在進(jìn)行新的土地開發(fā)時(shí)，開發(fā)項(xiàng)目產(chǎn)生的交通量勢(shì)必對(duì)項(xiàng)目周圍路網(wǎng)造成一定的影響。對(duì)于影響程度的大小是一個(gè)模糊概念，它不僅和開發(fā)項(xiàng)目本身有關(guān)（土地利用角度），又與項(xiàng)目周圍的交通狀況有很大的關(guān)系（交通系統(tǒng)角度）[1]。當(dāng)項(xiàng)目周圍的交通現(xiàn)狀相對(duì)擁擠時(shí)，開發(fā)項(xiàng)目即使生成的交通量很少，也會(huì)對(duì)周圍路網(wǎng)造成較大影響，因此從交通系統(tǒng)和土地利用相結(jié)合的角度來研究影響程度這一問題顯然是非常必要的。本模型就是基于此種考慮，建立一個(gè)對(duì)交通影響程度進(jìn)行評(píng)價(jià)的模糊控制系統(tǒng)模型。

1.問題分析

建立一個(gè)模糊控制系統(tǒng)模型首先要確定控制系統(tǒng)的輸入、輸出變量。對(duì)于交通影響程度評(píng)價(jià)系統(tǒng)來說，我們不難發(fā)現(xiàn)，交通與用地就是我們所需要的輸入變量，而對(duì)于輸出變量則可直接采用交通影響程度這一概念，而并非經(jīng)常所述的交通滿意程度的概念。因?yàn)橛媒煌ㄓ绊懗潭雀苤苯臃从吵鲩_發(fā)項(xiàng)目對(duì)周圍路網(wǎng)的交通影響，同時(shí)也有利于建立該模糊控制系統(tǒng)模型。在輸入變量的界定中，交通系統(tǒng)可以用周圍路網(wǎng)的平均負(fù)荷度來衡量，而對(duì)于用地系統(tǒng)來說，采用開發(fā)項(xiàng)目高峰小時(shí)生成交通量來衡量，這一指標(biāo)在一定程度上反映了土地利用的性質(zhì)、規(guī)模及區(qū)位等系列特征，因此是一個(gè)比較理想的度量指標(biāo)。

2.模型變量說明

（1）VPH（Vehicle Per Hour）：高峰小時(shí)項(xiàng)目生成交通量；（2）VDC (Vehicle Divide Capacity):項(xiàng)目周邊路網(wǎng)平均負(fù)荷度；（3）TID (Traffic Impact Degree)：開發(fā)項(xiàng)目對(duì)周邊路網(wǎng)的交通影響程度；（4）Myrule：模糊數(shù)學(xué)中由模糊條件語(yǔ)句組成的規(guī)則庫(kù)（IF…THEN語(yǔ)句）；（5）Time：模糊控制系統(tǒng)的時(shí)間；（6）Timestep：模糊系統(tǒng)控制的時(shí)間步長(zhǎng)；（7）T：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自增變量。

3.基于模糊控制系統(tǒng)的交通影響程度評(píng)價(jià)模型

（1）模型框架

基于上述分析和及模型變量說明，利用模糊控制語(yǔ)言FCL(Fuzzy Control Language)，我們不難建立如圖1所示的模糊控制系統(tǒng)模型。

（2）隸屬度函數(shù)

分別對(duì)兩個(gè)輸入變量建立隸屬度函數(shù)，對(duì)系統(tǒng)的輸出變量同樣也建立隸屬度函數(shù)，如圖2所示。

（3）模糊邏輯規(guī)則庫(kù)

模糊控制系統(tǒng)模型中對(duì)于模糊邏輯規(guī)則庫(kù)的建立是至關(guān)重要的，建立規(guī)則庫(kù)不可能憑空想象，一定要建立在已有實(shí)踐項(xiàng)目及專家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上才能得到比較理想的結(jié)果，從而更能體現(xiàn)出本模型的實(shí)用價(jià)值。因此在建立本系統(tǒng)模型之前筆者參考了大量的相關(guān)資料，如北京工業(yè)大學(xué)的自然基金項(xiàng)目《交通影響分析體系研究》[2]、《交通影響分析指南》等，得到了25條比較切合實(shí)際的模糊邏輯規(guī)則語(yǔ)言。如其中一條模糊語(yǔ)言：IF VPH is Low and VDC is Low， THEN TID is Low.

（4）模糊控制點(diǎn)界定

根據(jù)道路通行能力手冊(cè)（Highway Capacity Manual，簡(jiǎn)稱HCM），一般認(rèn)定VDC<0.4時(shí)，車輛處于不受阻礙的自由流狀態(tài)[3]；而VDC>0.9時(shí)，道路服務(wù)水平由D變成了E，這也是模糊控制系統(tǒng)需要做出敏銳反應(yīng)的突變點(diǎn)。對(duì)于高峰小時(shí)交通量，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的大城市由于其機(jī)動(dòng)化水平較高，因此規(guī)定進(jìn)行交通影響分析的上限也比較高，VPH取100PCU/h，即單向高峰小時(shí)項(xiàng)目生成交通量超過100pcu，就認(rèn)為由它造成的交通影響是不能接受的，該項(xiàng)目必須進(jìn)行交通影響分析。而國(guó)內(nèi)一些大城市如南京市規(guī)定為60PCU/h，即建設(shè)項(xiàng)目單向高峰小時(shí)項(xiàng)目生成交通量超過60PCU/h，該開發(fā)項(xiàng)目也必須進(jìn)行交通影響分析。顯然對(duì)于本模糊控制系統(tǒng)模型而言，VPH=60PCU/h也是模糊控制系統(tǒng)的一個(gè)突變點(diǎn)。

（5）模糊控制系統(tǒng)推理結(jié)果

筆者對(duì)模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行正負(fù)兩個(gè)方向的模擬。首先是VDC和VPH都逐漸增大，即正方向模擬；另一種情況是VPH增大，VDC逐漸減小，即負(fù)方向模擬。兩種情況的模擬結(jié)果如圖3、圖4所示。

4.模型結(jié)果分析

（1）正方向模擬結(jié)果分析（見表1）

顯然，交通影響程度TID與項(xiàng)目周邊路網(wǎng)平均負(fù)荷度VDC和高峰小時(shí)項(xiàng)目生成交通量VPH是成正比關(guān)系的，因此模擬結(jié)果是一條階梯遞增函數(shù)曲線。對(duì)于1號(hào)突變點(diǎn)是由VDC=0.4這一模糊控制點(diǎn)所導(dǎo)致的結(jié)果。因?yàn)閂DC<0.4時(shí)，車輛是以自由流行進(jìn)的，而一旦超過這個(gè)值，車輛運(yùn)行條件將發(fā)生明顯的變化，因此交通影響程度TID也產(chǎn)生了突變，從0.15突增至0.58；而對(duì)于2號(hào)突變點(diǎn)則是由VPH=60PCU/h這一模糊控制點(diǎn)造成的，原因如前所述。TID由0.58增加到0.82；對(duì)于最后的3號(hào)突變點(diǎn)是由VDC=0.9導(dǎo)致的，也就是道路服務(wù)水平由D級(jí)降低到E級(jí)這一臨界狀態(tài)，因?yàn)橐话阋蟪鞘惺薪紖^(qū)道路服務(wù)水平不得低于D級(jí)，因此模糊控制系統(tǒng)對(duì)這一臨界狀態(tài)也產(chǎn)生了敏感的突變。TID由0.82增加到0.95。

（2）負(fù)方向模擬結(jié)果分析（見表2）

由于高峰小時(shí)項(xiàng)目生成交通量VPH是單調(diào)遞增，而項(xiàng)目周邊路網(wǎng)平均負(fù)荷度VDC是單調(diào)遞減的，因此生成的曲線顯然不是簡(jiǎn)單的遞增或者遞減。各個(gè)突變點(diǎn)說明如下：系統(tǒng)模擬開始時(shí)，VPH值很小，因此交通影響程度TID就取決于VDC，即交通影響程度TID隨VDC的下降而呈階梯下降。1號(hào)突變點(diǎn)是由于VDC=0.9這一模糊控制點(diǎn)導(dǎo)致的，因?yàn)閂DC=0.9是道路服務(wù)水平D級(jí)與E級(jí)的分隔值，交通影響程度TID由0.82降低至0.58；2號(hào)突變點(diǎn)的形成原因是VDC=0.75， 也就是道路服務(wù)水平C級(jí)與D級(jí)的分隔值，交通影響程度TID由0.58降低至0.31。由于VDC的逐漸下降，其對(duì)交通影響程度TID的作用越來越小，同時(shí)由于VPH的逐漸增長(zhǎng)，使其成為了影響交通影響程度TID的主流因素，因此交通影響程度又開始呈現(xiàn)階梯遞增現(xiàn)象，其中3號(hào)突變點(diǎn)就是由于VPH=60PCU/h導(dǎo)致的結(jié)果，交通影響程度TID由0.31增加至0.58；而4號(hào)突變點(diǎn)是由VPH=100PCU/h這一模糊控制點(diǎn)導(dǎo)致的，交通影響程度TID由0.58降低至0.82。VDC的繼續(xù)下降必然使得原來的交通系統(tǒng)進(jìn)入自由流狀態(tài)，而當(dāng)VDC=0.4時(shí)，如正方向模擬結(jié)果分析，使得VDC占據(jù)了主導(dǎo)影響因素的地位，同時(shí)VPH已經(jīng)超過了臨界值，它的繼續(xù)增大也只是簡(jiǎn)單的量的積累，而不會(huì)成為影響TID的主要因素，因此形成了5號(hào)突變點(diǎn)，交通影響程度TID由0.82降低至0.58。同時(shí)在VDC=0.4的影響下，系統(tǒng)又進(jìn)入了階梯遞減的狀態(tài)。值得說明的是，雖然5號(hào)突變點(diǎn)是由于VDC=0.4而形成的，但由于VPH已經(jīng)超過臨界值，因此5號(hào)突變點(diǎn)位置的交通影響程度TID還是很大的，與VDC=0.9時(shí)基本相當(dāng)。

5.結(jié)論

本文借助模糊控制系統(tǒng)平臺(tái)POPFUZZY模擬軟件，結(jié)合交通影響評(píng)價(jià)理論，建立了基于模糊控制系統(tǒng)的交通影響程度評(píng)價(jià)模型，有一定的原創(chuàng)性。從模型結(jié)果分析中不難看出，各個(gè)突變點(diǎn)都很好地反映了項(xiàng)目周邊路網(wǎng)平均交通負(fù)荷度與項(xiàng)目高峰小時(shí)生成交通量對(duì)交通影響程度的靈敏度，這些模糊控制點(diǎn)也是符合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外專家在這一領(lǐng)域的研究成果。更值得一提的是，在階梯之間的曲線很好的反映了負(fù)荷度和高峰小時(shí)交通量在非臨界點(diǎn)狀態(tài)下輸入輸出變量之間的曲線關(guān)系，這就為具體項(xiàng)目的交通影響評(píng)價(jià)工作提供了技術(shù)參考與評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。

由于模糊控制系統(tǒng)的核心是模糊邏輯規(guī)則庫(kù)，而規(guī)則庫(kù)的建立又受制于已有的研究成果，如何進(jìn)一步完善模糊邏輯規(guī)則庫(kù)將是未來該課題深化研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘有成，莫海波.新開發(fā)區(qū)域建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)及其應(yīng)用研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào).2007，26(2):140-144.

[2]王麗.大城市交通影響分析體系研究[D].北京:北京工業(yè)大學(xué)，2001.

[3]李作敏.交通工程學(xué)（第二版）[M].北京:人民交通出版社，2003.

(責(zé)任編輯：趙靜)