謝明逸，凌宏偉

（1.上海浦東地產(chǎn)有限公司，上海市 201204；2.上海浦東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市201206）

0 引言

非機(jī)動(dòng)車出行是多年來我國(guó)常用的一種交通出行方式。近年來，隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)于健身的需求不斷提升，同時(shí)隨著大氣環(huán)境保護(hù)理念的逐步推進(jìn)，城市交通建設(shè)發(fā)展越來越多地關(guān)注和提倡慢行、低碳的交通出行方式。

非機(jī)動(dòng)車道是城市道路空間規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 37—2012）（2016 年版），道路橫斷面一般由機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道、分車帶(中間分車帶、兩側(cè)分車帶)、停車帶等部分組成[1]。道路橫斷面形式和各組成部分的尺寸及比例應(yīng)按照道路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、設(shè)計(jì)年限中機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車的交通量以及人流量、交通特性、交通組織、交通設(shè)施、地上桿線、地下管線、綠化、地形等因素進(jìn)行統(tǒng)一安排，以保障車輛和人行交通的安全通暢。在道路斷面布置型式中，按非機(jī)動(dòng)車道與機(jī)動(dòng)車道的關(guān)系，一般可分為相對(duì)隔離和機(jī)非共板2 種，其典型布置斷面見圖1、圖2。

圖1 道路非機(jī)動(dòng)車道與機(jī)動(dòng)車道典型布置斷面（相對(duì)隔離）

圖2 道路非機(jī)動(dòng)車道與機(jī)動(dòng)車道典型布置斷面（機(jī)非共板）

實(shí)踐表明，城市道路橫斷面的選型需要一個(gè)客觀、科學(xué)的工程評(píng)價(jià)體系支撐[2]?，F(xiàn)階段，面對(duì)不同城市交通情況，交通活動(dòng)的參與者一般只注意到機(jī)動(dòng)車道的擁堵情況、安全威脅等，但是非機(jī)動(dòng)車道的擁堵、騎行安全也是一個(gè)不容忽視的問題[3]。以往城市道路的規(guī)劃設(shè)計(jì)研究和決策工作中，一般主要側(cè)重于機(jī)動(dòng)車的空間布局和安全性設(shè)計(jì)，對(duì)于非機(jī)動(dòng)車道大都僅考慮通行能力的分析和寬度的規(guī)劃設(shè)計(jì)，而缺少對(duì)非機(jī)動(dòng)車道安全性的綜合分析和評(píng)價(jià)。然而，非機(jī)動(dòng)車道的安全性設(shè)計(jì)往往會(huì)很大程度地影響道路工程的總體設(shè)計(jì)方案，比如會(huì)引起道路整體斷面型式的變化、橋梁坡度大小的調(diào)整、交叉口整體平面布局和交通組織的優(yōu)化等等。因此在規(guī)劃設(shè)計(jì)研究和決策階段，在重視非機(jī)動(dòng)車道通行能力分析的同時(shí)，還應(yīng)重視非機(jī)動(dòng)車道的安全性評(píng)價(jià)分析。

對(duì)于非機(jī)動(dòng)車道通行能力的分析，目前有比較成熟和規(guī)范的計(jì)算和評(píng)價(jià)體系。根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，非機(jī)動(dòng)車道寬度根據(jù)自行車設(shè)計(jì)交通量以及按每條自行車道設(shè)計(jì)通行能力計(jì)算的自行車車道條數(shù)來確定。但對(duì)于非機(jī)動(dòng)車道安全性的評(píng)價(jià)分析，還沒有比較全面、客觀的綜合分析方法。目前主要采用專家打分法等，但這類方法受方案研究者和決策分析組織者的主觀因素影響較大，并不十分客觀。

本文結(jié)合筆者近年來參與的部分上海市道路工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，以層次分析法為基礎(chǔ)決策分析方法，對(duì)非機(jī)動(dòng)車道的安全性評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，并結(jié)合實(shí)際工程案例對(duì)非機(jī)動(dòng)車道總體方案比選方法進(jìn)行分析和總結(jié)，以期為今后相關(guān)道路工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)決策提供一些經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1 評(píng)價(jià)研究方法

1.1 方法概述

層次分析法（簡(jiǎn)稱AHP）是20 世紀(jì)70 年代初提出的一種層次權(quán)重決策分析方法。該方法的特點(diǎn)是在對(duì)復(fù)雜決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析后，構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型，利用較少的定量信息，把決策的思維過程數(shù)學(xué)化，從而為求解多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問題提供一種簡(jiǎn)便的綜合決策分析方法。層次分析法簡(jiǎn)單實(shí)用，是一種系統(tǒng)性的分析方法，適用于定量數(shù)據(jù)信息較少時(shí)的決策評(píng)價(jià)。

本次采用層次分析法來評(píng)價(jià)非機(jī)動(dòng)車道安全性設(shè)計(jì)，分析步驟是：建立層次結(jié)構(gòu)模型→構(gòu)造比較判別矩陣→單準(zhǔn)則下的層次排序和一致性檢驗(yàn)→層次總排序和一致性檢驗(yàn)。

1.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

以層次分析法建立層次結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合工程實(shí)踐總結(jié)，本文采用3 層式：目標(biāo)層、因素層和因子層。其中第1 層為目標(biāo)層A 層，為非機(jī)動(dòng)車道安全性；第2 層B 層，為安全性評(píng)價(jià)因素，主要包括路段安全、交叉口安全、橋坡安全3 個(gè)方面；第3 層C 層，為安全評(píng)估因子，影響非機(jī)動(dòng)車道的安全因子非常多，包括非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)说陌踩庾R(shí)和行為、道路設(shè)施條件、交通管理措施等等。在方案規(guī)劃設(shè)計(jì)研究和決策階段，初步考慮取用路段安全、交叉口安全、橋坡安全3 方面的9 個(gè)因素。其中的路段安全性評(píng)價(jià)因素以通行路權(quán)、車道寬度、機(jī)非隔離為評(píng)估因子；交叉口安全性評(píng)價(jià)因素以機(jī)非分道行駛、專用信號(hào)燈和相位、其他配套安全措施為評(píng)估因子；橋坡安全性評(píng)價(jià)因素以縱坡度、鋪裝抗滑力、下坡出入口距離為評(píng)估因子。

非機(jī)動(dòng)車道安全性評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型見圖3。

圖3 非機(jī)動(dòng)車道安全性評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型

1.3 構(gòu)造比較判別矩陣

層次結(jié)構(gòu)模型建立后，從第1 個(gè)準(zhǔn)則層開始向下，確定不同因素相對(duì)于上一層因素的重要性權(quán)數(shù)。通常采用兩兩比較的方法，用一個(gè)比較標(biāo)度aij來表達(dá)下一層次中第i 個(gè)因素和第j 個(gè)因素的相對(duì)重要性，并由aij來組成比較判別矩陣A=（aij）。

根據(jù)評(píng)價(jià)因素，第1 層對(duì)第2 層的兩兩比較判斷矩陣見表1。

表1 A-Bi 評(píng)價(jià)因素層判別矩陣

根據(jù)評(píng)估因子，第2 層對(duì)第3 層的兩兩比較判別矩陣見表2～表4。

表2 B1-Ci 評(píng)估因子判別矩陣

表3 B2-Ci 評(píng)估因子判別矩陣

表4 B3-Ci 評(píng)估因子判別矩陣

1.4 單準(zhǔn)則下的層次排序和一致性檢驗(yàn)

根據(jù)判別矩陣來計(jì)算權(quán)重。計(jì)算權(quán)重的方法有多種，其中和法和根法是比較成熟和常用的方法，本文采用和法進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)于上述各比較判別矩陣，求出最大的特征值和對(duì)應(yīng)的特征向量，將特征向量進(jìn)行歸一化后，得到相應(yīng)的單層次排序重要性權(quán)重向量，以及一致性指標(biāo)CI 和一致性比例CR。其中平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 值見表5，表中n 為矩陣階數(shù)。

表5 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI

一致性指標(biāo)CI 和一致性比例CR 計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 一致性指標(biāo)CI 和一致性比例CR

由表6 可見，4 個(gè)層次的單排序一致性比例CR值均小于0.1，符合一致性要求。

1.5 層次總排序和一致性檢驗(yàn)

通過A-B 矩陣分析已計(jì)算出第2 層（B 層）相對(duì)于總目標(biāo)（A 層）的排序向量是：

W（2）=（0.6333，0.2605，0.1062）T。

而第3 層（C 層）以第2 層第i 個(gè)因素（Bi）為準(zhǔn)則時(shí)的排序向量分別為：

（B1-Ci）（3）=（0.6194，0.2842，0.0964，0，0，0，0，0，0）T。

（B2-Ci）（3）=（0，0，0，0.5390，0.2973，0.1638，0，0，0）T。

（B3-Ci）（3）=（0，0，0，0，0，0，0.6479，0.2299，0.1222）T。

通過計(jì)算得第3 層（C 層）相對(duì)于總目標(biāo)（A 層）的排序向量W 為：

W=（（B1-Ci）（3）（B2-Ci）（3）（B3-Ci）（3）））W（2）=（0.3923，0.1800，0.0611，0.1404，0.0774，0.0427，0.0688，0.0244，0.0130）T。

對(duì)層次總排序進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：

由表6 得，CI（2）=（0.0433，0.0046，0.0018）T；RI（2）=（0.52，0.52，0.52）T。

則CI（3）=W（2）×CI（2）=（0.6333，0.2605，0.1062）T×（0.043，0.0046，0.0018）T= 0.0288。

再求RI（3），RI（3）=W（2）×RI（2）=（0.6333，0.2605，0.1062）T×（0.52，0.52，0.52）T=0.5200。

再求CR（3），CR（3）= CR（2）+ CI（3）/ RI（3）= 0.0372 +0.0288/0.5200 = 0.0927。

從以上計(jì)算結(jié)果可見，總排序一致性比例CR（3）值小于0.1，符合一致性要求。

1.6 權(quán)重確定

由第3 層（C 層）相對(duì)于總目標(biāo)（A 層）的排序向量W 得到各評(píng)估因子的重要性排序，見表7。

表7 評(píng)估因子的重要性排序

2 工程案例分析

本文以某市政道路新建工程為例，運(yùn)用基于層次分析法的非機(jī)動(dòng)車道安全性評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行非機(jī)動(dòng)車道設(shè)計(jì)方案的比選。

（1）方案一。路段單獨(dú)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道，非機(jī)動(dòng)車道寬度3.5 m，路段設(shè)有機(jī)非分隔帶和人非分隔帶；在各交叉口考慮安全措施，設(shè)有機(jī)非分道行駛導(dǎo)向標(biāo)線，但沒有設(shè)非機(jī)動(dòng)車專用信號(hào)燈和相位，沒有其他配套安全措施；為便于騎行，橋梁坡度采用較小坡度2%，采用普通路面鋪裝，橋坡兩側(cè)有2 處小區(qū)出入口，接地處距離小區(qū)出入口20 m。

（2）方案二。路段單獨(dú)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道，非機(jī)動(dòng)車道寬度3.5 m，路段設(shè)有機(jī)非分隔帶；在各交叉口考慮安全措施，設(shè)機(jī)非分道行駛導(dǎo)向標(biāo)線、非機(jī)動(dòng)車專用信號(hào)燈和相位，但沒有其他配套安全措施；橋梁坡度采用2.5%，采用抗滑鋪裝，橋坡兩側(cè)有2 處小區(qū)出入口，接地處距離小區(qū)出入口40 m。

（3）方案三。路段單獨(dú)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道，非機(jī)動(dòng)車道寬度3.5 m，路段機(jī)非混行；交叉口不設(shè)機(jī)非分道行駛導(dǎo)向標(biāo)線、非機(jī)動(dòng)車專用信號(hào)燈和相位，但考慮了其他配套安全措施；橋梁坡度采用3.5%，采用抗滑鋪裝，橋坡兩側(cè)有2 處小區(qū)出入口，接地處距離小區(qū)出入口較遠(yuǎn)，約60 m。

方案比選的步驟是通過層次分析法計(jì)算各評(píng)估因子的權(quán)重，再以各方案評(píng)估因子的優(yōu)劣排序分值為基數(shù)，計(jì)算整體加權(quán)得分進(jìn)行比較，選出最優(yōu)方案，并對(duì)最優(yōu)方案提出優(yōu)化建議。

首先，由表7 可以得到各評(píng)估因子的重要性排序和權(quán)重；再按3 個(gè)方案評(píng)估因子的優(yōu)劣排序考慮分值，各取3 分、2 分和1 分；最后列出評(píng)估因子分值和權(quán)重表（見表8）。

表8 評(píng)估因子分值統(tǒng)計(jì)表

由表8 中的評(píng)估因子分值乘以各自權(quán)重，可以得出方案一總得分為2.69；方案二總得分為2.83；方案三總得分為2.30。通過比較可以看出，方案二總得分高于方案一、方案三，故推薦采用方案二。

在推薦方案基礎(chǔ)上，根據(jù)評(píng)估因子的分值可作進(jìn)一步分析，提出優(yōu)化建議。在本案例中，方案二的交叉口其他配套安全措施為1 分，橋坡縱坡度和下坡出入口距離為2 分，尚有優(yōu)化余地。因此提出：在交叉口設(shè)計(jì)中可以加強(qiáng)配套安全措施的設(shè)計(jì)，如增加護(hù)欄設(shè)施、非機(jī)動(dòng)車二次過街、機(jī)動(dòng)車道右轉(zhuǎn)必停等措施；下坡出入口距離為中等，為進(jìn)一步提高安全性，可以采取增設(shè)出入口警示標(biāo)志、減速帶等措施。

3 結(jié)語

（1）非機(jī)動(dòng)車道的安全性評(píng)價(jià)可以為道路總體方案和道路規(guī)劃設(shè)計(jì)斷面型式確定提供重要的決策依據(jù)?；趯哟畏治龇ǖ姆菣C(jī)動(dòng)車道安全性評(píng)價(jià)方法可以彌補(bǔ)一般的專家打分法受方案研究者和決策分析組織者主觀因素影響較大的缺陷，是一種較為有效、客觀的決策分析方法。

（2）層次分析法在非機(jī)動(dòng)車道安全性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用步驟主要包括：建立層次結(jié)構(gòu)模型（本文采用目標(biāo)層、因素層、因子層共3 層）、構(gòu)造比較判別矩陣、單準(zhǔn)則下的層次排序和一致性檢驗(yàn)、層次總排序和一致性檢驗(yàn)。

（3）在具體項(xiàng)目實(shí)踐中，可以運(yùn)用層次分析法，以各評(píng)估因子的權(quán)重和優(yōu)劣排序分值為基數(shù)，計(jì)算出方案的整體加權(quán)得分，由此進(jìn)行非機(jī)動(dòng)車道設(shè)計(jì)方案的比選。

（4）安全性評(píng)價(jià)因素包括路段安全、交叉口安全、橋坡安全3 個(gè)方面，安全評(píng)估因子則選擇了路段通行路權(quán)、車道寬度，交叉口專用信號(hào)燈和相位，橋坡縱坡度、鋪裝抗滑等9 項(xiàng)評(píng)估因子。但實(shí)際上每個(gè)項(xiàng)目的情況會(huì)有所不同，所面臨的影響因素和因子也有所差別。因此在工作實(shí)踐中運(yùn)用層次分析法時(shí)，應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的規(guī)劃和現(xiàn)狀建設(shè)條件等進(jìn)行充分調(diào)研，再根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況確定合適的影響因素和評(píng)估因子。