老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)體系研究

汪春

（合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院,安徽 合肥 230041）

老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)體系研究

汪春

（合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院,安徽 合肥 230041）

根據(jù)老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從易采集、易量化、可比性、綜合性等方面權(quán)衡，選取道路網(wǎng)絡(luò)密度、公交站點(diǎn)覆蓋率、自行車網(wǎng)絡(luò)密度、步行網(wǎng)絡(luò)密度4個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)方法上采用了擴(kuò)展性較好的線性模型，并通過層次分析法和專家決策法，求解各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)。通過老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，可以快速對(duì)老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)體系是一種老城區(qū)城市規(guī)劃建設(shè)管理工具，目的是建立一套老城區(qū)道路交通評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)老城區(qū)道路交通在多重因素作用下發(fā)展?fàn)顟B(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，通過直觀和量化手段對(duì)老城區(qū)交通健康狀態(tài)橫向比較、縱向比較，便于進(jìn)行問題分析和查找。

健康城市；老城區(qū)；道路交通；評(píng)價(jià)體系

0 引言

隨著城市不斷發(fā)展，城市病在全球城市逐步顯現(xiàn)，老城區(qū)更是首當(dāng)其沖。從20世紀(jì)80年代開始，基于城市病治理的健康城市理念從公共衛(wèi)生領(lǐng)域快速擴(kuò)展到城市規(guī)劃領(lǐng)域，從北美、歐洲開始席卷全球[1]。構(gòu)建健康老城區(qū)，其中首要問題是系統(tǒng)解決老城區(qū)交通問題，構(gòu)建老城區(qū)健康道路交通體系，并提出一套便于操作的老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)體系。

國內(nèi)外對(duì)于健康城市交通規(guī)劃、健康城市道路交通的相關(guān)研究較少，針對(duì)老城區(qū)健康道路交通特征的研究沒有涉及，且尚未提出老城區(qū)道路交通系統(tǒng)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)體系[2]。

老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)是一種老城區(qū)城市規(guī)劃建設(shè)管理工具，目的是建立一套老城區(qū)道路交通評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)老城區(qū)道路交通在多重因素作用下發(fā)展?fàn)顟B(tài)和發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)狀對(duì)老城區(qū)道路交通評(píng)價(jià)，主要從道路網(wǎng)絡(luò)、公交系統(tǒng)、慢行系統(tǒng)等子系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立評(píng)價(jià)，健康道路交通狀態(tài)評(píng)價(jià)需要尋求較為完善的評(píng)價(jià)體系，對(duì)老城區(qū)道路交通進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。如何建立評(píng)價(jià)體系，是老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)的核心問題。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

評(píng)價(jià)老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)需要有一套明確的量化指標(biāo)，老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)的核心是建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，是評(píng)價(jià)結(jié)果可信度的關(guān)鍵因素。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系選擇一方面要全面反映老城區(qū)道路交通狀況，另一方面又要方便獲取、便于計(jì)算。

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)強(qiáng)調(diào)以人為本、綠色低碳，因此更關(guān)注公共交通、慢行交通相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合全面性、易獲取、易量化等方面因素，本論文選道路網(wǎng)密度、公交站點(diǎn)覆蓋率、非機(jī)動(dòng)車道網(wǎng)絡(luò)密度、步行網(wǎng)絡(luò)密度4項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)成本論文評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。下一步隨著研究深入，對(duì)指標(biāo)體系可進(jìn)一步擴(kuò)展[3]。

1.1.1 道路網(wǎng)密度

道路網(wǎng)絡(luò)是老城區(qū)道路交通載體，是老城區(qū)道路交通最重要限制因素。道路網(wǎng)絡(luò)密度決定著老城區(qū)交通容量，也是現(xiàn)狀老城區(qū)交通核心問題所在。道路網(wǎng)密度一方面能反映老城區(qū)道路網(wǎng)建設(shè)水平，另一方面能反映老城區(qū)布局均衡和合理性，十分適合作為老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。

1.1.2 公交站點(diǎn)覆蓋率

公共交通最能體現(xiàn)老城區(qū)以人為本、綠色低碳特征，其發(fā)展水平直接關(guān)系到老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)。評(píng)價(jià)老城區(qū)公共交通發(fā)展水平，公交站點(diǎn)覆蓋率是最為常見的評(píng)價(jià)指標(biāo)。公交站點(diǎn)覆蓋率通常分為300 m和500 m半徑，是指所有公交站點(diǎn)在計(jì)算服務(wù)半徑下覆蓋面積之和與城區(qū)面積的比值，指標(biāo)即體現(xiàn)了公交服務(wù)覆蓋的面積，又反映公交為居民提供服務(wù)的便捷程度，適宜作為老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.1.3 自行車道網(wǎng)絡(luò)密度

自行車曾經(jīng)是老城區(qū)主要交通方式之一，近年來隨著健康環(huán)保、綠色低碳理念，自行車迎來了全面復(fù)興。自行車交通作為一種健康交通方式，對(duì)老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)影響較大。作為老城區(qū)自行車交通方式硬件支撐，自行車道網(wǎng)絡(luò)密度應(yīng)納入老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中。

1.1.4 步行網(wǎng)絡(luò)密度

老城區(qū)商業(yè)設(shè)施集中、建筑密集，步行是老城區(qū)最為普遍和有效的交通方式，是老城區(qū)保持街道活力的重要因素，也是最為健康的交通方式。步行網(wǎng)絡(luò)密度是反映老城區(qū)步行服務(wù)水平重要指標(biāo)之一，因此將其納入老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)量化和標(biāo)準(zhǔn)體系

可比性、可量化、易量化是評(píng)價(jià)指標(biāo)選取重要原則，在老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建過程中也充分考慮這一原則。

《城市交通管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（2012版）》建立了一整套指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本論文所選取4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)均包括在內(nèi)，因此本論文評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照《城市交通管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（2012版）》[4]。另外在《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50220—1995）中對(duì)本論文所選取的4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算方法均有明確說明，可以方便計(jì)算得到。

根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分值量化見表1。

2 老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)方法

老城區(qū)道路健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)獨(dú)立，且評(píng)價(jià)模型要易于擴(kuò)展，因此論文采用線性模型作為老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)方法。

2.1 線性模型

線性模型是正態(tài)線性模型直接推廣，可適用于連續(xù)數(shù)據(jù)和離散數(shù)據(jù)。線性模型反映了自變量x1…，xk與因變量y之間的關(guān)系，通過觀察資料（yi，xi1，…，xik），i=1，2，…，n來探討這種關(guān)系是否存在，自變量x1…，xk的變化在多大的程度上對(duì)y的值有影響，有哪些自變量xi是重要的，哪些是不重要的。

用（A）*的寫法來描述線性模型，y是因變量的觀察向量，Xn×k是自變量的觀察向量組成的矩陣，線性模型就是

線性模型就是將（A）*中的條件放寬。若用μ表示y的期望值，由（A）*要求μ是x1，…，xk的線性函數(shù)，在線性模型中，引入連接函數(shù)g（μ），令

線性模型還把y是正態(tài)分布這一條件放寬為具有散度參數(shù)中的單參數(shù)指數(shù)族分布。由于上述兩個(gè)條件已放寬，（A）*中獨(dú)立同方差的條件自然也就放寬了，獨(dú)立性仍然保持，而方差可以改變。

線性模型用于老城區(qū)道路網(wǎng)健康狀態(tài)建模的基本形式見下式：

式中:I為綜合評(píng)判值,其值的高低表示老城區(qū)道路網(wǎng)的健康水平；Ai為i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值；Yi為i指標(biāo)的得分，i=1,2,3,4。

其中，Y1表示道路網(wǎng)密度得分，Y2表示公交站點(diǎn)覆蓋率得分，Y3表示非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)密度，Y4表示步行網(wǎng)絡(luò)密度。

2.2 權(quán)重計(jì)算

在線性模型中，由于缺乏回歸分析所需歷史數(shù)據(jù)，本論文采用層次分析法和專家決策法來確定權(quán)重系數(shù)[2]。

2.2.1 層次分析法

2.2.1.1 層次分析法原理

層次分析法（the analytic hierarchy process，AHP）是一種解決多目標(biāo)復(fù)雜問題的決策分析方法，將定量分析與定性分析結(jié)合起來，用決策者的經(jīng)驗(yàn)判斷各衡量目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)之間相對(duì)重要程度。

層次分析法大體可分為四個(gè)步驟。步驟一是建立層次結(jié)構(gòu)模型，結(jié)構(gòu)模型包括目標(biāo)層、指標(biāo)層和方案層；步驟二是構(gòu)造兩兩比較的成對(duì)比較矩陣，成對(duì)比較矩陣是量化依據(jù)，是后序計(jì)算基礎(chǔ)，由于受人的主觀因素影響很大，應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)豐富、判斷力強(qiáng)的專家給出；步驟三是由成對(duì)比較矩陣計(jì)算被比較元素相對(duì)權(quán)重；步驟四是計(jì)算各層元素組合權(quán)重。

2.2.1.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)目標(biāo)層為老城區(qū)道路交通健康評(píng)分，指標(biāo)層包括道路網(wǎng)密度、公交站點(diǎn)300 m半徑覆蓋率、自行車網(wǎng)絡(luò)密度、步行網(wǎng)絡(luò)密度4個(gè)指標(biāo)，方案層為具體供評(píng)價(jià)的老城區(qū)。

2.2.1.3 構(gòu)造判斷矩陣

老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)重點(diǎn)是確定道路網(wǎng)密度、公交站點(diǎn)覆蓋率、自行車網(wǎng)絡(luò)密度、步行網(wǎng)絡(luò)密度相對(duì)于老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)的權(quán)重。在確定指標(biāo)層各指標(biāo)之間權(quán)重時(shí)，定性給出結(jié)果不具備科學(xué)性，本論文采用著名運(yùn)籌學(xué)家T.L. Santy提出的一致矩陣法，通過4個(gè)指標(biāo)之間兩兩相互比較，構(gòu)建判斷矩陣，用來表示4個(gè)指標(biāo)針對(duì)老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)相對(duì)重要性比較。判斷矩陣元素αij建議采用1～9比例標(biāo)度法給出（見表2）。指標(biāo)層指標(biāo)個(gè)數(shù)可以根據(jù)所掌握數(shù)據(jù)情況進(jìn)行擴(kuò)展。

表2 矩陣元素αij標(biāo)度方法表

根據(jù)老城區(qū)道路交通特點(diǎn),對(duì)道路網(wǎng)密度A1、公交站點(diǎn)覆蓋率A2、非機(jī)動(dòng)車道網(wǎng)絡(luò)密度A3、步行網(wǎng)絡(luò)密度A44項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較后，構(gòu)建判斷矩陣：

構(gòu)建完成后，需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性考察。判斷矩陣可以不一致，但需要在一個(gè)范圍之內(nèi)。對(duì)于不一致的判斷矩陣，需要求解最大特征值和特征向量。Satty等人建議用對(duì)應(yīng)于最大特征根λmax的特征向量，經(jīng)歸一化后，作為權(quán)向量W，即如式（4）所示：

2.2.1.4 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)

W是指標(biāo)層中4個(gè)指標(biāo)對(duì)于老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)相對(duì)重要性的排序權(quán)值，是層次單排序。層次單排序是否成立，需要對(duì)判斷矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。當(dāng)判斷矩陣A具有一致性或偏離一致性程度在可接受范圍內(nèi)時(shí)，W能反映各指標(biāo)之間相對(duì)重要性程度，可以在健康狀態(tài)評(píng)價(jià)中加以應(yīng)用。

當(dāng)λmax比n大得越多時(shí)，A的不一致性越嚴(yán)重，因此用λmax-n的大小來衡量A的不一致程度，從而確定一致性指標(biāo)CI，見式（5）。當(dāng)CI＝0時(shí)，A有完全一致性，當(dāng)CI越大，不一致越嚴(yán)重：

為衡量CI大小，引入隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，RI取值可以通過表3查詢得到。

表3 RI的取值

在CI和RI確定后，計(jì)算一致性比率，見式（6），當(dāng)一致性比率CR＜0.1時(shí)，可認(rèn)為判斷矩陣A的不一致程度在容許范圍之內(nèi)，有滿意的一致性，通過一致性檢驗(yàn)，其歸一化特征向量W可以作為權(quán)重向量，否則需要重新構(gòu)造判斷矩陣A，直到通過一致性檢驗(yàn)：

計(jì)算得到本次構(gòu)造矩陣A的一致性比率CR=0＜0.1，為完全一致矩陣，滿足一致性要求，因此老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)4項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重向量為

2.2.2 專家決策法

2.2.2.1 專家決策法介紹

專家決策法是一種向?qū)＜疫M(jìn)行調(diào)查研究，依靠專家經(jīng)驗(yàn)和智慧進(jìn)行集體判斷的方法，特別適用于在許多條件不確定時(shí)決策。專家決策法采用匿名方式通過多次函詢征求專家們意見，組織決策小組對(duì)每一輪意見進(jìn)行匯總整理，作為參照資料再發(fā)給每一個(gè)專家，供他們分析判斷，提出新意見，多輪后專家意見漸趨一致，得到最終結(jié)論。

采用專家決策法時(shí)，決策專家一般應(yīng)有名望或從事所調(diào)查專業(yè)多年，專家人數(shù)一般以20～50人為宜；宜反復(fù)進(jìn)行三四輪調(diào)查，在專家意見趨于一致時(shí)，確定趨于一致的決策結(jié)果。在調(diào)查過程中要注意匿名性、反饋性和收斂性，匿名性可保證專家之間相互消極影響，反饋性可以讓每個(gè)人知道意見傾向，收斂性可以確保最終決策意見代表全體專家意見，是集體智慧結(jié)晶。

2.2.2.2 專家決策法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

專家決策法計(jì)算方法很多，有加法評(píng)價(jià)、連積評(píng)價(jià)、和數(shù)相乘評(píng)價(jià)、加權(quán)評(píng)價(jià)、功效系數(shù)等多種方法。本論文4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間關(guān)系簡單，且不涉及多方案評(píng)價(jià)，宜采用加法評(píng)價(jià)法，將每輪所調(diào)查專家對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的平均值作為本輪權(quán)重推薦值。

本論文通過向20位交通領(lǐng)域和城市規(guī)劃領(lǐng)域?qū)＜遥M(jìn)行3輪老城區(qū)道路網(wǎng)健康狀態(tài)影響因素權(quán)重問卷調(diào)查，第三輪調(diào)查表格整理見表4。

表4 專家決策法第三輪調(diào)查結(jié)果匯總表

將第三輪4項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重平均值作為專家決策法推薦權(quán)重，即4項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重向量為

2.2.3 模型權(quán)重系數(shù)確定

將層次分析法和專家決策法得到的老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)4個(gè)影響指標(biāo)權(quán)重系數(shù)進(jìn)行平均后，得到4項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重向量為W=（0.38，0.28，0.18，0.16）T。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 現(xiàn)狀老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)

老城區(qū)現(xiàn)狀道路網(wǎng)密度為4.17 km/km2，公交站點(diǎn)300 m覆蓋率為86.2%，非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)密度為8.44 km/km2，步行路網(wǎng)密度為9.31 km/km2。

由表5可得，老城區(qū)現(xiàn)狀路網(wǎng)密度得分Y1= 47.55，老城區(qū)現(xiàn)狀公交站點(diǎn)300 m覆蓋率得分Y2=96.55，老城區(qū)現(xiàn)狀非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)密度得分Y3=36.17，老城區(qū)現(xiàn)狀非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)密度得分為Y4=46.55。

由所建立的模型I=AiYi得，合肥市老城區(qū)現(xiàn)狀道路交通健康狀態(tài)最終得分為

I=47.55×0.38+96.55×0.28+36.17×0.18+ 46.55×0.16=59

3.2 改善后老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)

對(duì)老城區(qū)進(jìn)行規(guī)劃調(diào)整后，老城區(qū)規(guī)劃道路網(wǎng)密度為12.98 km/km2，公交站點(diǎn)300 m覆蓋率為99%，非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)密度為17.63 km/km2，步行路網(wǎng)密度為18.17 km/km2。

將論文研究成果在合肥市老城區(qū)交通改善研究中加以應(yīng)用，分別針對(duì)合肥市現(xiàn)狀和改善后道路交通健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表5 老城區(qū)道路網(wǎng)健康狀態(tài)影響指標(biāo)量化得分指標(biāo)

表6 老城區(qū)道路網(wǎng)健康狀態(tài)影響指標(biāo)量化得分指標(biāo)

由表6可得，老城區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)密度得分Y1=97.27，老城區(qū)規(guī)劃公交站點(diǎn)300 m覆蓋率得分Y2=99.75，老城區(qū)規(guī)劃非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)密度得分Y3=78.15，老城區(qū)規(guī)劃非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)密度得分Y4=90.85。

由所建立的模型I=AiYi得，老城區(qū)規(guī)劃道路交通健康狀態(tài)最終得分為

I=97.27×0.38+99.75×0.28+78.15×0.18+ 90.85×0.16=93

對(duì)比分析可知，通過老城區(qū)健康交通規(guī)劃和設(shè)計(jì)后，老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)有較大幅度提升，健康狀態(tài)得分由現(xiàn)狀59分提升為93分，規(guī)劃設(shè)計(jì)措施效果明顯。

4 結(jié)語

基于易使用、易擴(kuò)展原則，本文構(gòu)建了老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括道路網(wǎng)絡(luò)密度、公交站點(diǎn)覆蓋率、自行車道網(wǎng)絡(luò)密度和步行網(wǎng)絡(luò)密度四大指標(biāo)，提出了老城區(qū)道路交通健康狀態(tài)評(píng)價(jià)線性模型，并通過層次分析法和專家決策法，對(duì)線性模型系數(shù)進(jìn)行求解。通過評(píng)價(jià)體系，輸入相關(guān)參數(shù)，可以直觀、便捷地得到老城區(qū)道路交通健康得分。

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U491.1

A

1009-7716（2016）12-0143-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.043

2016-08-26

汪春（1983-），男，安徽樅陽人，工程師，從事城市交通規(guī)劃、智能交通規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。