基于问卷分析的互通立交评价方法

摘 要：处于高度建成区的互通式立体交叉，其设计方案一般受到多个控制因素影响，当出现多个影响因素均需要考虑时，仅靠单一的定性分析难以快速、精准地在其设计过程中帮助设计人员确定控制因素的重要性以及侧重点，因此本文采用基于主观问卷调查分析的方法，以提高城市化地区高速公路互通立交设计阶段的比选优化效率及方案侧重点的科学合理性。

关键词：勘察设计 互通立交 方案比选

1 绪论

随着社会经济的快速发展，高速公路不仅服务于城市与城市之间的过境交通，还成为城市连接的主要通道。互通立交作为交通转换的重要节点，将间断式的平面交叉交通流，将间断的平面交叉交通流转换为连续的交通流，显著提高了城市道路交通网的通行速率，降低了交通事故发生率。此外，城市道路互通立交也发挥出了集散转换的功能[1]。但因此城市化地区高速公路互通立交经常受到不同控制因素的影响，设计人员在同时满足各种控制因素下做出方案的同时，不同因素侧重的选取也是方案综合必选的一部分，因此从多方位、多角度必选方案的优劣就具有重要意义。

2 研究背景

本文所选取的G9221杭甬高速项目的新碶互通宁波市高度建成区，主要位于千亩岙水库南侧、沿山大河两岸及富春江路与钱塘江路附近，主要服务于北仑港口、进港路周边居民、镇炼公司及其他周边的堆场、物流、工厂等，各方向交通流复杂，主要的边界条件如图1。

3 方案评价

结合项目过程中地方政府各部门的需求，叠加过程中各专家的建议，针对新碶互通的项目特点，对各项因素进行分层次分析，整理出不同阶段的不同层次评定指标。

从方案的全局性考虑，主要分为技术、功能、经济、环境、管理五个指标[2-7]。

3.1 问卷调查收集

从技术、功能、经济、环境、管理五大类指标，构建更为细致的指标体系流程，采用了专家访谈法、面对面、电话、邮件联络的方式咨询来自不同工作单位、不同专业、熟悉高速公路互通立交设计和建设的专家，向专家提供一份综合指标打分表，该表包括各个细致指标的定义和评价标准。专家可以根据自己的专业知识和经验，对每个指标进行评分，并提供相应的解释和建议。

3.2 数据分析与处理

首先需要对评价指标的各项参数去量纲化。由于自行建立的评价指标体系下单一指标的量纲和数值差异巨大，所以为了对评价指标进行准确的数值分析，需要将单一评价指标参数转化为无量纲的简单数值。假设比选方案数为n，评价指标总数为m，则第j个方案的第k个指标去量纲后的归一参数Ajk可通过以下公式进行计算（Xjk为第j个方案的第k个指标参数、Xkmin为所有方案中第k个指标参数的最小值、Xkmax为所有方案中第k个指标参数的最大值）：

正相关指标计算（该类型指标的数值越大，方案越优，如安全系数等）：

（1）

负相关指标计算（该类型指标的数值越小，方案越优，如拆迁面积等）：

（2）

接着构建各主要评价指标之间的优先关系矩阵DZ：

（3）

其中，Z为专家人数，DZ为根据第Z位专家意见构建的优先关系矩阵，d1-d28表示综合评价体系中的28个主要评价指标；之后对28个主要评价指标的重要程度分别进行两两比较，进行比选的两个指标分别记为评价指标a、评价指标b，则ra*b表示为评价指标a与评价指标b之间重要程度的主观比较值。

Z位专家的意见一共形成Z个优先关系矩阵，分别为D1、D2、...、DZ；由于不同专家意见的离散性较大，难以归纳出一致性结论，并对Z个优先关系矩阵进行一致性变换，构建一致性矩阵D：

（4）

该一致性矩阵D进行单位化后的特征向量的平方数，即结合了Z位专家主观意见的最佳主观权重U，即可反映出Z位专家主观意见的指标重要性以进行方案比选。

4 方案研究

4.1 方案一（菱形+分离式服务区）（贯通车道无交织）

新碶互通方案一为菱形方案，受规划富春江快速路项目影响，难以在钱塘江路布设常规菱形互通，故西侧匝道落地接富春江与骆霞线平交口，东侧匝道落地接钱塘江与骆霞线平交口。西侧匝道距离服务区间距低于1000m，菱形西侧两条匝道与服务区贯通车道复合设置，在猫山西侧主线合并出入口后连续进行分合流将互通匝道与服务区贯通车道分离。（图2）

4.2 方案二（菱形+分离式服务区）（贯通车道有交织）

新碶互通方案二为菱形方案，受规划富春江快速路项目影响，难以在钱塘江路布设常规菱形互通，故西侧匝道落地接富春江与骆霞线平交口，东侧匝道落地接钱塘江与骆霞线平交口。西侧匝道距离服务区间距低于1000m，菱形西侧两条匝道与服务区贯通车道复合设置，在猫山东侧服务区贯通车道未接入主线前进行分合流分离出新碶互通接地匝道。本方案为初测阶段方案二的优化方案。（图3）

4.2.1 方案定性比较

具体指标从宏观的比较指标和具体到各方案统计技术指标两个方面进行，对比表１。

如表1，从统计的技术指标分析，二者技术指标相当，结合水利部门对行洪评价的要求，方案二需采用较大跨径桥梁沿山大河，工程规模大；且考虑实际运行时，服务区车辆与高速车辆交织运行，前后流入流出交织比较大，项目主要服务集装箱大型车，机动性差，总体运行不利安全。

4.2.2 主观问卷法比较

基于主观问卷调查分析对新碶互通的两个方案进行比选，以验证方案优劣可行性。

根据互通方案的共同特点，本互通比选选取了专家打分表中的24项指标，并采用了专家访谈法、面对面、电话、邮件联络的方式咨询来自不同工作单位、不同专业、熟悉高速公路互通立交设计和建设的10位专家，如下表2。

根据实际情况对专家的加权值进行修订，并取得一致的认可，依次确定合理的系数为0.149、0.089、0.104、0.119、0.099、0.094、0.084、0.114、0.089、0.059；根据公式（4）得到一致性矩阵D；最后将该一致性矩阵D进行单位化后的特征向量的平方数，得到结合了Z位专家主观意见的最佳主观权重U（表3）。

根据评价指标，方案一在比较重要的指标中得分最高。通过评价分析，将方案一作为推荐方案。

5 结语

通过主观问卷调查分析得出的最优方案与传统方案比选得出的最优方案相比，主观问卷调查分析的方法得到的结果更加直观、更具有说服力，可以根据业主就主管部门、专家等意见得到主要指标权重，迅速调整方案研究重点。并且此次研究依托实际工程，为城市化地区高速公路互通方案比选提供了新方法。

参考文献：

[1]于森，张书函，邸苏闯，等.基于物理模型实验的城市道路雨水口平立结合改造对积水防涝影响研究[J].水利学报，2022，53（7）：854-861.

[2]JTG/T D21-2014，公路立体交叉设计细则[S].2014.

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[4]王蔚，郭锐，唐鹏.中心城区场地受限立交设计探索与实践[J/OL].公路，2024（07）：316-32.

[5]吴彩官，吴宇航，周辉.复杂交通流下高速公路立交改扩建方案研究[J].上海公路，2023（04）：178-185+191+213-214.

[6]周荣贵，钟连德.公路通行能力手册[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.

[7]刘子剑.互通式立体交叉设计原理与应用[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.