层次分析法（AHP）在立交方案评价中的应用

陈东波 高德发 马红平

（1.中交第二航务工程勘察设计院有限公司 武汉 430071；2.十堰市兴路工程咨询有限公司 十堰 442000）

道路立体交叉投资大，交通组织复杂，影响深远，必须进行多方案设计，通过立交方案综合评价择优选定。传统立交综合评价一般采用定性与定量因素相结合的方法进行，该法局限性在于很多因素之间的比较往往无法用定量的方式描述。笔者结合工程实例对立交方案影响因素进行分析，将半定性、半定量问题转化为定量计算问题，运用层次分析法（AHP）对各方案进行综合评价选择。

1 工程概况

1.1 立交功能定位

杨泗港快速通道四新段既是武汉新区对外重要的横向通道，也是杨泗港长江大桥汉阳岸重要的快速疏解道路，主要承担快速通过性交通并兼顾地方性服务，也承载了市政管线走廊和景观走廊的功能。四新立交是由杨泗港快速通道和城市主干路江城大道相交而成，是武汉市中心城区“三环、十三射”快速路系统中的重要节点，是城市放射线服务于汉阳中心区、四新地区、沌口开发区的重要转换节点，也是杨泗港过江通道重要疏解节点。该节点处于城市二环线、三环线、龙阳大道、国博大道4条快速路合围中心，地理位置十分重要，交通功能性强。立交节点位置见图1。

图1 四新立交节点位置示意图

1.2 交通量预测与分析

根据流量预测，该节点主要解决东西向和南北向直行交通，其次解决各个方向的转向交通。该节点2020年流量将达到8 480pcu／h，其中江城大道与本工程高架直行流量为主流量，约占立交总流量的60%，其次为江城大道北至杨泗港快速通道东的转向流向，约占立交总流量的14%，其余为各个方向的转向流向，约占路口总流量的26%。交通量分布见图2。

图2 四新立交2020年高峰小时交通流量预测图（单位：pcu／h）

2 立交方案

按两相交道路等级，结合交通量预测结果，该节点设置A 类枢纽立交或B 类一般立交均能满足车流预测行驶特征的需要。立交方案不同选型对工程总体布置方案影响很大，在交通功能、用地、景观、投资等方面亦有很大差别。

2.1 方案1（一般立交）

方案1采用组合式半互通（3 层）立交方案。主线设2对上下匝道与辅路衔接，辅路与江城大道平面交叉为立交1层，江城大道与主线直行交通采用高架桥分别位于立交2层和3层，江城大道北至四新段东左转交通经立交2 层、3 层之间设置的环道实现，其余转向交通由立交1层平面交叉实现，见图3。

图3 四新立交方案1

2.2 方案2（枢纽立交）

方案2采用组合式全互通（2 层）立交方案。立交区内主线不设辅路，江城大道位于立交1层，主线位于立交2层，江城大道北至四新段东左转交通以及四新段东至江城大道南左转交通设置半定向匝道，其余转向交通设置2条左转环道及4条右转定向匝道，见图4。

图4 四新立交方案2

2.3 方案综合比选

方案1能保证主要交通流连续，次要交通通过上下匝道、辅路在江城大道平交口以间断流的方式进行。优点是占地小，工程造价低，对周边地块的服务功能较强。缺点是整体交通功能较弱，江城大道直行交通需采用高架桥方案破坏了其原有的景观，江城大道远期实施BRT 改造困难。

方案2各方向交通均为连续流，优点是交通功能强，对江城大道景观破坏小，基本不影响江城大道远期实施BRT。缺点是占地大，工程造价高，立交周边地块交通进出快速系统需要绕行。

经综合比较，方案2在交通功能、整体景观效果、与江城大道远期BRT 改造的适应性方面优于方案1，故将方案2作为推荐方案。2种方案综合比较见表1。

表1 立交方案比较表

3 层次分析法（AHP）评价

层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法［1］。

依据层次分析法思想，首先建立四新立交方案综合评价的层次分析模型并确定评价指标权重，然后按专家打分并取平均值得到各方案的最终评分结果。

3.1 建立分析模型

根据层次分析法的思想建立如表2所列的层次结构模型：目标层A，准则层B（包括B1、B2、B3、B4），子准则层C（包括C1～C14）14项指标［2］。

表2 层次分析模型

3.2 准则层权重标准值

层次分析模型中准则层各层权重标准值按表3中数值选取。

3.3 评价结果

对2个比选方案的各个指标值采用7名专家打分并取平均值。综合评分结果表明，方案2优于方案1，方案评分结果见表4。

表3 准则层权重值表

表4 方案评分结果表

4 结语

在实际工作中应用表明，层次分析法（AHP）非常有助于进行方案比选的辅助决策。特别是立交设计方案存在多个影响因素，且这些影响因素在不同的方案中又各有优劣，使得仅凭人工经验难于取舍时，该法具有较好的使用价值。

［1］周 伟，王选仓.道路经济与管理［M］.北京：人民交通出版社，1998.

［2］CCJ 152－2010 城市道路交叉口设计规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，2010.