基于层次分析法的小区开放对道路通行的影响

    冯小博+朱梦超+田丽

    

    

    

    摘 要：评价开放封闭式小区道路对周边道路通行的效果，文章选用了层次分析的方式，将影响因素分為3层，最高层目标层、中级层准则层和低级层方案层。分层次地分析了每一个影响因素，同时采用了权重确定的方法，最终确定了对小区开放道路周边通行影响比较大的3个因素（道路合流数、车道宽度以及交叉口数），然后选取模糊综合评判的方法对小区开放对周边道路通行的效果影响进行具体评价。

    关键词：层次分析；模糊综合评判；小区开放

    1 问题分析

    根据封闭小区和开放小区的特点，无论小区是否开放，小区内的道路都会行驶车辆，而开放小区的道路车辆行驶数会增加，当小区路段的行人和车辆达到一定的饱和量的时候，该路段就会发生拥挤。同时，当小区开放后，由于车流量增加，主干道到小区道路路口的车辆也会一定的增加，当路口的行人数和车辆数也达到饱和状态时就会造成路口的拥堵[1]。因此文中选用层次分析法从小区路段饱和度和小区路口饱和度来分析小区开放后对周边的道路通行影响的主要因素，再根据主要影响因素来确定需要采用的相关的综合评价体系。

    2 建立层次分析模型

    层次分析法是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法[2]。

    根据本题要求，建立小区开放对周边道路通行影响的逐渐递阶层次结构，如图1所示。

    根据层次分析模型的要求，本文进行了n（n-1）/2次两两比较每层的各个因素对于上层各因素影响的重要性。采用调查评分表，令住在各个小区不同阶层的人员对以上各因素[3]的重要性进项评分（采用10分制），结合数学期望、比较矩阵计算出权重。

    本次样本为100名社区居民，进行采访，得到平均评分结果如表1所示。

    （1）构造比较矩阵。

    为了得到准则层对目标层有什么具体的影响，将准则层中数据进行构造比较矩阵，即每次取出两个准则层的因素若干对。我们根据，，可以得到两个层次之间的对比矩阵。其中矩阵中的可以表示为支路网密度7比上时间段7得到的对小区拥堵程度等级的影响。其他元素的含义也可以做类似的解释。同样，我们可以根据以上的方法得到方案层P和准则层C的12个3阶比较矩阵。

    从而得到最大特征值λ=12.309

    一致性指标：

    （2）计算组合权向量。

    准则层对于目标的组合权向量用表示，所以方案层对于目标的组合权重应为它们对应项的两两乘积之和。即：

    由此，我们得到了方案关于目标层的组合权重分别为：

    P1在目标中权重分别为：1.538 66

    P2在目标中权重分别为：1.342 81

    P3在目标中权重分别为：1.427 66

    （3）组合一致性检验。

    通过周密的计算，可以得到CR*=CR3+CR2=0.033 1 +0.020 9=0.058 778<0.1，组合一致性检验也通过了，故前面得到的组合权向量w3可以作为方案的依据。

    层次分析结果如下：根据以上的层次结果的分析我们可以得知有3个主要影响因素，分别是道路合流数和车道宽度以及交叉口3个主要因素可以作为评价道路是否通行顺畅的标准。

    3 综合评价模型

    根据道路通行状况的不同，以及我们搜集到的数据进行回归拟合分析，并参照相关的制定标准，将道路通行划分为5个级别，分别为重度拥堵、高度拥堵、中度拥堵、低度拥堵、不拥堵5个指标。

    模糊综合评价[4]就是综合考虑以上的所有因素的影响，得出正确的评判结果。确定的模糊评价矩阵为：

    在模糊评价矩阵构建的基础上，对所得矩阵和权重向量做合成运算，得到：

    令，取值为[0，1]，bk越接近1，拥堵越厉害；反之，拥堵时间越短。其中拥堵指数与拥堵程度的对应关系如表2所示。

    4 结果分析

    本文所建立的针对开放小区周边道路通行的数学模型，可以计算出道路合流数和车道宽度以及交叉口是小区开放对周边道路通行的主要因素，并根据道路通行状况，制定了道路是否拥堵的评判依据。

    [参考文献]

    [1]关珊，朱家明，关赵阳，等.小区开放对道路通行影响的分析[J].阜阳师范学院学报（自然科学版），2017（1）：26-32.

    [2]陶永东，葛键宇，赵敬云，等.层次分析法评估小区开放产生的效果[J].现代经济信息，2016（24）：141.

    [3]张立，廖玉梅，王益惠，等.小区开放对道路通行的影响[J].贵州科学，2017（2）：17-22.

    [4]梁军，李旭宏，许志才.城市道路网规划方案的交通质量评价指标体系研究[J].交通科技，2002（3）：45-47.