闻 龙 吴高南

(重庆交通大学土木建筑学院,中国 重庆 400074)

随着我国经济社会的发展,交通部明确提出了“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念,经济效益已经不是公路建设的唯一因素。然而我国关于道路景观的安全评价的分析才刚刚起步,安全评价的指标比较单一。在针对现有安全评价方法与评价指标的不足,提出基于模糊数学评价方法的路侧绿化景观评价体系。

1 材料与方法

1.1 路侧绿化景观安全评价指标体系的构建

公路路侧绿化景观直接决定着驾乘人员的安全驾驶,因此建立一个公路路侧景观安全评价的指标体系,对道路行驶安全性进行评价。

安全评价指标体系的建立,需要遵循:“科学性原则、系统性原则、可操作性原则、典型性原则、定性和定量相结合的原则、动态性原则和安全性原则。”

1.2 评价指标的选取

公路路侧绿化景观随公路线形的延展,是分布在很长的地域上。本文主要综合国内外关于公路路侧绿化景观安全评价的研究,已经结合路侧景观绿化的特点,以及评价体系建立的原则,主要从植被自身属性,视觉安全性,景观布置三个方面进行分析,共选取11个评价指标构建公路路侧绿化景观的安全评价指标体系如图1。

1.3 层次分析法(AHP)确定权重

层次分析法AHP是将与决策总是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。

图1 公路路侧绿化景观的安全评价指标体系

1.4 划分评价标准

由于公路路侧绿化景观安全性评价的复杂性,根据现有研究成果基础上,加上专家的意见,以100分制建立11个二级评价指标标准如表1。

1.5 建立模糊关系矩阵R

模糊关系矩阵R([rij])是元素域u到评语的等级论语V的模糊子集,其中rij是第i个评判因素ui对第j个评判等级的隶属度。

隶属度函数采用半梯形分布的形式建立如下:

确定r值时首先计算指标值,然后按照评分标准将指标值换算成得分值,取某一指标在各路段得分值的算术平均值作为整条路线中这一指标的评分值,最后按照以上各式计算出该指标的隶属度r值。

表1 公路路侧绿化景观安全指标评价表

1.6 确定各因素的权重向量W

评价指标权重确定是很关键的一步,其直接影响评价的科学合理性,用层次分析法确定一级指标的权重,二级指标权重通过主客观组合赋权法确定。

1.7 确定模糊关系D

将W与R合成即可以得到被评事物与评语等级间的模糊关系D:

根据最大隶属度原则,若存在i∈[1,2,3],使得d=max[di]成立,则认为属于第i个评语Vi,其中1,2,3依次对应优,良和差。

1.8 多层次综合评价

采用上述方法由第三层指标评价第二层指标,再综合第二层指标的评价结果得到线形安全的总评结果,以优、良、差三个等级表示。

1.9 路侧绿化景观安全指标

道路路侧绿化景观安全指数ASI是综合考虑各种影响线形质量的因素计算出的评分值,其计算式为:

其中 90、70、50 分别为优、良、差三个等级的阀值,R优、R良、R差分别为路段属于优、良、差的隶属度值,ASI值越大说明景观安全性越好。

2 评价方法的应用

根据多名专家对于某条道路的路侧绿化景观安全性的各项指标评分的结果,得到某一路段的各分值的算术平均值:

表2 路侧绿化景观安全性各项指标评分

2.1 计算隶属度

C1:{0.64,0.34,0}

C2:{0.29,0.5 , 0.21}

C3:{0,0.42,0.58}

C4:{0.63,0.37,0}

C5:{0.075,0.5,0.425}

C6:{0.25,0.5,0.25}

C7:{0.53,0.47,0}

C8:{0.3,0.5,0.2}

C9:{0.74,0.26,0}

C10:{0.56,0.44,0}

C11:{0,0.42,0.58}

2.2 确定权重

按照层次分析法的原理建立判断矩阵,求出第一层指标的权重向量W0。

表3

第二层指标权重W0

对于植物本身属性的指标权重W0

表4

对于视觉安全性与景观布置的权重采用专家订权重:

表5

2.3 模糊综合评价

由模糊关系式可得植被自身属性指标B1的隶属度:

由模糊关系式可得视觉安全性指标B2的隶属度:

由模糊关系式可得景观布置指标B3的隶属度:

在以上式的基础上再次应用模糊关系式得出线形安全评价结果为

根据最大隶属度原则,计算得到当i=2时,d=max[d1],i=2时对应为评语等级为“良”,所以认为该路线的安全评价等级为“良”。

2.4 路侧绿化景观安全指数

由式可得到线形安全指数为:ASI=90×0.42+70×0.435+50×0.144=75.45

3 结语

针对路侧绿化景观安全评价具有模糊性的特点,采用模糊数学评价方法能够综合考虑多项指标对评价结果的影响,评价结果具备相当的可靠性和真实性,通过对上述路段的评价可以看出,这段路的总体安全状况为良,但是一些具体的指标如植被的色彩,植被通透视距的评价结果并不理想,从而导致景观安全指数偏低,针对具体指标的不足可以采取相应的改进措施,如增加植被色彩种类,降低植被高度,增加通透视距等等,逐步完善线形的安全性能。

[1]李世武,杨志发,王云鹏,等.高速公路路侧景观对交通安全的影响的综合评价方法[J].吉林大学学报:工学版,2007,7,37.

[2]崔田田.山区高等级公路路侧绿化景观安全评价及合理构建模式研究[D].湖南:中南大学,2011.

[3]陈秀波,朱德全,袁立伟.模糊数学法在高速公路景观评价中的应用[J].安徽农业科学,2012,40.

[4]郭忠印,曹继伟,杨漾,张宇辉.基于高速公路线形综合指标的安全评价模型[J].同济大学学报,2009,11,37.

[5]赵宏彧.基于交通安全的公路景观设计与评价[D].西安:长安大学,2011.

[6]李香红.草原公路景观对驾驶员心理生理影响的研究[D].内蒙古:内蒙古农业大学,2010.

[7]杨纶标,高英仪,编.模糊数学原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2005.