簡介： 本文主要介紹在對區(qū)域現(xiàn)狀公路網(wǎng)的分析與評價中，技術評價的主要特征及參數(shù)的計算與確定，從而對現(xiàn)狀公路網(wǎng)的功能和服務水平作出定量的評價表述。
關鍵字：現(xiàn)狀公路網(wǎng) 特征及參數(shù) 分析與評價

目前，在眾多的前期預工可研報告中，普遍存在對現(xiàn)狀公路網(wǎng)在技術方面的分析與評價不夠全面的情況，本文就起其技術評價中的四項特征指標（道路特征、交通特征、服務水平、通達程度）作一般性的介紹，以便在今后的工作中對區(qū)域現(xiàn)狀公路網(wǎng)分析和評價的更加全面完善。其目的在于發(fā)現(xiàn)問題、準確分析、評價現(xiàn)狀公路網(wǎng)的優(yōu)劣程度。運用道路與交通特征參數(shù)對公路網(wǎng)上的交通流與組成公路網(wǎng)道路特征及路網(wǎng)所提供的服務水平，從宏觀上給以定量表述，從而為公路網(wǎng)現(xiàn)狀評價、公路改建或新建項目的制定和實施提供更加充分的論據(jù)。四項特征指標所包含的具體參數(shù)見圖1。

　　一、 四項特征指標

　　1. 公路網(wǎng)交通流特征參數(shù)

　　 表述路段交通特征的物理量為路段交通特征參數(shù)，主要有交通量Q、交通密度K、車速V、車頭距h、通行能力C，其中Q、K、V為路段基本交通參數(shù)，這些集中反映了路段交通流的最基本特征。

　　公路網(wǎng)中每段道路由有限個路段組成，因此，整個公路網(wǎng)的交通特征與路段交通參數(shù)有直接的聯(lián)系，現(xiàn)用“網(wǎng)流量Qw、網(wǎng)車速Vw、網(wǎng)車流密度Kw來表述整個公路網(wǎng)的交通特征，稱之為公路網(wǎng)的基本交通參數(shù)。

　�、倬W(wǎng)流量：是指組成公路網(wǎng)中各路段交通量的加權（里程權）平均值，用Qw（輛/日、小時）表示，公式如下：

　　式中q_i——第i個路段上的交通量（輛/日、小時）

　　 L_i——第i個路段上的里程（km）

　　 L_w——公里網(wǎng)的總里程 （km）

　　 P_i——里程權（P_i＝L_i/L_w）

　　 根據(jù)（1-1）式可以計算出公路網(wǎng)中各類技術等級公路的網(wǎng)流量，如：國道Q_國、省道Q_省、縣道Q_縣的網(wǎng)流量。

　　 Q_國＝∑q_國i·p_國i

　　 Q_省＝∑q_省i·p_省i （1-2）

　　 Q_縣＝∑q_縣i·p_縣i

　　 式（1-2）中，Q_國、Q_省、Q_縣、p_國i、p_省i、p_縣i分別表示國道、省道、縣道的路段交通量和相應的里程權。

　　容易證明：Q_W＝Q_國·P_國+Q_省·P_省+Q_縣·P_縣 （1-3）

　　式中：P_國＝L_國/L_W； P_省＝L_省/L_W； P_縣＝L_縣/L_W

　　其中：L_國、L_省、L_縣分別表示區(qū)域內(nèi)國道、省道、縣道的總里程。

　　網(wǎng)流量這一指標從客觀上反映了整個公路的交通負載情況。

　�、诰W(wǎng)車流密度：是指某一時刻公路網(wǎng)單位長度路段上所擁有的車輛數(shù)。用Kw表示（輛/km），其公式如下：

　　 (1-4)

　　式中：N——某一時刻整個路網(wǎng)上的車輛數(shù)（輛）。

　　 K_i——第i個路段的交通密度 （輛/km）。

　　由式（1-4）知，網(wǎng)車流密度為各路段車流密度的加權平均值，權值同前。這一指標反映了公路網(wǎng)上車流的密集程度。

　�、劬W(wǎng)車速：是指各路段上平均車速的調和平均值，用Vw表示（公里/小時）。公式如下：

　　式中：Vi－第i個路段上車輛（公里/小時）。

　　 Wi－第i個路段上車公里權（Wi＝q_iL_i/∑q_iL_i）

　　此參數(shù)是反映網(wǎng)流量在路網(wǎng)中運行快慢程度的指標。

　　可以證明：網(wǎng)流量、網(wǎng)車速度及網(wǎng)車流密度有下列關系

　�、芫W(wǎng)行程時間：是指公路網(wǎng)上車輛行使單位里程所需的時間，用 Tw表示（小時/km），按下式計算：

　　以上是描述區(qū)域公路網(wǎng)中交通特征參數(shù)，具有實際意義，通過它們的計算可反映區(qū)域現(xiàn)狀公路網(wǎng)實際交通狀況。

　　2. 區(qū)域公路網(wǎng)道路特征參數(shù)

　　與交通特征參數(shù)相類似，道路特征參數(shù)與路段特征參數(shù)有直接關系，可以用道路技術等級Jw，網(wǎng)容量Cw和路面鋪裝率Rw表示

　�、� 道路技術等級：是區(qū)域內(nèi)各級公路的加權平均值。公式如下：

　　 （1-8）

　　式中：J_i——第i個路段的技術等級，J_i取值一般為J_i＝0，1,2,3,4,5

　　對應的公路是高速、一級、二級、三級、四級、等外。

　　 P_i——同前。

　　此項參數(shù)從總體上反映了區(qū)域路網(wǎng)的技術等級水平。

　�、诰W(wǎng)容量：實質是網(wǎng)流量Qw達到最大值時的值，即

　　 Cw＝max{Q_W¹，Q_W²，Q_W³，……Q_w^k} （1-9）

　　式中： Q_w^k－－區(qū)域公路網(wǎng)中某一種交通狀態(tài)k的網(wǎng)流量。由于網(wǎng)容量與路段及交叉口的多少相關，但對于大多數(shù)等級公路來說，交叉口間距一般較長，因此在實際應用時可不考慮交叉口的影響。網(wǎng)容量不應大于組成區(qū)域路網(wǎng)各路段容量的加權平均值，即：

　　 （1-10）

　　對應于6種道路等級，則

　　式中：C_i－第i個路段的容量（輛/日（小時））

　　 C_j－第j級公路的容量（輛/日（小時））

　　 P_j－第j級公路里程占區(qū)域總里程的比重。

　　 （1-11）

　　③路面鋪裝率：一般指區(qū)域公路網(wǎng)中，有路面里程與總里程之比，用Rw表示：

　　 L_R－高級、次級路面里程（km）

　　 L_w－公路網(wǎng)總里程（km）

　　3. 區(qū)域公路網(wǎng)服務水平及其參數(shù)

　　服務水平就是反映道路交通給道路使用者提供服務質量好壞的尺度指標。一般用路網(wǎng)事故率、路網(wǎng)平均運輸成本、路網(wǎng)飽和度、里程飽和率這幾項參數(shù)來反映區(qū)域公路網(wǎng)的服務水平。

　�、� 路網(wǎng)事故率，指車輛在公路網(wǎng)中行駛每億車次公里所發(fā)生的事故次數(shù)，用Aw表示，這項指標反映了區(qū)域公路網(wǎng)的安全性，按下式計算：

　　 （1-12）

　　式中：A――路網(wǎng)中一年發(fā)生的事故次數(shù)。

　　 ――路網(wǎng)的年平均日車公里。

　　其中：Q_j－第j級公路的網(wǎng)流量。

　　 L_j－第j級公路的里程。

　　② 交通容量比（擁擠度）：指公路網(wǎng)流量與最大網(wǎng)容量之比值。用Sw表示。公式為：

　　 (1-13)

　　此項指標表明路網(wǎng)的適應性。一般情況下，當：

　　a. Sw＝0.1～0.75時，表示交通暢通無阻，適應性好。

　　b. 0.75<Sw≤1.0時，表示尚能適應，但高峰時有阻車現(xiàn)象。

　　c. Sw>1.0時，表示不能適應交通需求，嚴重阻車。

　�、� 路網(wǎng)里程飽和率：指公路網(wǎng)中飽和度等于或大于1.0的路段長度與公路網(wǎng)總里程之比，用Zw表示即：

　　式中：L_i－第i個飽和路段里程（km）。

　　 L_w－同前。

　　4. 區(qū)域公路的通達程度

　　 區(qū)域公路網(wǎng)的通達程度，就是公路網(wǎng)中各個節(jié)點間的連接方便緊密程度情況，通常用路網(wǎng)密度、路網(wǎng)連通度和節(jié)點的通達性來表達。

　　 ①公路網(wǎng)密度：依據(jù)公路網(wǎng)所在區(qū)域的面積、人口、經(jīng)濟為基數(shù)來計算。分別稱為面積網(wǎng)密度r1、人口網(wǎng)密度r2、經(jīng)濟網(wǎng)密度r3和綜合網(wǎng)密度r4。公路網(wǎng)密度是一個宏觀指標，正是從區(qū)域交通運輸經(jīng)濟效益出發(fā)，試圖闡明路網(wǎng)密度的適應性。

　　 (1-15)

　　式中：L_W――公路網(wǎng)總里程（km）。

　　 A ――區(qū)域土地面積（km²）。

　　 P ――區(qū)域內(nèi)人口數(shù)（人）。

　　 E ――區(qū)域經(jīng)濟指標，如：GDP（萬元或億元）。

　　 L_d ――路網(wǎng)等效里程（km）。

　　等效里程是以一般二級公路作為標準級公路，將其他技術等級的公路按車公里折算（用各級公路的通行能力計算車公里）為標準級公路時的相當長度，計算公式如下：

　　 （1-16）

　　 式中：b_j ――j級公路一個車道的等效系數(shù)，見表1-1。

　　m_j ――j級公路的車道數(shù)（條）。

　　x_j ――j級公路的實際里程（km）。

　　m₂ ――一般二級公路的車道數(shù)（條）。

　　表1-1 等效系數(shù)換算表

　　 ②路網(wǎng)連通度：是指構成路網(wǎng)邊數(shù)與節(jié)點總數(shù)的比重，用D_W表示，計算式為：

　　 （1-17）

　　式中：H ――相鄰兩節(jié)點間的平均空間直線距離（km），。

　　A ――區(qū)域面積（km²）。

　　N ――區(qū)域內(nèi)應連通的節(jié)點數(shù)。

　　 Z ――路網(wǎng)變形系數(shù)，其值與路線彎曲情況和節(jié)點分布的幾何形狀有關。

　　 L_W――同前。

　　 路網(wǎng)連通度的值在平均意義上反映了公路網(wǎng)節(jié)點連通的強度。當D_W接近1.0時，路網(wǎng)布局為樹狀，各節(jié)點多為二路連通；當D_W為2.0時，路網(wǎng)布局為方格狀，各節(jié)點多為四路連通；當D_W大于3.0時，路網(wǎng)布局為三角狀，各節(jié)點為六路連通。

　　 ③節(jié)點的通達性：是度量一個節(jié)點與其它節(jié)點聯(lián)系難易程度的指標，用D_k表示（k為節(jié)點標號），其值一般用連接該點的網(wǎng)絡邊數(shù)表示，邊數(shù)越多，通達性越高。由于在公路網(wǎng)絡中，一條邊必須連接兩個節(jié)點，故不難證明各節(jié)點的平均通達性與公路網(wǎng)連通度有近似2倍的關系。

　　 以上主要介紹了反映公路網(wǎng)道路和交通特征參數(shù)的計算方法，由它們就可構成公路網(wǎng)功能的技術評價指標體系。

　　二、 區(qū)域公路網(wǎng)的綜合評價

　　 區(qū)域公路網(wǎng)建設與發(fā)展的目標主要有兩方面，一是保證區(qū)域內(nèi)外的有效連通，促進區(qū)域社會進步和經(jīng)濟發(fā)展，二是滿足交通需求，提高運輸效益。區(qū)域公路網(wǎng)的評價，一般按照社會評價、經(jīng)濟評價和技術評價三個組成部分來分析。評價的方法分單項指標法和綜合法兩種，而評價指標的選擇與計算，是整個評價系統(tǒng)的共性問題，亦是影響評價結果的關鍵所在。對于技術評價而言，主要應針對路網(wǎng)的內(nèi)部結構和使用功能，其基本要求歸納為三點，可選用以下單項技術指標，即：公路網(wǎng)密度、網(wǎng)容量、網(wǎng)車速、行程時間、交通容量比（擁擠度）、路網(wǎng)等級、通行能力、里程飽和度、路網(wǎng)連通度、路網(wǎng)事故率等項指標加以分析評價。

　　1. 單項指標分析評價法

　　單項指標分析評價法就是給各項指標相應于不同的適應情況的標準，而后把計算求得的實際值與標準值相比較來確定各項指標的適應程度，最后得出有關結論。根據(jù)評價工作的需要，可以把區(qū)域公路網(wǎng)的適應的評價語言，劃分為（好、較好、一般、較差、差）五種情況。評價標準的確定因素較廣，于人們的感受和主觀成份較大，不確定性顯著，部分指標難以用固定的數(shù)值來度量。但為了便于在實際中應用，根據(jù)專家調查結果，采用集值統(tǒng)計法，確定了以下幾項指標的評價標準（見表2）供參考。

　　其它指標的評價，可根據(jù)有關規(guī)范中的技術指標加以對比分析、論定。

　　表2 部分單項指標評價標準

　　2. 公路網(wǎng)適應性的綜合評價

　　 因公路網(wǎng)的評價系統(tǒng)是社會評價、技術評價和經(jīng)濟評價三個子系統(tǒng)組成，而每個子系統(tǒng)又包含有若干個指標，它們分別從某一方面表示路網(wǎng)系統(tǒng)方案的特性。各個單項指標乃至一個子系統(tǒng)，均難以對公路網(wǎng)作出滿意的綜合評價，具有一定的模糊性，為此，應對公路網(wǎng)整體作出客觀的優(yōu)劣評價，常用的方法是價值法，而在這種方法中，又有多種結構模型，對現(xiàn)狀公路網(wǎng)的評價，則采用其中的模糊數(shù)學結構模型較合理的模型。

　�、僦笜擞�

　　 X＝{x₁，x₂，x₃ }

　　 評語域：

　　 Y＝{Y₁ Y₂ Y₃ Y₄ Y₅}

　　是X×Y上的模糊關系矩陣，其元素r_ij表示第i個指標相對于第j評語的隸屬度； A＝{a₁，a₂，a₃}是指標X上的模糊向量，指標權重；B＝{b₁，b₂，b₃，b₄，b₅}是評價語域Y上的模糊向量，評價結果，則稱式（2-1）模糊變換為綜合評價模型。

　　公式： B＝A*R （2-1）

　　取模糊矩陣的合成運算為一般矩陣的運算規(guī)則，根據(jù)最大隸屬原則，如有b_k＝max{b₁，b₂，b₃，b₄，b₅}則路網(wǎng)的綜合評價結果為Y_K（K=1，2，3，4，5），依據(jù)參數(shù)D_b＝b_最小＋b_次小 （2-2）

　　和模糊關系向量R_i{r_i1，r_i2，r_i3，r_i4，r_i5}就可以對公路網(wǎng)的綜合適應性及各項指標的適應性作出進一步的分析。上述綜合評價模型可按實際需要增減，對于現(xiàn)狀公路網(wǎng)的評價，取擁擠度、路網(wǎng)技術等級、連通度這三項指標可以滿足要求。

　�、诠�路網(wǎng)的綜合評價，重點在于分析各項指標相對于路網(wǎng)分布情況的模糊性，因此各項指標的隸屬度，可按其在路網(wǎng)分布的實際情況來確定。參考表2中的評價標準，根據(jù)路網(wǎng)中路段的飽和度和技術等級在相應范圍內(nèi)的里程分布比例，將路網(wǎng)連通度D_W的標準放大1.0倍，按照路網(wǎng)圖上通達性在這個標準相應范圍內(nèi)的節(jié)點數(shù)與路網(wǎng)節(jié)點數(shù)的比值，即可圈定D_W的隸屬度，從而確定模糊矩陣R值。

　　權重系數(shù)的確定目的主要用來反映各項指標的作用和不同影響，一般通過專家咨詢來確定，根據(jù)具體情況可分別采用專家小組或發(fā)表調查方法，把調查結果匯總整理后，即可得到各項指標權重系數(shù)。

　　調查結果整理方法：

　�、拧⑵骄鶖�(shù)法

　　 （2-3）

　　式中：

　　――第i個評判指標的平均權重。

　　――第j個專家給第i個指標的權重所賦值。

　　m――咨詢專家數(shù)目

　　需要注意的是為了便于專家判別，只要求給權重賦值0≤a_ij≤1.0即可。

　　⑵、中位數(shù)法

　　就是對固定的i將a_ij（1，2，3……m）按其值大小順序排列，則有

　　 m為奇數(shù)時（2-4）

　　 m為偶數(shù)時

　　式中：符號含義同前。

　　將用上述方法整理得到的各項指標平均權重作統(tǒng)一化處理，便有其權重系數(shù)為：

　　 （2-5）

　　依據(jù)上述原理，通過發(fā)表調查方法即可得到公路路網(wǎng)飽和度、技術等級即連通度的權重數(shù)。

　　以上主要介紹了公路網(wǎng)的綜合評價方法，由這些即可對區(qū)域公路網(wǎng)做出較為全面的技術分析和綜合評價，從而為區(qū)域公路網(wǎng)是否需要進行改建或新建提供更充分的論證依據(jù)。

　　參考文獻：

　　1. 《公路建設項目可行性研究報告編制辦法》 1996年

　　2. 《公路網(wǎng)規(guī)劃與設計》人民交通出版社 1995年

　　3. 日本《交通工程學》人民交通出版社 1994年

　　4. 玄北周等編《情報分析與預測》

　　5. 《中國公路投資優(yōu)選分析及可行性研究方法》世界銀行

　　6. 《統(tǒng)計學原理》