基于問卷分析的互通立交評(píng)價(jià)方法

摘 要：處于高度建成區(qū)的互通式立體交叉，其設(shè)計(jì)方案一般受到多個(gè)控制因素影響，當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)影響因素均需要考慮時(shí)，僅靠單一的定性分析難以快速、精準(zhǔn)地在其設(shè)計(jì)過程中幫助設(shè)計(jì)人員確定控制因素的重要性以及側(cè)重點(diǎn)，因此本文采用基于主觀問卷調(diào)查分析的方法，以提高城市化地區(qū)高速公路互通立交設(shè)計(jì)階段的比選優(yōu)化效率及方案?jìng)?cè)重點(diǎn)的科學(xué)合理性。

關(guān)鍵詞：勘察設(shè)計(jì) 互通立交 方案比選

1 緒論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路不僅服務(wù)于城市與城市之間的過境交通，還成為城市連接的主要通道?；ネ⒔蛔鳛榻煌ㄞD(zhuǎn)換的重要節(jié)點(diǎn)，將間斷式的平面交叉交通流，將間斷的平面交叉交通流轉(zhuǎn)換為連續(xù)的交通流，顯著提高了城市道路交通網(wǎng)的通行速率，降低了交通事故發(fā)生率。此外，城市道路互通立交也發(fā)揮出了集散轉(zhuǎn)換的功能[1]。但因此城市化地區(qū)高速公路互通立交經(jīng)常受到不同控制因素的影響，設(shè)計(jì)人員在同時(shí)滿足各種控制因素下做出方案的同時(shí)，不同因素側(cè)重的選取也是方案綜合必選的一部分，因此從多方位、多角度必選方案的優(yōu)劣就具有重要意義。

2 研究背景

本文所選取的G9221杭甬高速項(xiàng)目的新碶互通寧波市高度建成區(qū)，主要位于千畝岙水庫(kù)南側(cè)、沿山大河兩岸及富春江路與錢塘江路附近，主要服務(wù)于北侖港口、進(jìn)港路周邊居民、鎮(zhèn)煉公司及其他周邊的堆場(chǎng)、物流、工廠等，各方向交通流復(fù)雜，主要的邊界條件如圖1。

3 方案評(píng)價(jià)

結(jié)合項(xiàng)目過程中地方政府各部門的需求，疊加過程中各專家的建議，針對(duì)新碶互通的項(xiàng)目特點(diǎn)，對(duì)各項(xiàng)因素進(jìn)行分層次分析，整理出不同階段的不同層次評(píng)定指標(biāo)。

從方案的全局性考慮，主要分為技術(shù)、功能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、管理五個(gè)指標(biāo)[2-7]。

3.1 問卷調(diào)查收集

從技術(shù)、功能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、管理五大類指標(biāo)，構(gòu)建更為細(xì)致的指標(biāo)體系流程，采用了專家訪談法、面對(duì)面、電話、郵件聯(lián)絡(luò)的方式咨詢來自不同工作單位、不同專業(yè)、熟悉高速公路互通立交設(shè)計(jì)和建設(shè)的專家，向?qū)＜姨峁┮环菥C合指標(biāo)打分表，該表包括各個(gè)細(xì)致指標(biāo)的定義和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。專家可以根據(jù)自己的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，并提供相應(yīng)的解釋和建議。

3.2 數(shù)據(jù)分析與處理

首先需要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的各項(xiàng)參數(shù)去量綱化。由于自行建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系下單一指標(biāo)的量綱和數(shù)值差異巨大，所以為了對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)值分析，需要將單一評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)化為無量綱的簡(jiǎn)單數(shù)值。假設(shè)比選方案數(shù)為n，評(píng)價(jià)指標(biāo)總數(shù)為m，則第j個(gè)方案的第k個(gè)指標(biāo)去量綱后的歸一參數(shù)Ajk可通過以下公式進(jìn)行計(jì)算（Xjk為第j個(gè)方案的第k個(gè)指標(biāo)參數(shù)、Xkmin為所有方案中第k個(gè)指標(biāo)參數(shù)的最小值、Xkmax為所有方案中第k個(gè)指標(biāo)參數(shù)的最大值）：

正相關(guān)指標(biāo)計(jì)算（該類型指標(biāo)的數(shù)值越大，方案越優(yōu)，如安全系數(shù)等）：

（1）

負(fù)相關(guān)指標(biāo)計(jì)算（該類型指標(biāo)的數(shù)值越小，方案越優(yōu)，如拆遷面積等）：

（2）

接著構(gòu)建各主要評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的優(yōu)先關(guān)系矩陣DZ：

（3）

其中，Z為專家人數(shù)，DZ為根據(jù)第Z位專家意見構(gòu)建的優(yōu)先關(guān)系矩陣，d1-d28表示綜合評(píng)價(jià)體系中的28個(gè)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)；之后對(duì)28個(gè)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度分別進(jìn)行兩兩比較，進(jìn)行比選的兩個(gè)指標(biāo)分別記為評(píng)價(jià)指標(biāo)a、評(píng)價(jià)指標(biāo)b，則ra*b表示為評(píng)價(jià)指標(biāo)a與評(píng)價(jià)指標(biāo)b之間重要程度的主觀比較值。

Z位專家的意見一共形成Z個(gè)優(yōu)先關(guān)系矩陣，分別為D1、D2、...、DZ；由于不同專家意見的離散性較大，難以歸納出一致性結(jié)論，并對(duì)Z個(gè)優(yōu)先關(guān)系矩陣進(jìn)行一致性變換，構(gòu)建一致性矩陣D：

（4）

該一致性矩陣D進(jìn)行單位化后的特征向量的平方數(shù)，即結(jié)合了Z位專家主觀意見的最佳主觀權(quán)重U，即可反映出Z位專家主觀意見的指標(biāo)重要性以進(jìn)行方案比選。

4 方案研究

4.1 方案一（菱形+分離式服務(wù)區(qū)）（貫通車道無交織）

新碶互通方案一為菱形方案，受規(guī)劃富春江快速路項(xiàng)目影響，難以在錢塘江路布設(shè)常規(guī)菱形互通，故西側(cè)匝道落地接富春江與駱霞線平交口，東側(cè)匝道落地接錢塘江與駱霞線平交口。西側(cè)匝道距離服務(wù)區(qū)間距低于1000m，菱形西側(cè)兩條匝道與服務(wù)區(qū)貫通車道復(fù)合設(shè)置，在貓山西側(cè)主線合并出入口后連續(xù)進(jìn)行分合流將互通匝道與服務(wù)區(qū)貫通車道分離。（圖2）

4.2 方案二（菱形+分離式服務(wù)區(qū)）（貫通車道有交織）

新碶互通方案二為菱形方案，受規(guī)劃富春江快速路項(xiàng)目影響，難以在錢塘江路布設(shè)常規(guī)菱形互通，故西側(cè)匝道落地接富春江與駱霞線平交口，東側(cè)匝道落地接錢塘江與駱霞線平交口。西側(cè)匝道距離服務(wù)區(qū)間距低于1000m，菱形西側(cè)兩條匝道與服務(wù)區(qū)貫通車道復(fù)合設(shè)置，在貓山東側(cè)服務(wù)區(qū)貫通車道未接入主線前進(jìn)行分合流分離出新碶互通接地匝道。本方案為初測(cè)階段方案二的優(yōu)化方案。（圖3）

4.2.1 方案定性比較

具體指標(biāo)從宏觀的比較指標(biāo)和具體到各方案統(tǒng)計(jì)技術(shù)指標(biāo)兩個(gè)方面進(jìn)行，對(duì)比表１。

如表1，從統(tǒng)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)分析，二者技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)，結(jié)合水利部門對(duì)行洪評(píng)價(jià)的要求，方案二需采用較大跨徑橋梁沿山大河，工程規(guī)模大；且考慮實(shí)際運(yùn)行時(shí)，服務(wù)區(qū)車輛與高速車輛交織運(yùn)行，前后流入流出交織比較大，項(xiàng)目主要服務(wù)集裝箱大型車，機(jī)動(dòng)性差，總體運(yùn)行不利安全。

4.2.2 主觀問卷法比較

基于主觀問卷調(diào)查分析對(duì)新碶互通的兩個(gè)方案進(jìn)行比選，以驗(yàn)證方案優(yōu)劣可行性。

根據(jù)互通方案的共同特點(diǎn)，本互通比選選取了專家打分表中的24項(xiàng)指標(biāo)，并采用了專家訪談法、面對(duì)面、電話、郵件聯(lián)絡(luò)的方式咨詢來自不同工作單位、不同專業(yè)、熟悉高速公路互通立交設(shè)計(jì)和建設(shè)的10位專家，如下表2。

根據(jù)實(shí)際情況對(duì)專家的加權(quán)值進(jìn)行修訂，并取得一致的認(rèn)可，依次確定合理的系數(shù)為0.149、0.089、0.104、0.119、0.099、0.094、0.084、0.114、0.089、0.059；根據(jù)公式（4）得到一致性矩陣D；最后將該一致性矩陣D進(jìn)行單位化后的特征向量的平方數(shù)，得到結(jié)合了Z位專家主觀意見的最佳主觀權(quán)重U（表3）。

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，方案一在比較重要的指標(biāo)中得分最高。通過評(píng)價(jià)分析，將方案一作為推薦方案。

5 結(jié)語

通過主觀問卷調(diào)查分析得出的最優(yōu)方案與傳統(tǒng)方案比選得出的最優(yōu)方案相比，主觀問卷調(diào)查分析的方法得到的結(jié)果更加直觀、更具有說服力，可以根據(jù)業(yè)主就主管部門、專家等意見得到主要指標(biāo)權(quán)重，迅速調(diào)整方案研究重點(diǎn)。并且此次研究依托實(shí)際工程，為城市化地區(qū)高速公路互通方案比選提供了新方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]于森，張書函，邸蘇闖，等.基于物理模型實(shí)驗(yàn)的城市道路雨水口平立結(jié)合改造對(duì)積水防澇影響研究[J].水利學(xué)報(bào)，2022，53（7）：854-861.

[2]JTG/T D21-2014，公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則[S].2014.

[3]沙貞豹.城市快速路與高速公路互通立交方案選型與設(shè)計(jì)——以膠州西互通立交為例[J].北方交通，2024（03）：22-25+29.

[4]王蔚，郭銳，唐鵬.中心城區(qū)場(chǎng)地受限立交設(shè)計(jì)探索與實(shí)踐[J/OL].公路，2024（07）：316-32.

[5]吳彩官，吳宇航，周輝.復(fù)雜交通流下高速公路立交改擴(kuò)建方案研究[J].上海公路，2023（04）：178-185+191+213-214.

[6]周榮貴，鐘連德.公路通行能力手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.

[7]劉子劍.互通式立體交叉設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.