層次分析法52652

1、摘要在分析城市軌道交通線路選線的影響因素基礎(chǔ)上提出基于層次分析法的定線方法。介紹了方法應(yīng)用的思路與步驟并提出了具有實(shí)用性和可靠性的改進(jìn)方法。關(guān)鍵詞城市軌道交通線路選線方案決策層次分析法城市軌道交通線路的走向與空間位置選擇的合理與否將直接影響到其后的運(yùn)營效果和城市軌道交通網(wǎng)的合理布局。因此城市軌道交通線路的選線(或定線)問題將影響城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展。1影響城市軌道交通線路走向的主要因素城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在具體確定某一軌道交通線路

2、的走向及主要控制點(diǎn)時(shí)應(yīng)符合軌道交通網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃原則分析研究所選線路的規(guī)劃服務(wù)功能即以滿足乘客主要出行方向和路徑為原則確定相應(yīng)的主要控制點(diǎn)。城市交通服務(wù)功能無論從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益來講都要求軌道交通最大限度地吸引客流。因此線路應(yīng)選在客流大而穩(wěn)定的街區(qū)內(nèi)盡可能多地聯(lián)結(jié)城市主要的工業(yè)區(qū)、居住區(qū)、行政文化中心、大型商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、對(duì)外交通樞紐及市內(nèi)公交集中換乘點(diǎn)以發(fā)揮其最大的運(yùn)營效能。有時(shí)最短路徑不一定就是最優(yōu)方案。城市道路網(wǎng)分布———軌道交通線路走向

3、一般與城市道路主干道重合一方面有利于吸引客流另外方便旅客換乘。車站分布與站位選定———從城市軌道交通線路功能要求考慮車站合理間距市區(qū)內(nèi)一般在1km左右郊區(qū)可適當(dāng)大一些。在市區(qū)范圍內(nèi)站位有設(shè)在道路下方和設(shè)于街坊內(nèi)兩種選擇。不同的方案對(duì)施工時(shí)地面交通的干擾、地下管線的搬遷、居民正常生活、沿線商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的經(jīng)營、未來車站上部空間開發(fā)等有不同的影響。城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力———城市軌道交通建設(shè)費(fèi)用較高目前地鐵每公里造價(jià)數(shù)億元輕軌每公里造價(jià)為地鐵的13。在選線

4、時(shí)為降低造價(jià)應(yīng)盡量避免大量的拆遷工程。有時(shí)需要與城市改造規(guī)劃相協(xié)調(diào)使單一的軌道交通車站的市政設(shè)施建設(shè)融入到為地下地上立體發(fā)展、現(xiàn)代交通與現(xiàn)代商業(yè)密切結(jié)合的綜合性項(xiàng)目中。城市交通換乘節(jié)點(diǎn)與樞紐的分布———不僅要考慮先后建設(shè)的軌道交通線路之間的換乘還要滿足軌道交通與地面公交之間換乘方便的需要。在多線交叉處需要布置換乘樞紐減少旅客的換乘時(shí)間加速旅客輸送最大限度地縮短換乘距離。城市環(huán)境保護(hù)———城市軌道交通線不僅占用了城市的土地資源而且軌道交通

5、的運(yùn)營還會(huì)對(duì)城市景觀、地面交通、環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。地面線、地下線(地鐵)和高架線的選擇除了需要從投資方面考慮外盡量減少可能產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲、電磁干擾和對(duì)城市自然景觀的負(fù)面影響也是必須考慮的重要因素。車輛段、停車場位置———線路走向還要考慮車輛段、停車場位置的選擇以盡量減少出入段(場)線長度使車輛段、停車場與正線有便捷的聯(lián)系。2城市軌道交通線路合理方案確定方法2.1線路方案合理確定思路城市軌道交通線路的定線是一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題。

6、它涉及的因素眾多有些能用定量的辦法進(jìn)行計(jì)算(如工程數(shù)量、占地、客流吸引量等)比較但有些諸如線路施工對(duì)沿線居民生活影響、高架軌道交通線噪聲對(duì)周邊居民身心健康的影響等就難有定量的計(jì)算或衡量方法有些潛在的未來影響因素(如城市的發(fā)展)也難以定量描述。對(duì)于多目標(biāo)問題目前理論上比較成熟的決策方法有許多種如分層序列法、化多為少法、理想點(diǎn)法、效用理論、層次分析法等?？紤]到城市軌道交通線路位置確定過程中涉及眾多的難以定量表達(dá)的因素因此選擇信息需求少、適合

7、于復(fù)雜系統(tǒng)決策問題的層次分析法(AHP)較為合適[2]。2.2AHP方法的應(yīng)用AHP法要求先根據(jù)問題的性質(zhì)確定一個(gè)總體目標(biāo)然后建立一個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(即指標(biāo)層)根據(jù)城市客流集散與流動(dòng)特點(diǎn)和地形地貌及周圍城市建筑與規(guī)劃等環(huán)境條件構(gòu)建可行方案集(即方案層)從而形成了一個(gè)多層次的系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)模型(如圖1)。引入合適的標(biāo)度體系通過對(duì)各個(gè)目標(biāo)(指標(biāo))在各個(gè)方案中相對(duì)重要度的分析(兩兩比較法)構(gòu)造出比較判斷矩陣經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算得到各個(gè)指標(biāo)評(píng)

8、價(jià)權(quán)重值和各個(gè)方案相對(duì)總目標(biāo)的相對(duì)排序權(quán)值即可確定出各方案相對(duì)于總目標(biāo)的優(yōu)劣排序供決策者參考[3]。2.4.2比較判斷矩陣構(gòu)造圖2比較判斷矩陣示意圖3城市軌道交通線路定線方法的評(píng)價(jià)層次分析法突出的優(yōu)點(diǎn)是所需要的數(shù)據(jù)、信息較少運(yùn)用計(jì)算機(jī)可大大節(jié)省決策所花費(fèi)的時(shí)間。但該方法存在的弱點(diǎn)是要求參與決策的所有專家具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和廣泛的社會(huì)經(jīng)濟(jì)知識(shí)并且熟悉工程背景。為提高該方法的實(shí)用性和可靠性減少專家判斷誤差可采取以下措施:(1)適當(dāng)擴(kuò)大專家咨

9、詢范圍。擴(kuò)大咨詢意見的采集樣本能增加涵蓋正確結(jié)果的概率。(2)采用科學(xué)的方法處理專家反饋的意見。一般來說專家意見的概率分布符合或接近正態(tài)分布。應(yīng)當(dāng)采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)專家反饋的意見進(jìn)行處理。如對(duì)于不同專家意見反饋形成的數(shù)據(jù)序列用中位值表示期望值用上下四分點(diǎn)表示判斷值變動(dòng)上、下限用全距來反映判斷值最大變動(dòng)幅度。(3)請專家對(duì)自己的判斷進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。一般而言自我評(píng)價(jià)越高專家的自信度越高判斷的正確性也越高。結(jié)合專家自我評(píng)價(jià)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理進(jìn)一步