基于层次分析法的支路网评价

　　摘要：本文主要研究城市支路道路网结构的评价问题。国内对于道路路网的评价，多是基于干道路网的评价，本文在对城市道路路网的评价中，侧重于支路路网的研究，因此在选择评价指标体系中，既考虑整体路网的路网结构，又考虑支路网路网密度等特有的因素，并以杭州五城区为对象进行了评价分析杭州法0006 。

　　关键词：层次分析法 支路网 杭州

　　Abstract: this paper mainly studies the city road network construction branch of the evaluation of the problem. To road network of domestic evaluation, is based on the road network evaluation, this paper in the evaluation of urban road network, focus on the branch network research, therefore in the choice of evaluation index system, which considers the whole network of the network structure, and consider a network density of road network special factors, and in hangzhou city for five an analysis and evaluation method of hangzhou 0006.

　　Keywords: analytic hierarchy process (ahp) a network hangzhou

　　1 层次分析法原理与步骤

　　我国许多城市的道路网都是在原有路网的基础上发展起来的，原有路网在建设之初，由于缺乏科学的预见性，导致现状路网存在着许多与城市发展不相适应的问题，引起目前许多城市交通日趋紧张。建立科学的路网结构评价方法，改善城市现状路网结构，增加路网效率和承载力，是缓解城市交通压力，提高城市交通质量的重要手段。

　　层次分析法(Analytic Hierarchy Process简称AHP)，作为系统工程中对非定量事件一种评价方法是1973年由美国著名运筹学家、匹兹堡大学教授萨蒂(Saaty)最早提出的，一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。特别是将决策者的经验判断给与量化，对目标结构复杂且缺乏必要的数据情况下更为实用，具体的原理不再叙述，下面介绍一下层次分析法计算步骤。

　　(1)构建层次模型

　　根据具体问题一般可分为目标层、准则层和措施层。复杂问题可分为总目标层、子目标层、准则(或制约因素层)、方案措施层，或分为层次更多的结构。

　　(2)确定评价指标体系

　　根据被评项目的具体情况，经过调查、咨询、讨论确定评价各层次的准则因素，建立评价指标体系。这些准则是作为某一具体项目选择最优化项目管理模式时的评价依据，并不是一成不变的，不同的工程项目选择的准则因素会依据项目的具体情况而有所不同。

　　(3)构造判断矩阵、确定权重

　　在决策问题中，设置元素的权重首先要做出成对方式的比较，即按某个指定的标准，比较每一对元素。也就是根据确定了的评价指标体系，对各层次的准则因素进行两两比较。这种比较是通过建立一个判断矩阵实现的。层次分析法通常采用1-9级标度给判断矩阵的元素赋值，也有采用0-2三标度法[[1]]，一九八三年荷兰学者Van Loarhoven提出了用三角模糊数表示Fuzzy比较判断的方法[[2]]。

　　(4)判断矩阵的一致性检验

　　层次分析法是基于人的主观判断进行的，而两两比较的主观判断常常会导致成对判断矩阵的不一致。在一个决策问题中，了解我们判断的一致性程度是非常重要的一条。因为我们不想把决策建立在可能导致错误的极不一致的判断之上。而另一方面，想要追求完美的一致性也是不切实际的。AHP通过计算一致性比值这一手段测量总体的一致性程度，这个比值不应超过10%。

　　(5)得出结论

　　若经过一致性的判断得出的排序向量符合要求，用这一排序向量乘以相应的准则权重，再将各个向量相加就得到最终的总体排序。

　　2 支路网评价指标体系构建

　　2.1 支路网评价指标定义

　　(1)道路网密度

　　道路网密度δ(km/km2)是指城市道路总长度与城市用地总面积之比计算公式

　　; (2-1)

　　式中，A为城市建成区用地面积(km2);Lj为城市道路路网各级道路段长度(km)，如Lj为支路长度，则δ为支路网密度;

　　(2)道路面积密度

　　(2-2)

　　中Li和Bi分别为道路长度和宽度(m);A为城市建成区用地面积(km2)。

　　(3)人均道路长度

　　(2-3)

　　人均道路长度λp也称道路占有率，其计算公式为式中n为城市居民总人口。

　　(4)等级级配

　　等级级配指建成区快速干道、主干道、次干道及支路等不同等级道路长度数量的比例。这里我们通过现实级配与合理理论级配进行对比，采用相对值，来显示各级道路的缺乏或富余程度，从而反映道路级配总体的合理性：

　　(2-4)

　　其中：H一一合理性评判系数; ——现状各级道路长度比重; ——合理级配下的各级道路长度比重;若有一个等级道路比重缺少或富余超过40%，则被判为极不合理，平均以30%为界区分;以20%为合理与不合理的分界点;以lO%为很合理和较为合理的分界点。具体评判标准如下：

　　(5)路网连接度

　　(2-5)

　　连接度指数J，是与路网的总节点数和总数有关的指标，其计算公式中，N为道路网节点数量;mi为第i节点所接的边数;M为路网总边数。路网连接度指标J从宏观上反映网络的成熟度，J值越高，表明路网断头路越少，成环成网程度越好，反之越差.

　　路网负荷度指路网的实际交通量与通行能力之比。

　　(6)支路公交覆盖率

　　(2-6)

　　公式中Lj为覆盖公交线路的支路长度，L为支路总长度。

　　2.2 支路网评价指标体系

　　遵循指标尽可能少和指标全部可以量化的原则，我们提炼出5个指标作为城市支路网评价指标体系的指标，分别是道路网密度、支路网密度、支路面积密度、等级级配、支路公交覆盖率，基本可以反映出城市支路路网的本质特征、实现我们进行支路路网合理性评价的目标[[3]]。城市支路网布局评价指标体系的结构　　

　　2.3 杭州市五城区支路网评价

　　2010年市区城市用地规模354.76平方千米，全市户籍人口689万人，人均用地51平方米;其中主城区(上城、下城、拱墅、江干、西湖等五城区)城市用地规模304.70平方千米，城市人口434万人，人均用地70平方米。主城区(上城、下城、拱墅、西湖、江干区)2010年道路如

　　我们先来对五城区的道路等级级配合理性评价。现上城区快速路：主干路：次干路：支路的比例分别为0.59：2：1.11：6.58，各级道路的比重大致为(0.06，0.19，0.11，0.64)，而合理的城市道路网各等级道路长度的比例应趋于快速路：主干路：次干路：支路=1：2：3：8，各级道路的比重大致为(0.07，0.14，0.21，0.57)，根据公式(4-4)我们可以计算出合理性评判系数H为27.5%，为不合理。

　　同样的，我们可以得出下城区H为53.25%，江干区H为57%，拱墅区H为43%，西湖区H为52.5%，均属于极不合理。从数据上我们也可以看出，如果以主干路为基准，除了上城区支路网略微趋于合理外，其余各区的快速路、次干路、支路的密度都有待完善。

　　下面我们再结合杭州五城区的支路网各类指标数据，运用层次分析法评价五城区的支路网。根据4.2.1支路网评价指标定义的公式，2010年五城区支路网的各项指标数据统计

　　　层次总排序一致性检验如下：

　　<0.1，一致性通过。

　　从结果中我们可以看出，支路网合理性的排序为：上城区、拱墅区、下城区、江干区、西湖区。结合道路等级合理性的评价，除了上城区，其余各区在支路网密度、道路等级级配等都需要进行改善。

　　3 结论

　　本文将层次分析法应用于城市支路网合理性的评价中，根据支路网的特性构建评价指标，并以三标度法构造判断矩阵，以杭州五城区实例来分区评价各区支路网合理性，此方法于各城市道路路网尤其是支路网评价具有较普遍适用意义。

　　参考文献

　　[[1]] 左军.层次分析法中判断矩阵的间接给出法.系统工程.1988(10)：56—63

　　[[2]] P.J.M.Van Laarhoven and W.Pedrycz.A Fuzzy Extension of Saaty’S Priority Theory.Fuzzy Sets and Systems.V01.11.No.3.1983 .229—241

　　[[3]] 杨光杰 .赵成泉.城市路网结构评价方法探讨[J].淄博学院学报.2004