基于層次分析法的小區(qū)開放對(duì)道路通行的影響

馮小博+朱夢(mèng)超+田麗

摘 要：評(píng)價(jià)開放封閉式小區(qū)道路對(duì)周邊道路通行的效果，文章選用了層次分析的方式，將影響因素分為3層，最高層目標(biāo)層、中級(jí)層準(zhǔn)則層和低級(jí)層方案層。分層次地分析了每一個(gè)影響因素，同時(shí)采用了權(quán)重確定的方法，最終確定了對(duì)小區(qū)開放道路周邊通行影響比較大的3個(gè)因素（道路合流數(shù)、車道寬度以及交叉口數(shù)），然后選取模糊綜合評(píng)判的方法對(duì)小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行的效果影響進(jìn)行具體評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：層次分析；模糊綜合評(píng)判；小區(qū)開放

1 問題分析

根據(jù)封閉小區(qū)和開放小區(qū)的特點(diǎn)，無論小區(qū)是否開放，小區(qū)內(nèi)的道路都會(huì)行駛車輛，而開放小區(qū)的道路車輛行駛數(shù)會(huì)增加，當(dāng)小區(qū)路段的行人和車輛達(dá)到一定的飽和量的時(shí)候，該路段就會(huì)發(fā)生擁擠。同時(shí)，當(dāng)小區(qū)開放后，由于車流量增加，主干道到小區(qū)道路路口的車輛也會(huì)一定的增加，當(dāng)路口的行人數(shù)和車輛數(shù)也達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)就會(huì)造成路口的擁堵[1]。因此文中選用層次分析法從小區(qū)路段飽和度和小區(qū)路口飽和度來分析小區(qū)開放后對(duì)周邊的道路通行影響的主要因素，再根據(jù)主要影響因素來確定需要采用的相關(guān)的綜合評(píng)價(jià)體系。

2 建立層次分析模型

層次分析法是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法[2]。

根據(jù)本題要求，建立小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行影響的逐漸遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

根據(jù)層次分析模型的要求，本文進(jìn)行了n（n-1）/2次兩兩比較每層的各個(gè)因素對(duì)于上層各因素影響的重要性。采用調(diào)查評(píng)分表，令住在各個(gè)小區(qū)不同階層的人員對(duì)以上各因素[3]的重要性進(jìn)項(xiàng)評(píng)分（采用10分制），結(jié)合數(shù)學(xué)期望、比較矩陣計(jì)算出權(quán)重。

本次樣本為100名社區(qū)居民，進(jìn)行采訪，得到平均評(píng)分結(jié)果如表1所示。

（1）構(gòu)造比較矩陣。

為了得到準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層有什么具體的影響，將準(zhǔn)則層中數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)造比較矩陣，即每次取出兩個(gè)準(zhǔn)則層的因素若干對(duì)。我們根據(jù)，，可以得到兩個(gè)層次之間的對(duì)比矩陣。其中矩陣中的可以表示為支路網(wǎng)密度7比上時(shí)間段7得到的對(duì)小區(qū)擁堵程度等級(jí)的影響。其他元素的含義也可以做類似的解釋。同樣，我們可以根據(jù)以上的方法得到方案層P和準(zhǔn)則層C的12個(gè)3階比較矩陣。

從而得到最大特征值λ=12.309

一致性指標(biāo)：

（2）計(jì)算組合權(quán)向量。

準(zhǔn)則層對(duì)于目標(biāo)的組合權(quán)向量用表示，所以方案層對(duì)于目標(biāo)的組合權(quán)重應(yīng)為它們對(duì)應(yīng)項(xiàng)的兩兩乘積之和。即：

由此，我們得到了方案關(guān)于目標(biāo)層的組合權(quán)重分別為：

P1在目標(biāo)中權(quán)重分別為：1.538 66

P2在目標(biāo)中權(quán)重分別為：1.342 81

P3在目標(biāo)中權(quán)重分別為：1.427 66

（3）組合一致性檢驗(yàn)。

通過周密的計(jì)算，可以得到CR*=CR3+CR2=0.033 1 +0.020 9=0.058 778<0.1，組合一致性檢驗(yàn)也通過了，故前面得到的組合權(quán)向量w3可以作為方案的依據(jù)。

層次分析結(jié)果如下：根據(jù)以上的層次結(jié)果的分析我們可以得知有3個(gè)主要影響因素，分別是道路合流數(shù)和車道寬度以及交叉口3個(gè)主要因素可以作為評(píng)價(jià)道路是否通行順暢的標(biāo)準(zhǔn)。

3 綜合評(píng)價(jià)模型

根據(jù)道路通行狀況的不同，以及我們搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合分析，并參照相關(guān)的制定標(biāo)準(zhǔn)，將道路通行劃分為5個(gè)級(jí)別，分別為重度擁堵、高度擁堵、中度擁堵、低度擁堵、不擁堵5個(gè)指標(biāo)。

模糊綜合評(píng)價(jià)[4]就是綜合考慮以上的所有因素的影響，得出正確的評(píng)判結(jié)果。確定的模糊評(píng)價(jià)矩陣為：

在模糊評(píng)價(jià)矩陣構(gòu)建的基礎(chǔ)上，對(duì)所得矩陣和權(quán)重向量做合成運(yùn)算，得到：

令，取值為[0，1]，bk越接近1，擁堵越厲害；反之，擁堵時(shí)間越短。其中擁堵指數(shù)與擁堵程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。

4 結(jié)果分析

本文所建立的針對(duì)開放小區(qū)周邊道路通行的數(shù)學(xué)模型，可以計(jì)算出道路合流數(shù)和車道寬度以及交叉口是小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行的主要因素，并根據(jù)道路通行狀況，制定了道路是否擁堵的評(píng)判依據(jù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]關(guān)珊，朱家明，關(guān)趙陽，等.小區(qū)開放對(duì)道路通行影響的分析[J].阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（1）：26-32.

[2]陶永東，葛鍵宇，趙敬云，等.層次分析法評(píng)估小區(qū)開放產(chǎn)生的效果[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2016（24）：141.

[3]張立，廖玉梅，王益惠，等.小區(qū)開放對(duì)道路通行的影響[J].貴州科學(xué)，2017（2）：17-22.

[4]梁軍，李旭宏，許志才.城市道路網(wǎng)規(guī)劃方案的交通質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].交通科技，2002（3）：45-47.