同城化视角下快速路选线的探索与实践——以文砚同城大道选线为例

作者:石赠荣
单位:上海同济城市规划设计研究院有限公司
摘要:通过分析同城快速路选线的难点和主要影响因素,从同城化发展的角度构建快速路的选线指标体系,并确定权重,利用模糊矩阵确定同城快速路选线最优方案。这种选线研究方法可以根据选线道路需求对评价指标体系进行调整,更加科学合理地选择道路选线设计。
关键词:同城化 同城快速路 道路选线 模糊矩阵 评价指标
作者简介:石赠荣,工程师,E-mail:561567300@qq.com;

 

0 引言

“同城化”概念在《深圳2030城市发展策略》中首次提出。目前对同城化定义较为准确的是由刑铭提出的,同城化是指2个或2个以上地域相邻、联系紧密的城市,通过经济要素共同配置,达到产业定位、基础设施建设、土地开发和政府管理高度协调。重点是构建同城化地区产业协同发展、空间融合优化、基础设施联通共享、政府政策协同等。其中,构建交通体系是同城化发展的支撑条件。

同城化一般是指城市空间距离较近,且具有便捷的交通方式,同城交通廊道由内联外通的立体交通体系构成。其中,对外交通主要由高速公路和轨道交通组成,满足对外客运、货运需求;内部快速通道主要由快速路构成,满足同城化地区的内部通勤需求。同城快速路选线对同城化地区的空间布局形态、路网结构均有重要影响。本文从同城化视角分析同城快速路选线的影响因素,从而保障快速路设计选择最优路线。

1 同城快速路建设意义与困境

1.1 建设意义

同城快速路相较于一般城市快速路来说,不只是服务于两个城市,还要串联两个或多个城区路网,满足同城化地区相互间快速交通的需求。其特点是:(1)满足同城地区物资转运等;(2)保障城际间交通出行方便便捷,使居民能在0.5~1.0h内抵达另一城市中心;(3)改善同城快速路沿线城镇、村庄的交通条件,带动沿线地区发展。

1.2 建设困境

在当前国土空间规划的大背景下,同城快速路跨越地域广,常因涉及生态红线及永久基本农田等其他刚性管控线而无法实施。这就要求同城快速路选线时需统筹考虑影响因素,构建评价指标体系,进行多种线路比较,科学合理地选择最优方案。

2 同城快速路选线研究方法

2.1 道路选线方法梳理

目前,道路选线基本上由交通部门组织编制单位进行选线,一般包括传统道路选线方法和基于GIS技术的公路选线。其中传统道路选线一般是基于CAD或者纸质地形图进行方案初选,将设计好的线路放到现场进行校准、修正、定线。这种方法适用于平原地区线形较为简单的公路选线。基于GIS技术公路选线依托GIS系统的空间属性,能及时发现选线存在的问题,找出解决方法。当前GIS道路选线方法是基于数字高程模型的选线方法,通过构建高程模型可以直接进行选线,具有工期短、成本低、效率高等特点。

通过梳理,现有的选线方法更多的是从道路的技术标准、可操作性等出发点考虑。而同城快速路对于同城化地区来说,还需要考虑优化空间形态、带动周边用地开发等,简单利用现有选线方法难以选择同城快速路的最优线路。

2.2 同城快速路选线影响因素

根据同城快速路的特性可以看出,自然环境、工程技术、经济社会和生态环境是影响同城快速路选线的四大主要因素。其中,自然生态为主要限制条件。根据这四大因素构建二级指标,通过模糊矩阵分析判断,确定各影响因子的权重,进行多种方案量化比较,选择最合理的选线方法。

2.3 构建评价指标体系

评价指标体系分为自然环境因素、工程技术因素、经济社会因素、生态环境因素四大类一级指标(Ui)。运用层析法和专家咨询打分法,提出适用于同城快速路选线的指标体系。其中,二级指标(Uij)选取如表1所示,它们相互关联、相互制约,构成了复杂系统。

评价体系采用期望行为式标准方法,以最理想的期望要求与行为要求为最高等级,以最不理想的行为要求为最低等级,从而制定相应的指标标准。每个等级中都有相应的指标定性描述或定量数值要求。基于此法,建立评价等值向量V=(V1,V2,V3,V4)T,划分为4个等级(优、良、中、差)。

2.4 确定各个评价因子的权重

1)构建判断矩阵邀请公路工程技术部门、环境保护部门、运营管理部门等10位权威专家结合实地考察情况,进行投票打分,判断矩阵标度(1~9标准),可以得出每个指标之间的相对重要程度,从而形成一级指标判断矩阵,如表2所示。

2)分配权重系数根据一级指标判断矩阵Ui—U1,U2,U3,U4可得每行所有元素的几何平均值,并将其归一化,计算矩阵特征向量(权重系数)W为(0.105 2,0.137 7,0.299 8,0457 3),即为一级指标相应因素的权重值。

3)一致性检验计算得出一级判断矩阵Ui—U1,U2,U3,U4的最大特征值λmax为4.131 1,CI为0.044 7。进行一致性检验,计算CR为0.049 7,<0.1,通过一致性检验。

表1 评价指标尺度确定   

表1 评价指标尺度确定

表2 一级指标判断矩阵Ui—U1,U2,U3,U4   

表2 一级指标判断矩阵Ui—U1,U2,U3,U4

同理,根据专家对各一级指标下的二级指标投票打分,整理后,得到4个二级指标的判断矩阵及其相应的权重系数,并通过一致性检验。

2.5 修正选线方案

通过对各个选线方案进行评价打分,通过模糊矩阵得到推荐线路,最后通过实地踏勘,多部门讨论,从经济性、可操作性、可实施性调整选线方案。

3 文砚同城大道选线实践

3.1 同城大道建设背景及现状

文山市和砚山县均隶属于云南省文山州,两地相距25km。省、州政府均提出探索文山、砚山一体化发展,但是由于缺少快速通道,同城化发展一直停滞不前。目前,两地之间的联系通道只有省道207和砚文老线,亟需建设文砚大道支撑同城化发展。

3.2 初步确定选线方案

1)方案1利用省道207拓宽作为主线,新建设2条辅线,分别连接文山市两端快速路网。

2)方案2在省道207和砚文老线间新建1条快速路,连接砚山和文山城区。

3)方案3拓宽砚文老线,连接文山市和砚山县城区路网。

3.3 选线方案比选

1)构造模糊评价矩阵邀请10位专家根据实际调查和数据资料,就二级指标体系为3个不同的选线方案进行投票打分。例如“自然环境因素”一级指标下的“地质地貌”二级指标“良”的隶属度为0.6,则表示10位专家中有6位给该方案的“地质地貌”二级指标打的是“良”。经过专家评价,通过进一步整理,得到二级指标的综合模糊评价矩阵,如表3~5所示。

表3 方案1模糊评价矩阵   

表3 方案1模糊评价矩阵

2)计算一级指标隶属度矩阵以方案1为例,根据表3的评价矩阵,设自然环境因素一级指标U1下的二级指标模糊评价矩阵为R1,并量化R1。U1下的二级指标判断矩阵的权重系数即权向量,由此可计算出U1的综合评价隶属度向量,设为J1

 

同理可得:

 

联系上述各评价隶属度向量可得到一级指标隶属度矩阵J,归一化后不变。

表4 方案2模糊评价矩阵   

表4 方案2模糊评价矩阵

3)计算综合评价隶属度向量根据一级指标判断矩阵的权向量和一级指标隶属度矩阵,可算出选线方案1的综合评价隶属度向量,设为A。

 

式中,A=(0.618 2,0.212 1,0.136 9,0.032 8),归一化后不变,即A=A。

4)得出最后评分假定评价等值向量V=(V1,V2,V3,V4)T=(100,80,60,40)T,选线方案评分设为C1

 

同理可得,方案2中C2为82.378 2;方案3中C3为75.575 1。综上,可得方案1的评分最高。因此选择方案1为宜。方案1在经济效益、建设条件、社会因素方面均优于其他方案,道路建设的延续性也较好,投入资金少,也能带动道路两侧的用地开发。

表5 方案3模糊评价矩阵   

表5 方案3模糊评价矩阵

4 结语

同城快速路选线较为复杂,影响因素较多。在同城化视角下,构建快速路指标体系,最终通过模糊分析来优化同城快速路选线。从城市规划角度出发,这种方法在初步选线中能更快、更科学地为决策者提供最优化的选线方案。


 

 

参考文献[1]华胤宏.基于GIS的道路选线方法的优化[J].南方农机,2018,49(10):155.

[2]杜欣鹏,吴坚,陈靖一,等.基于GIS的皖南地区道路自动选线指标体系研究[J].工程勘察,2016,44(5):50-54.

[3]施敏.道路选线中GIS技术的应用研究[J].智能城市,2018,4(4):109-110.
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