城市道路交叉口交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)

楊艷群， 梁 鈺， 鄭新夷， 陳少惠

(1. 福州大學(xué)土木工程學(xué)院， 福建 福州 350116； 2. 福州大學(xué)人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院， 福建 福州 350116)

城市道路交叉口交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)

楊艷群1， 梁 鈺1， 鄭新夷2， 陳少惠1

(1. 福州大學(xué)土木工程學(xué)院， 福建 福州 350116； 2. 福州大學(xué)人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院， 福建 福州 350116)

針對(duì)城市道路交通設(shè)施設(shè)置情況， 提出一種以關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)體系為基礎(chǔ)的交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)模型. 首先通過(guò)魚骨圖法確立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系； 其次根據(jù)層次分析法(AHP)確定指標(biāo)權(quán)重， 結(jié)合反木桶原理篩選關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)， 利用模糊理論得到城市道路交叉口交通設(shè)施有效性的綜合評(píng)價(jià)值； 最后以福州大學(xué)周邊交叉口為例， 對(duì)其交通設(shè)施設(shè)置情況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析， 并提出相應(yīng)的優(yōu)化建議.

交通設(shè)施； 有效性； 關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)； 層次分析法； 反木桶原理

城市道路交叉口是城市道路系統(tǒng)的重要組成部分， 相對(duì)于一般路段而言， 平面交叉口交通特性極為復(fù)雜， 是交通事故多發(fā)點(diǎn)之一[1]. 特別是在無(wú)人行橫道標(biāo)線、 無(wú)交通信號(hào)控制時(shí)， 橫穿馬路的危險(xiǎn)程度相比有人行橫道標(biāo)線、 交通信號(hào)控制時(shí)要高出1.78倍[2]. 路楠等[3]從交通參與者的心理、 生理舒適度入手， 確立評(píng)價(jià)指標(biāo)， 提出交通設(shè)施的舒適度評(píng)價(jià)模型；劉東波等[4]、 孫善麟等[5]、 顏桃為等[6]、 王艷輝等[7]學(xué)者也都提出了不同道路的安全設(shè)施效用評(píng)價(jià)體系， 但這些體系在評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取方面較為籠統(tǒng). 本文利用魚骨圖法詳細(xì)分析影響交通設(shè)施有效性的各個(gè)指標(biāo)， 并利用反木桶原理篩選出16個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)， 提出以關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(key performance indicator, KPI)為基礎(chǔ)的交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)模型. KPI理論的運(yùn)用， 解決了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系片面的問(wèn)題， 有助于道路交通工程建設(shè)與駕駛員人性需求的融合.

1 KPI理論簡(jiǎn)介

KPI是由意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家帕累托提出的， 又稱冰山原理， 是“重要的少數(shù)”與“瑣碎的多數(shù)”的簡(jiǎn)稱. 帕累托[8]認(rèn)為： 在任何特定的群體中， 重要的因子通常只占少數(shù)， 而不重要的因子則常占多數(shù). 關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)的核心在于從眾多的績(jī)效考評(píng)指標(biāo)體系中提取重要性和關(guān)鍵性指標(biāo)， 并依據(jù)考評(píng)結(jié)果實(shí)施管理措施.

交通設(shè)施評(píng)價(jià)指標(biāo)繁多、 復(fù)雜， 根據(jù)KPI原理將影響交通設(shè)施效用的因素進(jìn)行聯(lián)系、 統(tǒng)一， 并逐級(jí)分解、 上下貫通， 使得每一個(gè)衡量指標(biāo)均與交通標(biāo)志效用相關(guān)聯(lián)， 最終確定影響交通設(shè)施效用的關(guān)鍵指標(biāo)， 建立綜合、 全面的交通設(shè)施效用評(píng)價(jià)體系， 從而對(duì)交通設(shè)施設(shè)置效果進(jìn)行評(píng)價(jià)， 并確保評(píng)價(jià)過(guò)程的全面性.

2 建立基于KPI的道路交叉口交通設(shè)施效用評(píng)價(jià)體系

交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)牽涉多層次多方面的內(nèi)容[5]. 從駕駛員需求角度出發(fā)， 對(duì)影響交通設(shè)施效用的因素進(jìn)行系統(tǒng)分析， 確定交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)內(nèi)容及其評(píng)價(jià)指標(biāo)， 從而得到科學(xué)、 合理、 系統(tǒng)、 周全的指標(biāo)體系. 提出以下建立KPI指標(biāo)的要點(diǎn)： 可測(cè)性和可比性； 科學(xué)性和現(xiàn)實(shí)性； 簡(jiǎn)明性和綜合性. KPI評(píng)價(jià)體系建立過(guò)程如圖1所示.

圖1 KPI評(píng)價(jià)體系建立步驟Fig.1 Steps of KPI evaluation system

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇

基于KPI的交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)指標(biāo)基本框架： 功能性指標(biāo)、 安全性指標(biāo)、 舒適性指標(biāo)、 環(huán)保性指標(biāo)[8]. 道路交叉口交通設(shè)施系統(tǒng)本身十分復(fù)雜， 在對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)， 常常會(huì)有眾多的評(píng)價(jià)指標(biāo)， 而部分評(píng)價(jià)指標(biāo)往往由其他指標(biāo)決定， 本文采用魚骨圖分析法分析各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo). 綜合考慮交叉口交通設(shè)施存在的各種問(wèn)題， 確定指路標(biāo)志、 指示標(biāo)志、 人行橫道線、 綠化帶、 照明設(shè)施以及中央分隔護(hù)欄六個(gè)一級(jí)指標(biāo)(Bi)， 再根據(jù)各一級(jí)指標(biāo)不同的內(nèi)容和性質(zhì)， 把各個(gè)指標(biāo)分別向下展開(kāi)， 直到可被定量或可進(jìn)行定性分析的指標(biāo)層(Ci)， 如圖2所示.

圖 2 交叉口交通設(shè)施有效性魚骨圖Fig.2 Fishbone diagram method of intersection traffic facilities effectiveness

2.2 關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)確定

Yaahp軟件是AHP(analytic hierarchy process)法可視化建模與計(jì)算軟件， 操作方便快捷， 為AHP法在指標(biāo)權(quán)重計(jì)算中的普遍運(yùn)用提供良好的技術(shù)手段. 在Yaahp軟件中， 按1～9標(biāo)度， 衡量尺度劃分為9個(gè)等級(jí)， 對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析. 其操作過(guò)程如下： 1)層次結(jié)構(gòu)模型圖繪制； 2)層次結(jié)構(gòu)模型編輯； 3)層次結(jié)構(gòu)模型正確性檢查； 4)層次結(jié)構(gòu)樹檢查； 5)判斷矩陣值的輸入； 6)判斷矩陣一致性動(dòng)態(tài)顯示及檢查； 7)判斷矩陣一致性自動(dòng)調(diào)整； 8)殘缺判斷矩陣自動(dòng)補(bǔ)全； 9)計(jì)算結(jié)果導(dǎo)出本文通過(guò)Yaahp軟件對(duì)其權(quán)重進(jìn)行計(jì)算. 得到指標(biāo)權(quán)重如表1所示.

表1 各指標(biāo)權(quán)重分配值

木桶原理即木桶裝水的多少取決于短板. 在交通設(shè)施體系中， 不同交通設(shè)施的功能不能互相替代， 其綜合效能水平的高低取決于設(shè)計(jì)或管理上的最差環(huán)節(jié).

根據(jù)反木桶原理， 即木桶最長(zhǎng)的一根木板決定了其特色與優(yōu)勢(shì)， 在一個(gè)小范圍內(nèi)成為制高點(diǎn). 因此在影響交通設(shè)施有效性的各指標(biāo)中， 對(duì)交通設(shè)施有效性影響最大的即權(quán)重值最大. 本文選取權(quán)重值最大的16個(gè)指標(biāo)， 歸一化后， 如表2所示.

表2 篩選指標(biāo)和權(quán)重分配值

2.3 關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)計(jì)算

計(jì)算關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)一般通過(guò)定性或定量的方法來(lái)確定這些指標(biāo)的評(píng)價(jià)值[9]. 交通參與者對(duì)道路設(shè)施的感受復(fù)雜， 模糊理論的提出正是為了用全新的方法對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)做出合乎實(shí)際的處理.

表3 交通設(shè)施評(píng)價(jià)集

模糊關(guān)系矩陣Rij是以評(píng)判人員認(rèn)為影響因素Bi屬于Vj等級(jí)的人數(shù)除以參加評(píng)判的總?cè)藬?shù)所得的值. 故Rij是一種隸屬度， 其含義為： 全體評(píng)判者認(rèn)為因素Bi屬于Vj評(píng)價(jià)等級(jí)的程度[11]. 在構(gòu)造了等級(jí)模糊子集后， 要逐個(gè)對(duì)被評(píng)事物從每個(gè)因素進(jìn)行量化， 即確定從單因素來(lái)看被評(píng)事物對(duì)等級(jí)模糊子集的隸屬度Rij， 進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣：

在模糊綜合評(píng)價(jià)中[11]， 確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量：W=(w1，w2， …，wn). 權(quán)向量W中的元素wi本質(zhì)上是因素對(duì)模糊子{對(duì)被評(píng)事物重要的因素}的隸屬度. 使用AHP法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相對(duì)重要性次序, 從而確定權(quán)系數(shù)， 并且在合成之前歸一化. 即：

利用合適的算子將W與各被評(píng)事物的R進(jìn)行合成， 得到各被評(píng)事物的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量S. 即：

其中：bm由W與R的第j列運(yùn)算得到， 它表示被評(píng)事物從整體上看對(duì)Vj等級(jí)模糊子集的隸屬程度.

2.4 結(jié)果分析

1)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量分析. 實(shí)際中最常用的方法是最大隸屬度原則， 但在某些情況下使用較勉強(qiáng)， 損失信息較多， 甚至得出不合理的評(píng)價(jià)結(jié)果， 對(duì)于多個(gè)被評(píng)事物可以依據(jù)其等級(jí)位置進(jìn)行排序.

2)績(jī)效結(jié)果表達(dá). 如果將本區(qū)域交叉口交通設(shè)施所有的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)值放到KPI雷達(dá)圖中， 則會(huì)清晰地看到本區(qū)域各影響元素績(jī)效表現(xiàn)的整體輪廓. 在此基礎(chǔ)上， 還可以計(jì)算出這些比值的平均值， 以反映本區(qū)域交叉口交通設(shè)施的平均績(jī)效水平.

3)相關(guān)分析. 得到關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)KPI雷達(dá)圖后， 可以進(jìn)一步加以分析， 以發(fā)現(xiàn)交叉口交通設(shè)施各影響元素績(jī)效表現(xiàn)的強(qiáng)項(xiàng)和弱項(xiàng). 關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)值越接近100%， 說(shuō)明交叉口交通設(shè)施在這個(gè)方面的績(jī)效表現(xiàn)越好.

4)提出改善措施. 有效性評(píng)價(jià)只是一種手段， 優(yōu)化設(shè)置才是最終的目的. 采取措施進(jìn)行改進(jìn)時(shí)， 需要特別注意， 不能因?yàn)楦倪M(jìn)一個(gè)影響因素而損害另一個(gè)影響因素.

5)進(jìn)入下一循環(huán). 交叉口交通設(shè)施系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)， 隨著駕駛員的心理和視覺(jué)需求的改變， 交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)與優(yōu)化設(shè)置也在持續(xù)變化.

綜上所述， 運(yùn)用KPI建立一套完整的交叉口交通設(shè)施績(jī)效指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是有效可行的.

3 實(shí)例分析

3.1 交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)模型

針對(duì)福州大學(xué)周邊烏龍江大道與建平路、 溪源宮路與學(xué)府北路兩個(gè)交叉口交通設(shè)施開(kāi)展有效性評(píng)價(jià), 以福州大學(xué)在校教職員工為調(diào)查對(duì)象， 屬不同性別、 年齡和駕齡階段， 采用分層抽樣方法. 共發(fā)出問(wèn)卷150份， 回收125份， 回收率83.3%， 有效問(wèn)卷119份， 有效率為95.2%.

問(wèn)卷設(shè)計(jì)采用李克特量表的格式， 利用語(yǔ)義學(xué)標(biāo)度分為5個(gè)測(cè)量等級(jí)： Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ、 Ⅴ， 分別表示很好、 好、 一般、 差、 很差.

綜合上述評(píng)價(jià)模型和問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果， 可得綜合評(píng)價(jià)集：S=W×R={0.065 0.322 0.378 0.212 0.023}， 按照標(biāo)準(zhǔn)向量{100， 80， 60， 40， 20}進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)化： 0.065×100+0.322×80+0.378×60+0.212×40+0.023×20=63.88. 得到福州大學(xué)周邊交叉口交通設(shè)施有效性綜合評(píng)分結(jié)果為63.88分， 此評(píng)價(jià)結(jié)果說(shuō)明福州大學(xué)周邊交叉口交通設(shè)施有效性程度居于Ⅱ級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)， 需進(jìn)一步改善.

3.2 評(píng)價(jià)具體交通設(shè)施元素有效性程度

交通設(shè)施元素的有效性評(píng)價(jià)方法與整體交叉口環(huán)境的人性化評(píng)價(jià)方法不同， 其區(qū)別在于一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)集相應(yīng)權(quán)重值的選取. 因?yàn)閷?duì)于具體交通設(shè)施元素， 其一級(jí)指標(biāo)集只是整體環(huán)境評(píng)價(jià)體系中一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)集的子集， 因此應(yīng)把其在指標(biāo)權(quán)重表中的權(quán)重值進(jìn)行歸一化， 然后將新值作為權(quán)重代入模糊綜合評(píng)價(jià)模型中進(jìn)行計(jì)算， 得到各指標(biāo)評(píng)價(jià)分值如表4所示. 繪制關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)KPI雷達(dá)圖， 如圖3所示.

表 4 各評(píng)價(jià)指標(biāo)歸一后隸屬值及評(píng)價(jià)分值

圖3 KPI評(píng)價(jià)結(jié)果展示雷達(dá)圖Fig.3 Radar map of KPI evaluation results

由上可知， 福州大學(xué)周邊交叉口處交通設(shè)施指標(biāo)中， 11個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)居于Ⅱ級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)， 但是分?jǐn)?shù)靠近Ⅱ、 Ⅲ級(jí)的界限值； 5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)居于Ⅲ級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)， 且分?jǐn)?shù)亦靠近Ⅱ、 Ⅲ級(jí)的界限值. 因此， 該交叉口交通設(shè)施有效性為Ⅱ級(jí)的評(píng)價(jià)結(jié)論可靠.

3.3 交叉口交通設(shè)施評(píng)價(jià)分析與建議

從上述KPI分析結(jié)果可以看出， 該城市道路交叉口在人行橫道線夜間反光性、 指示標(biāo)線夜間視認(rèn)性和指路標(biāo)志傳遞信息量等方面效用評(píng)價(jià)較低. 針對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題提出以下改善建議： 1)增強(qiáng)人行橫道線的夜間反光性， 溪源宮路與學(xué)府北路交叉口人行橫道線剝落程度嚴(yán)重， 建議重新鋪設(shè)； 2)增強(qiáng)標(biāo)志和標(biāo)線的夜間反光性， 確保夜間行車具有良好的視認(rèn)性； 3)增加交叉口指路標(biāo)志， 確保指路標(biāo)志的連續(xù)性.

4 結(jié)語(yǔ)

在交通安全設(shè)施有效性評(píng)價(jià)中引入KPI理論， 建立了基于KPI的城市道路交叉口交通設(shè)施有效性評(píng)價(jià)模型， 抓住了交通效用評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)， 有效地避免了評(píng)價(jià)過(guò)程中的片面性. 并以福州大學(xué)周邊交叉口為例， 進(jìn)一步闡述該評(píng)價(jià)體系的具體應(yīng)用過(guò)程. 同時(shí)分析了交通設(shè)施設(shè)置現(xiàn)狀存在的問(wèn)題， 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果， 提出了針對(duì)性的改善建議.

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(編輯： 蔣培玉)

The effectiveness evaluation of intersection traffic facilities on urban road

YANG Yanqun1， LIANG Yu1， ZHENG Xinyi2， CHEN Shaohui1

(1.College of Civil Engineering， Fuzhou University， Fuzhou， Fujian 350116， China;2. College of Humanities and Social Sciences， Fuzhou University， Fuzhou， Fujian 350116， China)

To solve the problem of urban road traffic facilities setting, we raise the transportation effectiveness evaluation model based on the system of KPI. First, we determine the evaluation index through the fishbone diagram method. And the analytic hierarchy process is used to calculate the weight of the indicators. Then we use anti-bucket theory to screen out twelve evaluations. Finally, we use the theory of fuzzy to evaluate the traffic facilities in comprehensive and get the comprehensive evaluation value of traffic facilities on urban road intersection. In this paper, taking the intersection surrounding Fuzhou University for example, we evaluate the traffic facilities setting and put forward the corresponding optimization suggestions.

transport facilities； effectiveness； key performance indicator； analytic hierarchy process； anti-bucket principle

10.7631/issn.1000-2243.2015.04.0530

1000-2243(2015)04-0530-06

2014-05-05

楊艷群(1969-)， 副教授， 主要從事交通規(guī)劃、 交通安全等研究， yangyanqun @fzu.edu.com

福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目(JA13047)

U491.5

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