基于層次分析法的小區開放對道路通行的影響

馮小博+朱夢超+田麗

摘 要：評價開放封閉式小區道路對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，最高層目標層、中級層準則層和低級層方案層。分層次地分析了每一個影響因素，同時采用了權重確定的方法，最終確定了對小區開放道路周邊通行影響比較大的3個因素（道路合流數、車道寬度以及交叉口數），然后選取模糊綜合評判的方法對小區開放對周邊道路通行的效果影響進行具體評價。

關鍵詞：層次分析；模糊綜合評判；小區開放

1 問題分析

根據封閉小區和開放小區的特點，無論小區是否開放，小區內的道路都會行駛車輛，而開放小區的道路車輛行駛數會增加，當小區路段的行人和車輛達到一定的飽和量的時候，該路段就會發生擁擠。同時，當小區開放后，由于車流量增加，主干道到小區道路路口的車輛也會一定的增加，當路口的行人數和車輛數也達到飽和狀態時就會造成路口的擁堵[1]。因此文中選用層次分析法從小區路段飽和度和小區路口飽和度來分析小區開放后對周邊的道路通行影響的主要因素，再根據主要影響因素來確定需要采用的相關的綜合評價體系。

2 建立層次分析模型

層次分析法是將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法[2]。

根據本題要求，建立小區開放對周邊道路通行影響的逐漸遞階層次結構，如圖1所示。

根據層次分析模型的要求，本文進行了n（n-1）/2次兩兩比較每層的各個因素對于上層各因素影響的重要性。采用調查評分表，令住在各個小區不同階層的人員對以上各因素[3]的重要性進項評分（采用10分制），結合數學期望、比較矩陣計算出權重。

本次樣本為100名社區居民，進行采訪，得到平均評分結果如表1所示。

（1）構造比較矩陣。

為了得到準則層對目標層有什么具體的影響，將準則層中數據進行構造比較矩陣，即每次取出兩個準則層的因素若干對。我們根據，，可以得到兩個層次之間的對比矩陣。其中矩陣中的可以表示為支路網密度7比上時間段7得到的對小區擁堵程度等級的影響。其他元素的含義也可以做類似的解釋。同樣，我們可以根據以上的方法得到方案層P和準則層C的12個3階比較矩陣。

從而得到最大特征值λ=12.309

一致性指標：

（2）計算組合權向量。

準則層對于目標的組合權向量用表示，所以方案層對于目標的組合權重應為它們對應項的兩兩乘積之和。即：

由此，我們得到了方案關于目標層的組合權重分別為：

P1在目標中權重分別為：1.538 66

P2在目標中權重分別為：1.342 81

P3在目標中權重分別為：1.427 66

（3）組合一致性檢驗。

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

層次分析結果如下：根據以上的層次結果的分析我們可以得知有3個主要影響因素，分別是道路合流數和車道寬度以及交叉口3個主要因素可以作為評價道路是否通行順暢的標準。

3 綜合評價模型

根據道路通行狀況的不同，以及我們搜集到的數據進行回歸擬合分析，并參照相關的制定標準，將道路通行劃分為5個級別，分別為重度擁堵、高度擁堵、中度擁堵、低度擁堵、不擁堵5個指標。

模糊綜合評價[4]就是綜合考慮以上的所有因素的影響，得出正確的評判結果。確定的模糊評價矩陣為：

在模糊評價矩陣構建的基礎上，對所得矩陣和權重向量做合成運算，得到：

令，取值為[0，1]，bk越接近1，擁堵越厲害；反之，擁堵時間越短。其中擁堵指數與擁堵程度的對應關系如表2所示。

4 結果分析

本文所建立的針對開放小區周邊道路通行的數學模型，可以計算出道路合流數和車道寬度以及交叉口是小區開放對周邊道路通行的主要因素，并根據道路通行狀況，制定了道路是否擁堵的評判依據。

[參考文獻]

[1]關珊，朱家明，關趙陽，等.小區開放對道路通行影響的分析[J].阜陽師范學院學報（自然科學版），2017（1）：26-32.

[2]陶永東，葛鍵宇，趙敬云，等.層次分析法評估小區開放產生的效果[J].現代經濟信息，2016（24）：141.

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

[4]梁軍，李旭宏，許志才.城市道路網規劃方案的交通質量評價指標體系研究[J].交通科技，2002（3）：45-47.