基于問卷分析的互通立交評價方法

摘 要：處于高度建成區的互通式立體交叉，其設計方案一般受到多個控制因素影響，當出現多個影響因素均需要考慮時，僅靠單一的定性分析難以快速、精準地在其設計過程中幫助設計人員確定控制因素的重要性以及側重點，因此本文采用基于主觀問卷調查分析的方法，以提高城市化地區高速公路互通立交設計階段的比選優化效率及方案側重點的科學合理性。

關鍵詞：勘察設計 互通立交 方案比選

1 緒論

隨著社會經濟的快速發展，高速公路不僅服務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。互通立交作為交通轉換的重要節點，將間斷式的平面交叉交通流，將間斷的平面交叉交通流轉換為連續的交通流，顯著提高了城市道路交通網的通行速率，降低了交通事故發生率。此外，城市道路互通立交也發揮出了集散轉換的功能[1]。但因此城市化地區高速公路互通立交經常受到不同控制因素的影響，設計人員在同時滿足各種控制因素下做出方案的同時，不同因素側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杭甬高速項目的新碶互通寧波市高度建成區，主要位于千畝岙水庫南側、沿山大河兩岸及富春江路與錢塘江路附近，主要服務于北侖港口、進港路周邊居民、鎮煉公司及其他周邊的堆場、物流、工廠等，各方向交通流復雜，主要的邊界條件如圖1。

3 方案評價

結合項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，針對新碶互通的項目特點，對各項因素進行分層次分析，整理出不同階段的不同層次評定指標。

從方案的全局性考慮，主要分為技術、功能、經濟、環境、管理五個指標[2-7]。

3.1 問卷調查收集

從技術、功能、經濟、環境、管理五大類指標，構建更為細致的指標體系流程，采用了專家訪談法、面對面、電話、郵件聯絡的方式咨詢來自不同工作單位、不同專業、熟悉高速公路互通立交設計和建設的專家，向專家提供一份綜合指標打分表，該表包括各個細致指標的定義和評價標準。專家可以根據自己的專業知識和經驗，對每個指標進行評分，并提供相應的解釋和建議。

3.2 數據分析與處理

首先需要對評價指標的各項參數去量綱化。由于自行建立的評價指標體系下單一指標的量綱和數值差異巨大，所以為了對評價指標進行準確的數值分析，需要將單一評價指標參數轉化為無量綱的簡單數值。假設比選方案數為n，評價指標總數為m，則第j個方案的第k個指標去量綱后的歸一參數Ajk可通過以下公式進行計算（Xjk為第j個方案的第k個指標參數、Xkmin為所有方案中第k個指標參數的最小值、Xkmax為所有方案中第k個指標參數的最大值）：

正相關指標計算（該類型指標的數值越大，方案越優，如安全系數等）：

（1）

負相關指標計算（該類型指標的數值越小，方案越優，如拆遷面積等）：

（2）

接著構建各主要評價指標之間的優先關系矩陣DZ：

（3）

其中，Z為專家人數，DZ為根據第Z位專家意見構建的優先關系矩陣，d1-d28表示綜合評價體系中的28個主要評價指標；之后對28個主要評價指標的重要程度分別進行兩兩比較，進行比選的兩個指標分別記為評價指標a、評價指標b，則ra*b表示為評價指標a與評價指標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個優先關系矩陣，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論，并對Z個優先關系矩陣進行一致性變換，構建一致性矩陣D：

（4）

該一致性矩陣D進行單位化后的特征向量的平方數，即結合了Z位專家主觀意見的最佳主觀權重U，即可反映出Z位專家主觀意見的指標重要性以進行方案比選。

4 方案研究

4.1 方案一（菱形+分離式服務區）（貫通車道無交織）

新碶互通方案一為菱形方案，受規劃富春江快速路項目影響，難以在錢塘江路布設常規菱形互通，故西側匝道落地接富春江與駱霞線平交口，東側匝道落地接錢塘江與駱霞線平交口。西側匝道距離服務區間距低于1000m，菱形西側兩條匝道與服務區貫通車道復合設置，在貓山西側主線合并出入口后連續進行分合流將互通匝道與服務區貫通車道分離。（圖2）

4.2 方案二（菱形+分離式服務區）（貫通車道有交織）

新碶互通方案二為菱形方案，受規劃富春江快速路項目影響，難以在錢塘江路布設常規菱形互通，故西側匝道落地接富春江與駱霞線平交口，東側匝道落地接錢塘江與駱霞線平交口。西側匝道距離服務區間距低于1000m，菱形西側兩條匝道與服務區貫通車道復合設置，在貓山東側服務區貫通車道未接入主線前進行分合流分離出新碶互通接地匝道。本方案為初測階段方案二的優化方案。（圖3）

4.2.1 方案定性比較

具體指標從宏觀的比較指標和具體到各方案統計技術指標兩個方面進行，對比表１。

如表1，從統計的技術指標分析，二者技術指標相當，結合水利部門對行洪評價的要求，方案二需采用較大跨徑橋梁沿山大河，工程規模大；且考慮實際運行時，服務區車輛與高速車輛交織運行，前后流入流出交織比較大，項目主要服務集裝箱大型車，機動性差，總體運行不利安全。

4.2.2 主觀問卷法比較

基于主觀問卷調查分析對新碶互通的兩個方案進行比選，以驗證方案優劣可行性。

根據互通方案的共同特點，本互通比選選取了專家打分表中的24項指標，并采用了專家訪談法、面對面、電話、郵件聯絡的方式咨詢來自不同工作單位、不同專業、熟悉高速公路互通立交設計和建設的10位專家，如下表2。

根據實際情況對專家的加權值進行修訂，并取得一致的認可，依次確定合理的系數為0.149、0.089、0.104、0.119、0.099、0.094、0.084、0.114、0.089、0.059；根據公式（4）得到一致性矩陣D；最后將該一致性矩陣D進行單位化后的特征向量的平方數，得到結合了Z位專家主觀意見的最佳主觀權重U（表3）。

根據評價指標，方案一在比較重要的指標中得分最高。通過評價分析，將方案一作為推薦方案。

5 結語

通過主觀問卷調查分析得出的最優方案與傳統方案比選得出的最優方案相比，主觀問卷調查分析的方法得到的結果更加直觀、更具有說服力，可以根據業主就主管部門、專家等意見得到主要指標權重，迅速調整方案研究重點。并且此次研究依托實際工程，為城市化地區高速公路互通方案比選提供了新方法。

參考文獻：

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