次的RI5n1234567891011123层次分析法原理层次分析法先把复杂问题分解成各个组成要素,并将这些要素按支配关系进行分组以形成有序的递阶层次结构,根据系统的特点和基本原则,对各层的因素进行对比分析,引入19比率标度方法构造出判断矩阵4,然后求解判断矩阵最大特征根及其特征向量以得到各因素的相对权重;最后在递阶层次结构内进行合成得到决策因素相对于目标层的重要性程度的总排序层次分析法的判断尺度如表3所示需要指出的是,构造好判断矩阵后,还要检验矩阵的一致性问题由判断矩阵导出权重向量时,要求矩阵具有一致或偏离一致性的程度不能太大,否则导出的权重并不能完全反映各元素之间相对重要性

15、程度3因此,求权重之前必须对判断矩阵通常一致性指标CR的值应小于0.1(有时为0.15),不一致程度在允许范围之内,此时判断矩阵有效否则必须重新修正判断矩阵4建立层次结构模型建立模型之前首先要明确评价目的,我们的目的就是在各种改进措施中选择出一种最理想的方案,使其在考虑各种准则条件下指标值为最优,维持其路网要求服务水平4.1方案层确定新的开发项目建成后,会导致该地点的交通产生和吸引量有所升高,交通流的时空分布有所改变,使开发地点成为交通流集散点,影响其周围路第3期交通影响分析改善方案优选方法研究39网的运行状况改善的目标有机动车流量和行人交通等,目的都是为了提高路网的服务水平而服务水平的评定一

16、般将服务交通量Q与通行能力之比作为主要影响因素,单向交通量Q与单向设计通行能力N的比值,既对应服务水平分类表分析时要考虑到行人过街干扰对通行能力的影响设影响系数为k(k<1),据北京的有关观测资料,取值为0.786修正后的单向设计通行能力为(3)N=N×k<N而交通影响分析中的服务交通量Q在开发项目建成后必然有所提高,此时可考虑消除行人过街的干扰,以此提高修正后的单向设计通行能力N来维持原有的服务水平为了消除行人的交通影响,其改进措施有修建地下通道、加建人行天桥、交通组织优化、出入口渠化和削减建筑规模等,掉,41、A2、A3和A44.25模型计算5.1准则层优先级计算以决

17、策层为依据,对准则层各要素进行成对比较建立判断矩阵如表5所示数字的含义参照表1,例如第3行第1列的“2”表示安全性比城市景观略显重要表5准则层各因素的成对比较矩阵城市景观经济性安全性消除行人干扰城市景观经济性安全性消除行人干扰11 42541361 21 3151 51 61 51经计算,上述矩阵的最征值为max=4.2382:=0.0794(n=4)n-1RI经查表4,n=4时,取0.94CR=0.0794 0.94=0.084<0.1RI我们确定的改善措施其根本目标是为了提高路网的服务水平,在这四种方案中到底哪个实施效果最好,这就需要综合考虑多方面的限定因素本文从城市景观、实施的经济

18、性、安全性和消除行人干扰能力四个方面对上述四种方案进行评比分别记为准则B1、B2、B3和B44.3模型的建立根据方案层和准则层的建立,可以建立系统的层次结构模型,如图1所示结果有效最大特征根对应的单位特征向量为=(0.1399,0.0604,0.1841,0.6156)T从而得到4个因素的权重向量可以看出,为了保持路网的服务水平,在四个准则中首先考虑的准则是消除行人干扰能力,其次为安全性、城市景观和经济性调整大小次序为=(0.6156,0.1841,0.1399,0.0604)T5.2方案层优先级计算以准则层的条件为评价基准,对方案层(A1、A2、A3、A4)的各方案进行成对比较既针对4个准则

19、的任何一个,考察各待选方案,建立基于各准则的判断矩阵结果如表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)有相当大的优势分别计算出4个判断矩阵的最大特征值max及一致性指标CR,标于各矩阵下面4个一致性指标值均小于0.1,成对比较判断矩阵有效4个最大特征值对应的单位特征向量计算结果如下:消除行人干扰能力1=(0.5479,0.3875,0.0646,0.0645)T图1评价改善措施的层次结构模型从图1中可以看出,此层次结构模型包含9个要素;系统分为三个层次:最上面一层是综合目标,既维持路网的服务水平(决策层);中间一层为四个影响因素(准则层);

20、最下面一层是待评比的四种方案(方案层)40交通运输系统工程与信息2005年6月表6基于4个准则各待选方案的成对比较矩阵消除行人干扰能力AAAAA123415.4计算结果评价A4安全性4A2A3AAAAAA12341A2A311 21 41 6211 41 64411 3663111 21 41 5211 41 54411 25521根据待选方案权重X=(0.4468,0.3881,0.0941,0.1107)T,4种方案的选择顺序应该为修建地下通道、加建人行天桥、交通组织优化和出入口渠化即在综合考虑了实施的经济性、城市景观、安全性和消除行人干扰能力四个方面后,由于修建地下通道的综合评价指标(0.4468)最高,将其列为首选.1215,max=4CR=0.0449城市景观AAAAA12341.0900,max=4CR=0.0319经济性A46结束语3A2A3AAAAA12341A2AA4151 221 511 31 523121 251 2113671 31541 61 71 51 4131 31以上仅从改善行人交通,消除行人干扰对服务水平的影响角度来研究其改善方案的优选方法,实际中应有多角度多种改善方案,只需找到适当的评价准则和切实可行的方案,型,如果实际,根据实,针对组合后的方案重新生成新的评价模型,进而给出新的优劣排序通过实例