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城市轨道交通线网规划实施评估理论与实践陈海伟,徐士伟,谢志明摘要:交通规划领域缺少对城市轨道交通线网规划实施评估的技术方法与实践研究。为填补此理论和实证空白,通过广泛开展专家咨询,并对所选指标进行隶属性分析、相关性分析和可靠性分析,拟订了“领域→指标→因子”三级评估指标体系,提出了改进的AP法确定指标权重,并立降半阶隶属度函数评定不同指标的等级,由此构了一套完整的城市轨道交通线网规划实施评估体系。该体系在广州城市轨道交通线网规划实施评估中得到应用,取得了良好的效果」关健诃:城市轨道交通,线网规划,评估指标,评估方法1引言城[2014]169号《住房城乡设部关于加强城市轨道交通线网规划修编的通知》指出:已有线网规划的城市在修改或修编城市,总体规划时,要开展线网规划实施评估丁对线网规興主子关灯·02二划实施情况进行总结。线网规划实施评估是线网规划修改或修编的基础和依据,已成为城市轨道交通规划领域的重要研究课题。但长期以来,我国城市轨道交通线网规划“重前瞻、轻顾后”、“重预测、轻反思”,缺乏对规划的实施进行综合评估,缺少有效的评判方法和技术体系,导致规划部门只能根据对社会环境的感性认识来判断规划的成败,难以在规划的实施评估和反馈调整之间立有机衔接,难以有效提升规划的科学性。目前,国外在轨道交通线网规划实施评估方面主要关注轨道线网效益及与城市发展适应性评估,且着重于定性分析,定量评估较少。而在国内,广州、上海、南京、武汉等城市己开展了城市轨道交通线网规划方案综合评估研究,但所采用的评估指标体系层次不一,且存在诸如指标数目过多、指标相互关联、定性指标过分主观、忽略公众参与和规划的可持续发展等缺点。此外,目前仅有上海开展了与城市轨道交通线网规划实施评估相关的研究?,尚未立科学、有效的规划实施评估体系。本研究在科研和生产实践相结合的基础上,结合广州的城市轨道交通线网规划和实施情况,拟订了一套城市轨道交通线网规划实施评估体系,并应用于实践。总体的规划实施评估体系框架如图1所示。理筑素前阀Z.ZC.ET
定量指标关键指标筛选隶属性分析标准化函数相关性分析可靠性分析标准化指标定性指标指标的判断矩阵调查数据统计得分计算改进AP法模糊分析得分向量权重向量指标评估等级加权计算等级判定综合评估结果图1规划实施评估的总体框架2评估指标体系2.1指标体系的初步立考虑城市轨道交通线网规划的影响因素,并广泛征求专家意见,初选城市轨道交通线网规划实施评估的指标体系,包含4个领域、24个指标,详见表1。表1初步立的评估指标体系评估领域评估指标规划目标与实施结果的致性士设规模,时空日标、投资挖制规划实施过程的协调性与城市规划的奥合度、拆迁瞬利度、资金合理性、进度管理可控性轨道占公交客运量比例、线网负荷强度、高峰满载率、高峰小时系数、换乘系数、出行时间节约、主要枢纽连通率、优化城市空间结构、缓规划实施效果解城市交通拥堵、提升沿线土地价值、提高交通出行安全性、对沿线整体环境的影响、排污量的降低、声环境的污染规划的可持续性未来设预留、实施体制的可持续性能力、运营管理的可持续能力低有研究专家意见隶属性分析初步指标(备选指标)求属度高款属度低名选指标到障指标相关性分析相关性分析相关度低相关度高(剔除指标)两指均保留可靠性分析可靠性分析(关键指标)关指图2关键指标的筛选流程理筑素前阀Z.ZC.ET
2.2关键指标筛选对初选指标进行隶属性、相关性和可靠性分析,具体步骤如图2所示。2.2.1隶属性分析隶属性分析是为了判断指标的重要性,其步骤包括:①初步指标分析:将调查收集及专家咨询的初步指标进行统计分析,进行无量纲化处理,并划分为5个等级。②隶属度计算:根据指标的形态特征,立隶属度函数,计算隶属度置信区间。③指标筛选:当隶属度在非常重要和重要的置信区间以外,则删除指标。(1)指标的重要性判别标准本文将指标的重要性划分为5个等级,即U={U1、U2、U、U4、U5,详见表2。表2指标的重要性判别结果等级标准指标U1(1.0-0.8)U2(0.8-0.6)U3(0.6-0.4)U4(0.4-0.2)U5(0.2-0.0)评语非常重要重要一般不重要很不重要(2)定量指标1)指标无量纲化指标无量纲化是将各种不同类型的指标值归一化的过程,即将各指标属性值同一变换成[0,1]之的值。一城轨道交通线网规划实施评估指标分为逆向指标(越小越好型,又称成本型指标)和正向指标(越大越好型,又称效益型指标)。若用,(i1,2)代表评估指标集,则对于“中的n个指标来说,一般可分解为2个子集:w=U4,4∩42=D式中:山,为逆向指标:2为正向指标:中为空集。对于评估指标山,∈,设其论域为d=[m,M,Z其中m,和M分别表示评价指标山,的最小、最大值,定义e,=4u(x),ie1,2,,n式中:e,为决策者对评估指标4,的属性值x:的无量纲化值(满意度),且e,∈[0,1],其中u(x)是定义在论域d上的指标山,无量纲化的标准函数。由此,可构造逆向指标和正向指标的无量纲化标准函数,如式(1)、(2)所示:興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
2.3指标体系确定根据以上步骤确定关键指标,并对筛选的关键指标进行分类,立“领域→指标→因子”三级指标体系,包含4个领域、8类指标、14个因子,详见表3。所立的指标体系从宏观-中观-微观三个层面反映了城市轨道线网规划与城市空间、社会经济、交通出行、设实施、运营服务等的互动作用关系,同时,涵盖了与规划者、设者、运营者、出行者等四方相关的指标,全面反映城市轨道线网规划实施的结果、过程、效益和可持续性。表3评估指标体系评估领域评估指标评估因子线网总里程(定量)设规模指标线网密度(定量)规划目标与实施结果的一致性时空指标重要组团至中心区的时间(定量)全网日均客运量(定量)客运指标轨道占公交客运量比例(定量)与城市空间结构的协调(定性)与城市发展的协调性对主要枢纽的连通度(定量)规划实施过程的协调性站点覆盖率(定量)设难易度工程可实施性(定性)线网运营浓益平均客运强度定)上T客流高峰小时系数(定量)规划实施效果社会经济效益主要走廊车速和饱和度(定量)公众满意度(定性)规划的可持续性轨道可持续发展轨道设预留(定性)3指标权重3.1构造判断矩阵对每一层的所有指标进行两两比较,根据9标度法(详见表4)对指标进行打分,对某一层次内部指标(如B:),立判断矩阵B,其中,B,表示甲因素B,对乙因素B,的重要程度,详见表5。表4相对重要性的比例标度标度含义1两个因素相比同样重要3两个因素相比,前一个因素比后一个因素稍微重要5两个因素相比,前一个因素比后一个因素明显重要>两个因素相比,前一个因素比后一个因素强烈重要9两个因素相比,前一个因素比后一个因素极端重要2、4、6、8上述两相邻判断的中值,需要折中时采用倒数若元素i和j的重要性之比为b,则元素j与i的重要性之比为b1b興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
3.4指标权重确定根据广州城市轨道交通规划实施情况,对相关指标权重进行计算。为提高权重赋值的准确性,每层均作为一个整体进行评估,权重系数之和均为“1”,详见表7。表7指标权重一览表评估领域评估指标评估因子权重线网总里程0.08设规模指标(0.16)规划目标与实施结果的线网密度0.08致性时空指标(0.05)重要组团至中心区的时间0.05(0.33)客运指标(0.12)全网日均客运量0.06轨道占公交客运量比例0.06与城市空间结构的协调0.09与城市发展的协调性规划实施过程的协调性对主要枢纽的连通度0.08(0.25)(0.32)站点覆盖率0.08设难易度(0.07)工程可实施性0.07平均客运强度0.08线网运营效益(0.15)规划实施效果客流高峰小时系数0.07(0.30)主要走廊车速和饱和度0.07社会经济效益(0.15)公众满意度0.08规划的可持续性(0.05)轨道可持续发展(0.05)轨道设预留0.054评估等级J.工采用模糊综合评价法对城市轨道交通线网规划的实施情况进行评价,将主观性较强的评价指标定量化。通过立降半梯形隶属度函数,实现标准值0-100到决策评语集合{很差、差,一般,良好,优秀}的模糊映射,如式(14)所示。90+(100-90)×0.2-xxs0.20.275+(90-75)×0.4-x0.20.2<<0.4<>Y(x)=360+(75-60)0.6-d0.4(14)0.240+(60-40)×0.8-d0.60.21-40×0.2x≥0.8式中:Y)为评估得分:x为因子实际值与目标值的偏差。4.1因子层的评估等级基于模糊综合评价法,参考专家及规划部门意见,对比广州城市轨道线网规划目标和实际完成情况,通过偏差分级和标准化处理各类数据,采用分级赋分法评定不同因子的等级,興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
并采用插值法计算具体得分。定量因子和定性因子的评估等级详见表8和表9。表8定量因子的评估等级等级很差偏差范围(%)±(0-20)±(20-40)±(40-60)±(60-80)±(>80)得分100-9090-7575-6060-4040-0表9定性因子的评估等级评估很差得分9075655004.2指标层和领域层的评估等级基于因子层的等级标准,采用线性加权法(如下式所示),判定指标层和领域层的等级标准,详见表10。2=WU)xP,WU)=(w,w2,,wn),P=(E,E,Pny(15)式中:Q为指标层或领域层权重:WU)为指标层或领域层的权重向量:P为指标层或领域层的得分向量表10指标层或领域层的等级标准评估曲优争良一般C差很差得分1009090-7575-6060-4040-04.3评估结果判定与优化调整议基于指标的等级标准,结合专家及规划部门意见,判定规划实施后评估结果,并提出相应的轨道线网规划优化调整议,详见表11。表11评估结果等级标准与优化调整议总评分100-9090-7575-6060-4040-0评语一般很差规划实施效果很好,规划实施效果规划实施作用规划实施情况规划实施情规划与城市发展、社较好,规划在实一般,规划在实较差,多数目标况很差,规划说明会经济、设实施、施中各方面比施中各方面出难以完成,各方形同虚设,规运营服务等协调,规较协调,效果良现不协调的情面协调机制较划作用无法划作用明显体现规划优化不调或微调局部线路调整修编大范围修改重新编制调整议5实例应用以广州为例,以立的评估体系对广州城市轨道线网规划的实施情况进行综合评估。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
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