基于模糊綜合評價法的商住項目臨時開口評價

夏 旗， 馬 力， 陳曉利,3,4， 歐 清， 李遠哲

(1.重慶交通大學(xué) 交通運輸學(xué)院， 重慶 400074； 2.重慶市渝北區(qū)公安分局交巡警支隊， 重慶 400020； 3.招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司， 重慶 400067； 4.自動駕駛技術(shù)交通運輸行業(yè)研發(fā)中心， 重慶 400067)

隨著城市的快速發(fā)展，城市周邊土地開發(fā)利用強度不斷增大，城市道路周邊的商住項目也越來越多。為滿足施工車輛在城市道路與商住項目地塊之間的進出，就需要設(shè)置臨時開口連接城市道路與商住項目地塊。臨時開口的設(shè)置在一定程度上對城市道路原有車輛的行駛產(chǎn)生了影響，施工車輛進出臨時開口時與道路原有車輛產(chǎn)生交織，易引發(fā)刮擦、追尾等交通事故。由于臨時開口的設(shè)置受道路交通條件、地形條件及施工需求的影響，在施工場地已確定的情況下，若合理布置臨時開口，使施工作業(yè)區(qū)與道路能很好地銜接，則可降低臨時開口對道路行車的干擾，避免發(fā)生交通事故。因此，有必要論證臨時開口交通組織的可行性。

從上世紀60、70年代開始，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者已開始對道路出入口進行相關(guān)研究[1-5]。美國于2000年制定了Access Management手冊，是Access Management技術(shù)策略、實踐和標準方面最全面的文獻。國內(nèi)研究主要集中在快速路出入口及道路交叉口方面，對于城市道路商住項目施工臨時出入口的研究較少。本文研究核心內(nèi)容是城市道路商住項目施工臨時開口可行性評價。

1 評價指標設(shè)計

以相關(guān)性、科學(xué)性、獨立性為原則，選取臨時開口可行性評價指標。安全與通暢是臨時開口可行性評價的基本原則，是臨時開口可行性評價必不可少的評價指標。此外，經(jīng)濟性也是不可忽視的評價指標。為此，本文對臨時開口可行性評價將從安全性、通暢性、經(jīng)濟性3個方面進行。在查閱相關(guān)文獻資料[6-10]、研究不同的開口設(shè)計方案、參照我國相關(guān)設(shè)計標準后，建立了臨時開口可行性的3級評價指標體系，如表1所示。

表1 臨時開口可行性評價指標體系

2 指標權(quán)重設(shè)計

2.1 權(quán)重設(shè)計方法選擇

開口評價指標體系的權(quán)重是開口評價是否準確有效的基礎(chǔ)，目前運用比較廣泛的權(quán)重設(shè)計方法主要有德爾菲法、層次分析法、主成分分析法和最大熵技術(shù)法。通過對比各權(quán)重設(shè)計方法的特性及使用要求后，采用層次分析法對評價指標體系進行權(quán)重設(shè)計，并通過一致性檢驗來判定設(shè)計權(quán)重的有效性。

2.2 判斷矩陣構(gòu)造

根據(jù)Saaty[11]提出的一致矩陣法，將每一層級的各相關(guān)指標按照比例尺度(如表2所示)進行兩兩比較，并按照比較結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣具有如下性質(zhì)：

(1)

式中：aij為指標i與指標j兩兩比較的結(jié)果，將同層級的所有比較結(jié)果用矩陣A=(aij)n×n表示，該矩陣即為判斷矩陣。

表2 比例尺度

2.3 一致性檢驗

將判斷矩陣A的最大特征根λmax對應(yīng)的特征向量進行歸一化處理，并記作W。W的元素為同一層次指標對應(yīng)上一層次某指標相對重要性的權(quán)重，這一過程稱為層次單排序。為了確定層次單排序的準確性，還需對其進行一致性指標CI的檢驗，其計算如下：

(2)

式中：λmax為判斷矩陣最大特征值；n為判斷矩陣階數(shù)[12]。

根據(jù)一致性指標CI，可計算檢驗系數(shù)CR:

(3)

式中：RI為隨機一致性指標，取值如表3所示。

表3 平均隨機一致性指標RI標準值

當(dāng)CR<0.1時，判斷矩陣通過一致性檢驗，W為對應(yīng)指標權(quán)重；當(dāng)CR≥0.1時，判斷矩陣不滿足條件，需重新構(gòu)造判斷矩陣[13]。

2.4 指標權(quán)重計算

先邀請5位專家對評價指標體系進行打分，后將5位專家的打分情況進行相應(yīng)計算，再進行一致性檢驗。通過一致性檢驗后，將5位專家打分計算出來的權(quán)重取平均值，作為評價指標的權(quán)重，如表4所示。

3 評價方案設(shè)計

3.1 評價方法選擇

臨時開口可行性的評價結(jié)果需通過對多個評價指標完成。為得到清晰直觀的評價結(jié)果就需要選擇合適的評價方法。模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論,可將定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，它可以對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體評價[14]。這種方法的評價結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強，能較好地解決模糊的、難以量化的問題。

3.2 評價流程設(shè)計

1) 建立評語集

評價集是評價者對評判對象作出各種判斷結(jié)果的集合。本文將臨時開口的評價指標評語集分為優(yōu)秀、良好、合格、不合格4個等級。

2) 確定指標隸屬度

若y位專家對某一指標進行評判，其中有w位專家選擇了評語v，則該指標對于評語v的隸屬度為w/y。

3) 確定模糊矩陣

專家評價完成后，確定指標隸屬度rij，rij表示第i個指標對評語集第j個等級的隸屬度，則模糊矩陣為R=(rij)h×4，其中h表示二級指標所對應(yīng)的三級指標個數(shù)，4表示4個評語等級，rij∈[0,1][15-16]。

4) 安全系數(shù)設(shè)計

由于臨時開口的特殊性，如設(shè)計不當(dāng)，輕則造成交通擁堵，重則致使嚴重的交通事故。因此，在對開口進行評價時，必須保證其安全性。為此，引入安全系數(shù)k。在對一級指標安全性所包含的三級指標進行評價時，若某三級指標的評語為不合格，則k=0，其他情況k=1，其判斷過程如圖1所示。

圖1 安全系數(shù)取值流程

5) 可行性評價計算

(4)

Bgf可為二級指標模糊矩陣。其中f表示一級指標所對應(yīng)的二級指標個數(shù)，則一級指標模糊矩陣可表示為：

(5)

式中：g表示一級指標個數(shù)，取1，2，3，則開口整體評價可表示為：

(6)

4 案例分析

本文以重慶市渝北區(qū)祥和路某道路臨時開口為例，祥和路為城市支路，為滿足塊材料車輛進出，需在祥和路設(shè)置臨時開口。開口使用時間為每天 22:00 至次日6:00，進出車輛數(shù)為5輛/h，如圖2、圖3所示。

圖2 開口路段現(xiàn)狀

4.1 隸屬度計算

根據(jù)設(shè)計方案，邀請5位行業(yè)專家對其進行評價，專家打分隸屬度情況如表5所示。

單位：m

表5 專家打分隸屬度

4.2 二級指標模糊矩陣計算

由表5可知，安全性所包含的評價指標評語等級無不合格，則安全系數(shù)k=1。

二級指標開口線形設(shè)計所對應(yīng)三級指標的模糊矩陣為：

則根據(jù)式(4)可得二級指標開口線性設(shè)計模糊矩陣為：

同理可得剩余二級指標的模糊矩陣為：

B12=(0.588,0.248,0.164,0.000)

B13=(0.200,0.400,0.400,0.000)

B14=(0.284,0.716,0.000,0.000)

B21=(0.640,0.360,0.000,0.000)

B22=(0.316,0.142,0.542,0.000)

B23=(0.600,0.200,0.200,0.000)

B31=(0.088,0.800,0.112,0.000)

B32=(0.284,0.600,0.116,0.000)

則一級指標安全性所對應(yīng)的二級指標模糊矩陣為：

4.3 一級指標模糊矩陣計算

由式(5)可得一級指標安全性的模糊矩陣為：

B1=(0.44,0.26,0.21,0.09)

(0.457,0.416,0.127,0.000)

同理可得剩余一級指標模糊矩陣為：

B2=(0.547,0.277,0.176,0.000)

B3=(0.162,0.724,0.114,0.000)

則一級指標模糊矩陣為:

4.4 臨時開口可行性判定

根據(jù)式(6)可得臨時開口可行性評價為：

B=(0.640,0.260,0.100)

(0.451,0.411,0.138,0.000)

根據(jù)最大隸屬度原則可知，該臨時開口的評價結(jié)果為優(yōu)秀，即該臨時開口的可行性評價結(jié)果為可行。

5 結(jié)論

通過對臨時開口交通情況的分析，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范，從安全性、通暢性、經(jīng)濟性3方面設(shè)計了比較科學(xué)全面的臨時開口可行性評價指標體系，并通過指標權(quán)重可知，安全性對臨時開口可行性影響最大，通暢性次之，經(jīng)濟性最小。

通過選取重慶某臨時開口，按照本文的評價方法對其進行相關(guān)評價，論證了本文評價方法合理可行，可供類似道路臨時開口評價參考。