層次分析法（AHP）在立交方案評價中的應用

陳東波 高德發(fā) 馬紅平

（1.中交第二航務工程勘察設計院有限公司 武漢 430071；2.十堰市興路工程咨詢有限公司 十堰 442000）

道路立體交叉投資大，交通組織復雜，影響深遠，必須進行多方案設計，通過立交方案綜合評價擇優(yōu)選定。傳統(tǒng)立交綜合評價一般采用定性與定量因素相結(jié)合的方法進行，該法局限性在于很多因素之間的比較往往無法用定量的方式描述。筆者結(jié)合工程實例對立交方案影響因素進行分析，將半定性、半定量問題轉(zhuǎn)化為定量計算問題，運用層次分析法（AHP）對各方案進行綜合評價選擇。

1 工程概況

1.1 立交功能定位

楊泗港快速通道四新段既是武漢新區(qū)對外重要的橫向通道，也是楊泗港長江大橋漢陽岸重要的快速疏解道路，主要承擔快速通過性交通并兼顧地方性服務，也承載了市政管線走廊和景觀走廊的功能。四新立交是由楊泗港快速通道和城市主干路江城大道相交而成，是武漢市中心城區(qū)“三環(huán)、十三射”快速路系統(tǒng)中的重要節(jié)點，是城市放射線服務于漢陽中心區(qū)、四新地區(qū)、沌口開發(fā)區(qū)的重要轉(zhuǎn)換節(jié)點，也是楊泗港過江通道重要疏解節(jié)點。該節(jié)點處于城市二環(huán)線、三環(huán)線、龍陽大道、國博大道4條快速路合圍中心，地理位置十分重要，交通功能性強。立交節(jié)點位置見圖1。

圖1 四新立交節(jié)點位置示意圖

1.2 交通量預測與分析

根據(jù)流量預測，該節(jié)點主要解決東西向和南北向直行交通，其次解決各個方向的轉(zhuǎn)向交通。該節(jié)點2020年流量將達到8 480pcu／h，其中江城大道與本工程高架直行流量為主流量，約占立交總流量的60%，其次為江城大道北至楊泗港快速通道東的轉(zhuǎn)向流向，約占立交總流量的14%，其余為各個方向的轉(zhuǎn)向流向，約占路口總流量的26%。交通量分布見圖2。

圖2 四新立交2020年高峰小時交通流量預測圖（單位：pcu／h）

2 立交方案

按兩相交道路等級，結(jié)合交通量預測結(jié)果，該節(jié)點設置A 類樞紐立交或B 類一般立交均能滿足車流預測行駛特征的需要。立交方案不同選型對工程總體布置方案影響很大，在交通功能、用地、景觀、投資等方面亦有很大差別。

2.1 方案1（一般立交）

方案1采用組合式半互通（3 層）立交方案。主線設2對上下匝道與輔路銜接，輔路與江城大道平面交叉為立交1層，江城大道與主線直行交通采用高架橋分別位于立交2層和3層，江城大道北至四新段東左轉(zhuǎn)交通經(jīng)立交2 層、3 層之間設置的環(huán)道實現(xiàn)，其余轉(zhuǎn)向交通由立交1層平面交叉實現(xiàn)，見圖3。

圖3 四新立交方案1

2.2 方案2（樞紐立交）

方案2采用組合式全互通（2 層）立交方案。立交區(qū)內(nèi)主線不設輔路，江城大道位于立交1層，主線位于立交2層，江城大道北至四新段東左轉(zhuǎn)交通以及四新段東至江城大道南左轉(zhuǎn)交通設置半定向匝道，其余轉(zhuǎn)向交通設置2條左轉(zhuǎn)環(huán)道及4條右轉(zhuǎn)定向匝道，見圖4。

圖4 四新立交方案2

2.3 方案綜合比選

方案1能保證主要交通流連續(xù)，次要交通通過上下匝道、輔路在江城大道平交口以間斷流的方式進行。優(yōu)點是占地小，工程造價低，對周邊地塊的服務功能較強。缺點是整體交通功能較弱，江城大道直行交通需采用高架橋方案破壞了其原有的景觀，江城大道遠期實施BRT 改造困難。

方案2各方向交通均為連續(xù)流，優(yōu)點是交通功能強，對江城大道景觀破壞小，基本不影響江城大道遠期實施BRT。缺點是占地大，工程造價高，立交周邊地塊交通進出快速系統(tǒng)需要繞行。

經(jīng)綜合比較，方案2在交通功能、整體景觀效果、與江城大道遠期BRT 改造的適應性方面優(yōu)于方案1，故將方案2作為推薦方案。2種方案綜合比較見表1。

表1 立交方案比較表

3 層次分析法（AHP）評價

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是將與決策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［1］。

依據(jù)層次分析法思想，首先建立四新立交方案綜合評價的層次分析模型并確定評價指標權(quán)重，然后按專家打分并取平均值得到各方案的最終評分結(jié)果。

3.1 建立分析模型

根據(jù)層次分析法的思想建立如表2所列的層次結(jié)構(gòu)模型：目標層A，準則層B（包括B1、B2、B3、B4），子準則層C（包括C1～C14）14項指標［2］。

表2 層次分析模型

3.2 準則層權(quán)重標準值

層次分析模型中準則層各層權(quán)重標準值按表3中數(shù)值選取。

3.3 評價結(jié)果

對2個比選方案的各個指標值采用7名專家打分并取平均值。綜合評分結(jié)果表明，方案2優(yōu)于方案1，方案評分結(jié)果見表4。

表3 準則層權(quán)重值表

表4 方案評分結(jié)果表

4 結(jié)語

在實際工作中應用表明，層次分析法（AHP）非常有助于進行方案比選的輔助決策。特別是立交設計方案存在多個影響因素，且這些影響因素在不同的方案中又各有優(yōu)劣，使得僅憑人工經(jīng)驗難于取舍時，該法具有較好的使用價值。

［1］周 偉，王選倉.道路經(jīng)濟與管理［M］.北京：人民交通出版社，1998.

［2］CCJ 152－2010 城市道路交叉口設計規(guī)程［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.