李鵬飛,賈志絢

(太原科技大學(xué) 交通與物流學(xué)院,太原 030024)

指路標(biāo)志是交通系統(tǒng)的重要組成部分,指路標(biāo)志設(shè)計雖有規(guī)范的指引,但由于各地路網(wǎng)存在差異,標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的內(nèi)容并不能適用于所有應(yīng)用需求[1]。各地的指路標(biāo)志也因城市文化、城市定位不同,指路標(biāo)志版面設(shè)計也不一致,易使道路使用者產(chǎn)生歧義,無法起到正確引導(dǎo)道路使用者迅速、安全地抵達(dá)目的地的作用。張俊斌[2]設(shè)計了指路標(biāo)志版面信息認(rèn)知室內(nèi)模擬試驗(yàn),調(diào)查駕駛員對指路標(biāo)志版面信息的信息需求與理解程度,并給出滿足駕駛員視認(rèn)需求的指路標(biāo)志版面設(shè)計新方案;張偉[3]采用理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,得到交通指路標(biāo)志版面信息的位置及字符排列方向?qū)π畔⒌睦斫馑酱嬖陲@著性影響;王宏然[4]建立了道路交通標(biāo)志設(shè)置效果綜合評價模型;劉毅超等[5]基于層次分析法,對成都雙流機(jī)場T2航站樓外部區(qū)域交通標(biāo)志的有效性進(jìn)行分析;周月明利用AHP法對區(qū)域路網(wǎng)指路標(biāo)志系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行評價研究[6]。

上述研究僅針對單個指路標(biāo)志展開,并未對連續(xù)指路標(biāo)志的理解性及系統(tǒng)性進(jìn)行研究,有必要開展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究,進(jìn)而得到一種道路使用者可以在最短時間正確識別道路位置的指路標(biāo)志版面設(shè)計呈現(xiàn)方式(簡稱式樣)。本文選取太原市某一區(qū)域道路網(wǎng),對該區(qū)域的指路標(biāo)志版面設(shè)計呈現(xiàn)方式的系統(tǒng)性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,用改進(jìn)層次分析法(IAHP)進(jìn)行評價,以期改進(jìn)指路標(biāo)志的版面設(shè)計式樣,研究式樣M的系統(tǒng)性效果。

1 研究區(qū)域的城市道路網(wǎng)情況

以太原市萬柏林區(qū)為研究對象,研究區(qū)域如圖1所示,北至玉門河沿岸,南至虎峪河沿岸,西至西中環(huán)路,東至濱河西路。區(qū)域內(nèi)共有134個指路標(biāo)志,采用了5種式樣,其中兩種式樣為出口標(biāo)志,式樣簡單不易產(chǎn)生歧義。本文主要研究如圖2所示的不同的交叉口指路標(biāo)志,記作式樣1、式樣2、式樣3、研究區(qū)域中此三種式樣共76個。把這76個指路標(biāo)志用式樣類型進(jìn)行標(biāo)注,以兩個順次指路標(biāo)志為一組,順次延續(xù)下去就可以研究整條道路的指路標(biāo)志,可在一定程度上反映區(qū)域中指路標(biāo)志的系統(tǒng)性。故對兩個順次的指路標(biāo)志式樣進(jìn)行歸類,得到的組合式樣有式樣1+1(2組)、式樣1+2(1組)、式樣2+1(2組)、式樣2+2(11組)、式樣2+3(3組)、式樣3+2(2組)、式樣3+3(7組)、式樣1+3(4組)、式樣3+1(2組)九種組合方案。

圖1 研究路網(wǎng)區(qū)域

圖2 現(xiàn)狀交叉口指路標(biāo)志式樣

1.1 改進(jìn)指路標(biāo)志

解晅[7]通過設(shè)計選擇題的方式對指路標(biāo)志版面內(nèi)容的理解性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了圖3式樣單個指路標(biāo)志的路網(wǎng)符合率比現(xiàn)狀指路標(biāo)志路網(wǎng)符合率高。在此研究的基礎(chǔ)上,將式樣1、式樣2、式樣3均改進(jìn)為圖3式樣,記作式樣M.本文采用“填空題”的方式研究區(qū)域內(nèi)改進(jìn)指路標(biāo)志的系統(tǒng)性。

圖3 改進(jìn)指路標(biāo)志式樣(式樣M)

2 指路標(biāo)志式樣的系統(tǒng)性理解實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本文研究現(xiàn)狀及改進(jìn)后式樣組合進(jìn)行理解性實(shí)驗(yàn),式樣組合情況如表1所示。

表1 式樣組合情況

現(xiàn)狀的九種式樣組合改進(jìn)后式樣均一致,區(qū)別在于道路信息內(nèi)容不同;個別改進(jìn)后的式樣與現(xiàn)狀指路標(biāo)志相比增加了1～2條道路信息。為了將式樣1、式樣2、式樣3道路信息數(shù)都考慮在內(nèi),并結(jié)合實(shí)際路網(wǎng)指路標(biāo)志順序情況,選取式樣M1+M2與式樣M3+M2作為改進(jìn)后式樣進(jìn)行研究。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

選取具有交通工程專業(yè)背景的98名在校學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性理解實(shí)驗(yàn),將現(xiàn)狀式樣1+3(記作A)、式樣2+3(記作B)、式樣3+2(記作C)、式樣2+1(記作D)、式樣3+1(記作E)、式樣1+2(記作F)、式樣1+1(記作G)、式樣2+2(記作H)、式樣3+3(記作I)以及改進(jìn)后式樣M1+M2(記作GF)、式樣M3+M2(記作GC)十一種方案,制作成幻燈片,使用投影儀依次播放,被測試者坐在投影儀之前,視認(rèn)每個指路標(biāo)志不同方向的道路信息,將理解的各道路信息填寫在路網(wǎng)道路上。實(shí)驗(yàn)時兩人一組,一人作答,一人記錄時間。從放映ppt開始計時到被測試者完成該指路標(biāo)志填寫為止記作“識讀+填寫”時間。

2.3 數(shù)據(jù)處理

2.3.1 “識讀+填寫”時間

對實(shí)驗(yàn)的98份樣本進(jìn)行處理,有效份數(shù)為95份。由于前32人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時,只記錄了該組整體完成最快的時間,不能反應(yīng)被測試者全部情況,故進(jìn)行時間數(shù)據(jù)處理時,只對后63份進(jìn)行處理。

只有識讀速度最快、錯誤率最低、符合率最高才認(rèn)為是好的指路標(biāo)志式樣,故對C、F、GF、GC四個組合式樣方案進(jìn)行時間同比分析,得到表2.差值為負(fù)值代表63名被測試者“識讀+填寫”改進(jìn)指路標(biāo)志的總完成時間比同式樣現(xiàn)狀指路標(biāo)志的總完成時間短,相反代表總完成時間長。

表2 對比方案各樣本的同比變化情況(s)

GF和GC中均增加了兩條道路信息,但GF增加的道路信息字?jǐn)?shù)比GC多,理解性實(shí)驗(yàn)時書寫量增加,造成GF“識讀+填寫”時間加長。從人均同比變化的角度看,改進(jìn)前后“識讀+填寫”時間的變化在±0.001左右,改進(jìn)后式樣雖增加了道路條數(shù)但“識讀+填寫”時間幾乎相同。

2.3.2 理解性數(shù)據(jù)

給定指路標(biāo)志各組合式樣中每條道路在路網(wǎng)中的真實(shí)位置,判斷被測試者填寫道路位置與實(shí)際路網(wǎng)是否符合、遺漏或錯誤。

被測試者填寫道路位置和實(shí)際路網(wǎng)位置相符條數(shù),與該指路標(biāo)志組合式樣中道路總條數(shù)的比值記作樣本符合率;

填寫的道路和實(shí)際路網(wǎng)不符合條數(shù),與該指路標(biāo)志組合式樣中道路總條數(shù)比值記作樣本錯誤率;

被測試者未填寫的道路條數(shù)與該指路標(biāo)志組合式樣中道路總條數(shù)比值記作樣本遺漏率;

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

計算指路標(biāo)志式樣組合道路符合率、道路遺漏率、道路錯誤率處理,結(jié)果如表3所示。實(shí)驗(yàn)表明:改進(jìn)后的指路標(biāo)志組合在增加道路條數(shù)的情況下道路符合率由現(xiàn)狀38%以下上升到73%以上。

表3 理解性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果

3 指路標(biāo)志式樣系統(tǒng)性IAHP評價模型

3.1 改進(jìn)層次分析法[8](IAHP)

層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是一種簡便、靈活、實(shí)用的定性與定量相結(jié)合的方法。但是傳統(tǒng)的層次分析權(quán)重計算繁瑣,且需要進(jìn)行一致性校驗(yàn),計算量大,實(shí)現(xiàn)困難[9]。改進(jìn)的層次分析法在構(gòu)造判斷矩陣后,引入了判斷矩陣的最優(yōu)傳遞矩陣,省去了一致性校驗(yàn),減少了計算量,使可操作性大大增強(qiáng)[10]。通過判斷矩陣的最優(yōu)傳遞矩陣作為橋梁,使理論權(quán)重值計算更加簡便。

(1)構(gòu)造比較矩陣A

根據(jù)3標(biāo)度理論,對要素進(jìn)行兩兩比較,確定比較矩陣為:

(6)

(2)計算最優(yōu)傳遞矩陣C

(7)

(3)確定判斷矩陣D

(8)

式中:dik=exp(cik),因該判斷矩陣具有較好的一致性,故又叫一致性矩陣。

村干部譚體慶介紹，村里利用地勢落差，將村民生活污水通過管道流入格柵池，然后依次進(jìn)入調(diào)節(jié)池、A級生化池、O級生化池，最后排入人工濕地，讓植物吸收處理，當(dāng)水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才進(jìn)行排放，使污水變成清水再循環(huán)到大自然中?！拔鬯奶幚硇Ч芾硐?，流出來的水很清澈，村里的群眾都很高興?！?015年，村里投入50萬元啟動了污水處理系統(tǒng)，使全村的生活污水實(shí)現(xiàn)了集中處理。

(4)計算權(quán)重系數(shù)

根據(jù)判斷矩陣,運(yùn)用乘積方根法計算出對于上一層某要素而言本層次與之有關(guān)的要素的權(quán)重系數(shù),求解公式如下所示:

ω=[ω1,ω2,…,ωn]T

(9)

式中:ω=[ω1,ω2,…,ωn]T為本層次n個要素的權(quán)重向量。

3.2 評價模型指標(biāo)選取

(1)祖永昶等[11]通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)和室外實(shí)車駕駛實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比給出指路標(biāo)志版面信息量的合理建議值為5～6條,故以6作為信息量標(biāo)準(zhǔn)值,用各組合式樣每一個指路標(biāo)志的道路信息量除以信息量標(biāo)準(zhǔn)值,得到該式樣的信息量適合度,將一個組合式樣中的兩個式樣信息量適合度求平均值作為評價模型中的道路信息量適合度。信息量適合度數(shù)值越小,更有利于道路使用者識別指路標(biāo)志,故在運(yùn)用改進(jìn)層次分析法評價時,數(shù)值取負(fù)值。

(2)在指路標(biāo)志理解性實(shí)驗(yàn)中,統(tǒng)計了被測試者填寫完成各組合式樣每個指路標(biāo)志的時間,取組合式樣中各個指路標(biāo)志的中位數(shù)大小代表該組合中此指路標(biāo)志的理解時間,將各組合中的兩個式樣中位數(shù)求平均值記為該組合理解難易度。時間越長說明指路標(biāo)志越難被駕駛者理解,故在運(yùn)用層次分析法評價時,數(shù)值取負(fù)值。

(3)道路符合率越大,說明指路標(biāo)志系統(tǒng)性效果越好,故在運(yùn)用改進(jìn)層次分析法評價時,數(shù)值取正值,但道路遺漏率與道路錯誤率越大,側(cè)面反映出指路標(biāo)志版面內(nèi)容不易被理解,故數(shù)值取負(fù)值。

(4)通過請教交通專業(yè)專家對五指標(biāo)重要度進(jìn)行排序,重要度順序依次是道路符合率=道路錯誤率>理解難易度>道路遺漏率>道路信息量適合度。

3.3 建立指路標(biāo)志式樣系統(tǒng)性評價模型層次結(jié)構(gòu)

(1)指路標(biāo)志式樣系統(tǒng)性評價目標(biāo)是為了選出好的指路標(biāo)志式樣組合,層次結(jié)構(gòu)中間層為準(zhǔn)則層,最下面的為方案層。層次結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。根據(jù)選取的五指標(biāo)和理解性實(shí)驗(yàn)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到各方案每個指標(biāo)的數(shù)值表,如表4所示。

表4 各方案各指標(biāo)的數(shù)值表

圖4 層次結(jié)構(gòu)示意圖

3.4 方案層改進(jìn)層次分析法計算

表5 各方案五指標(biāo)積求權(quán)重表

3.5 準(zhǔn)則層改進(jìn)層次分析法計算

根據(jù)判斷矩陣,運(yùn)用乘積方根法計算出對于上一層某要素而言本層次與之有關(guān)的要素的權(quán)重系數(shù),根據(jù)式(9)得到準(zhǔn)則層權(quán)重W0,道路符合率權(quán)重為0.316,道路遺漏率權(quán)重為0.116,道路信息量適合度權(quán)重為0.078,理解難易度權(quán)重為0.173,道路錯誤率為0.316.

3.6 綜合評價優(yōu)劣表

對A-I以及GF、GC共11種方案,計算以上各方案各指標(biāo)的Wi*W0并求和,據(jù)此進(jìn)行綜合優(yōu)劣排序,見表6.

表6 綜合評價優(yōu)劣表(改進(jìn)層次分析法)

從綜合評價優(yōu)劣表可以看出,GF與GC分別排在11種指路標(biāo)志組合方案前兩位,說明改進(jìn)后指路標(biāo)志式樣M系統(tǒng)性更優(yōu)。

4 結(jié)論

(1)設(shè)計并進(jìn)行了指路標(biāo)志版面設(shè)計呈現(xiàn)方式的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)后的指路標(biāo)志式樣組合在增加道路條數(shù)的情況下,道路符合率由現(xiàn)狀38%提升到73%以上;

(2)對比改進(jìn)前后指路標(biāo)志組合的“識讀+填寫”所用時間,改進(jìn)后的指路標(biāo)志組合在增加道路條數(shù)的情況下,所用時間人均同比基本保持不變;

(3)IAHP評價模型得到的優(yōu)劣順序與實(shí)驗(yàn)結(jié)果保持一致,說明改進(jìn)后指路標(biāo)志系統(tǒng)性效果良好;

(4)指路標(biāo)志版面設(shè)計呈現(xiàn)方式的系統(tǒng)性理解實(shí)驗(yàn)采取室內(nèi)模擬法進(jìn)行,被測試者僅需完成實(shí)際駕駛過程中的部分工作,實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)于實(shí)車實(shí)驗(yàn),更能反映指路標(biāo)志設(shè)計中存在的問題。