城市山林步道綜合評(píng)價(jià)體系研究及應(yīng)用
——以廈門市山海健康步道為例

張良以

(廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司 福建廈門 361001)

0 引言

城市山林暗含了城市之宅與山野之林的融合之意。城市作為人文與自然影響下形成的空間狀態(tài)，擁有山林的城市形態(tài)往往更加多樣、更具生機(jī)活力。

隨著城市化進(jìn)程的加快，在如今寸土寸金的城市用地條件下，尋求一方靜謐之處實(shí)屬不易。而城市山林步道的出現(xiàn)，為城市空間拓展構(gòu)建了宜居、宜業(yè)、宜游的“人-山-城”和諧環(huán)境提供了解決途徑。

城市山林步道，主要依托城市山體資源本底，構(gòu)建獨(dú)特的城市山林形態(tài)多樣的開放空間，為市民及游客提供休閑、觀光、健身等活動(dòng)的空中廊道，一般修建在山林、水濱、景區(qū)、公園等處，且多以橋梁形式克服地形地貌、減少環(huán)境影響，提供更好的觀景視野與活動(dòng)空間，拉近城市與山林的距離。

國外對于城市山林步道建設(shè)較早，但建設(shè)規(guī)模不大，如英國邱園樹頂步道(200 m)、澳大利亞巨人谷樹冠步道(600 m)。相較而言，我國城市山林步道起步較晚，近10年來呈現(xiàn)出大規(guī)模、多樣化的井噴式發(fā)展趨勢，如福州福道(6.3 km)，廈門山海健康步道(23 km)以及今年開工建設(shè)的廈門南北向健康步道(約24 km)等。

查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，我國目前尚缺乏對該類型項(xiàng)目的技術(shù)理論研究，未能像常規(guī)城市道路、公路一樣具備一套完善的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及規(guī)范成果，各地方建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)質(zhì)量參差不齊，方案抉擇更傾向于經(jīng)驗(yàn)性的主觀臆斷，缺乏科學(xué)定量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

針對上述不足，本文從廈門市山海健康步道建設(shè)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，結(jié)合城市山林步道特性，從多層面搭建綜合指標(biāo)體系，引入改進(jìn)層次分析法-模糊物元理論評(píng)價(jià)方法，建立一套針對城市山林步道的定量化綜合評(píng)價(jià)體系，以期對廈門城市山林步道規(guī)劃與建設(shè)、乃至其他城市的建設(shè)提供借鑒。

1 綜合評(píng)價(jià)方法概述

1.1 改進(jìn)的層次分析法

層次分析法作為多指標(biāo)決策、確定各指標(biāo)權(quán)重的常用方法之一，得到廣泛的運(yùn)用[1-3]。傳統(tǒng)的層次分析法，常采用9級(jí)標(biāo)度法并需進(jìn)行一致性校驗(yàn)。當(dāng)評(píng)價(jià)體系指標(biāo)數(shù)量較大時(shí)，極易發(fā)生邏輯錯(cuò)誤，一致性校驗(yàn)難以通過，一定程度上限制其工程應(yīng)用。

因此，在傳統(tǒng)層次分析法基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)簡化，引入最優(yōu)傳遞矩陣，免除一致性檢驗(yàn)，快速獲取指標(biāo)權(quán)重，為后續(xù)綜合評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。

(1)判斷矩陣

針對9級(jí)標(biāo)度法在實(shí)際運(yùn)用中存在的困難，各指標(biāo)間的重要性程度簡化為3級(jí)標(biāo)度法{0,1,2}來表征。由此構(gòu)建初始的比較矩陣A：

A=(aij)n×n

(1)

式中：n為指標(biāo)數(shù)量；aij為指標(biāo)i相對于指標(biāo)j的重要性(0不重要、1同等重要、2重要)。

由式(1)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性排序指數(shù)yi：

(2)

因此，判斷矩陣B的元素bij可由下式計(jì)算：

(3)

式中：ymin為最小的排序指數(shù)。

(2) 擬優(yōu)一致矩陣

對于互反判斷矩陣B，根據(jù)最優(yōu)傳遞矩陣特性，依據(jù)下式進(jìn)行處理：

(4)

顯然，由cij構(gòu)建擬優(yōu)一致矩陣C具有備一致性[4-5]:

C=(cij)n×n

(5)

(3) 指標(biāo)權(quán)重

為了便于工程應(yīng)用，采用和法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重ωi：

(6)

1.2 模糊物元理論

物元理論通過物元分解、變換等方式，將不相容的元素有機(jī)融合成相容的系統(tǒng)，從而最大限度地滿足各類條件，解決各類決策，在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[6-8]。

(1)模糊物元

任一事物可由事物、特征以及量值三元素構(gòu)成有序組合來描述。因此，模糊物元Rnm可由m個(gè)待評(píng)價(jià)方案的n個(gè)指標(biāo)及其量值v構(gòu)建：

Rnm=(vij)n×m

(7)

(2)差方復(fù)合模糊物元

為了充分反映各方案指標(biāo)相對性，選用越大越優(yōu)型從優(yōu)隸屬度：

(8)

若從優(yōu)隸屬度取最大值1，由此構(gòu)建差方復(fù)合模糊物元Rξ：

(9)

(3)綜合指標(biāo)

由上述改進(jìn)的層次分析法確定的各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對權(quán)重ωi，確定各待評(píng)價(jià)方案貼合度指標(biāo)Hj：

(10)

式中，j=1,2,…,m。

貼合度指標(biāo)的大小，將作為綜合評(píng)價(jià)的最終指標(biāo)，表征待評(píng)價(jià)方案與理想目標(biāo)的貼合程度，由于采取越大越優(yōu)型從優(yōu)隸屬度，貼合度指標(biāo)值越大，所評(píng)價(jià)方案越接近理想情況。反之，貼合度指標(biāo)越小，表明該方案越差，不建議采納。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)建立

城市山林步道作為新興產(chǎn)物發(fā)展勢頭迅猛，然而，由于項(xiàng)目類別、城市山林本底等實(shí)際情況的差異，各地城市山林步道在控制指標(biāo)的選擇上存在較大的差異性，難以形成統(tǒng)一的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

因此，本研究結(jié)合廈門山海健康步道設(shè)計(jì)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，秉承科學(xué)性、整體性、協(xié)調(diào)性、可靠性以及可實(shí)施性五大原則，從生態(tài)性、舒適性、景觀性以及便捷性4個(gè)層面構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，共計(jì)12個(gè)指標(biāo)，如圖1所示，力求充分而全面地體現(xiàn)城市山林步道設(shè)計(jì)方案的特性。

圖1 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 案例應(yīng)用

為了驗(yàn)證所述綜合評(píng)價(jià)體系的有效性，以已建成并投入使用的廈門山海健康步道為例，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。

廈門山海健康步道西起國際郵輪碼頭，東至環(huán)島路夢幻沙灘，構(gòu)建起貫穿廈門本島東西向的步行連廊。步道全長23 km，全線7座節(jié)點(diǎn)橋、16個(gè)景觀打卡點(diǎn)、12個(gè)特殊景觀園區(qū)、52個(gè)出入口以及若干個(gè)觀景平臺(tái)，成為廈門市民當(dāng)前休閑觀光、運(yùn)動(dòng)健身、閑庭信步的首選。

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

以實(shí)名調(diào)查問卷形式，分別邀請了政府部門、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位以及施工單位，所屬道路交通、給排水、橋梁結(jié)構(gòu)、規(guī)劃、建筑以及景觀等相關(guān)專業(yè)的28位專家，進(jìn)行指標(biāo)重要性一一比對。將所得統(tǒng)計(jì)結(jié)果再次進(jìn)行專家評(píng)審，統(tǒng)一專家意見，確定最終的重要性比較矩陣，如表1所示。

表1 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)比較矩陣

根據(jù)改進(jìn)的層次分析法，可得各指標(biāo)權(quán)重，如表2所示。由表2可知，對于廈門山海步道而言，便捷性>舒適性>景觀性>生態(tài)性，體現(xiàn)了廈門步道建設(shè)更傾向于以人為本，更注重使用者的體驗(yàn)，尤其在寬度、坡度、景觀、出入口以及服務(wù)設(shè)施等指標(biāo)權(quán)重占比較大，也一定程度吻合廈門對城市山林步道的定位。

表2 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3.2 綜合評(píng)價(jià)

為了獲取山海健康步道設(shè)計(jì)效果量化分值，對山海健康步道上的使用者進(jìn)行了不記名問卷調(diào)查。問卷調(diào)查集中在閑暇的周末且人流較多的時(shí)段，選取虎頭山(圖2)、土地公廟、貝殼亭、東渡郵輪城、觀音寺、薛嶺山、園山花街以及五緣灣等地段，盡可能均勻覆蓋山海健康步道全線節(jié)點(diǎn)橋、標(biāo)準(zhǔn)段、出入口、特色景區(qū)等重要地段。調(diào)查對象覆蓋各個(gè)年齡層，男女比例參半，采取隨機(jī)抽取方式，共計(jì)評(píng)價(jià)調(diào)查問卷291份，其中無效問卷29份，有效問卷262份。

圖2 虎頭山節(jié)點(diǎn)橋

同時(shí)，考慮到部分指標(biāo)專業(yè)性較強(qiáng)，而調(diào)查對象的專業(yè)性程度各異，為了避免專業(yè)差異導(dǎo)致評(píng)價(jià)失準(zhǔn)，額外補(bǔ)充19份專家評(píng)分，專家評(píng)分結(jié)果與使用者評(píng)分結(jié)果依據(jù)1∶1的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。此外，對于方案設(shè)計(jì)階段的項(xiàng)目，下調(diào)使用者部分的權(quán)重，加強(qiáng)專家部分權(quán)重，以保證評(píng)價(jià)的客觀有效。

各指標(biāo)被統(tǒng)一劃分為A(0.8～1)、B(0.6～0.8)、C(0.4～0.6)以及D(0.4～0.6)4個(gè)水平等級(jí)?？紤]指標(biāo)分級(jí)納入綜合評(píng)價(jià)，結(jié)合使用者與專家的最終評(píng)分結(jié)果，由建立的改進(jìn)層次分析法-模糊物元綜合評(píng)價(jià)方法，計(jì)算最終綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，如表3所示。

由表3所得4個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)區(qū)間：A級(jí)[0.992,1]表示設(shè)計(jì)效果優(yōu)秀，超出設(shè)計(jì)預(yù)期；B級(jí)[0.748,0.992]表示設(shè)計(jì)效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)；C級(jí)[0.499,0.748]表示設(shè)計(jì)效果一般，未達(dá)到預(yù)期效果，需要進(jìn)一步改進(jìn)；D級(jí)[0,0.499]表示設(shè)計(jì)效果差，不符合設(shè)計(jì)要求。

表3 綜合評(píng)價(jià)分值

廈門山海健康步道最終綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)為0.936，屬于B級(jí)上部水平，設(shè)計(jì)效果良好，在生態(tài)性、舒適性、景觀性以及便捷性均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，為廈門市民及游客提供了舒適良好的使用體驗(yàn)，與實(shí)際情況相吻合。

4 結(jié)語

(1)基于改進(jìn)的層次分析及模糊物元理論，從廈門市山海健康步道建設(shè)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，結(jié)合城市山林步道特性，從生態(tài)性、舒適性、景觀性以及便捷性4個(gè)層面出發(fā)，建立了一套適用于城市山林步道的科學(xué)定量的綜合評(píng)價(jià)體系。

(2)以廈門山海健康步道為評(píng)價(jià)對象，通過專家論證、問卷調(diào)查等方式進(jìn)行評(píng)分，并由綜合評(píng)價(jià)體系進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，所得評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相符，驗(yàn)證了所建立的城市山林步道的綜合評(píng)價(jià)體系的可行性，為后續(xù)的工程設(shè)計(jì)效果評(píng)價(jià)提供有效的量化途徑。