濱水空間大型地下停車場(chǎng)安全評(píng)價(jià)
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李陽生，陳陸亮，趙淵，吳桂林，王信才，童瑤
（1．上海市徐匯區(qū)市政和水務(wù)管理署，上海200235;
2．上海寰中交通咨詢有限公司，上海200011;
3．上海國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心開發(fā)有限公司，上海200082;
4．上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院，上海200240）
【摘要】隨著私家車保有量的增長(zhǎng)，停車場(chǎng)的安全問題也備受矚目。本文針對(duì)停車場(chǎng)的具體情況采取了一些評(píng)價(jià)指標(biāo)用于評(píng)價(jià)停車場(chǎng)安全，利用模糊綜合評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)停車場(chǎng)的安全問題建立模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用VISSIM微觀仿真軟件來構(gòu)建地下停車場(chǎng)的交通流組織，確定潛在的安全沖突點(diǎn)。最后結(jié)合海國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心停車庫(kù)的案例，根據(jù)不同的安全等級(jí)對(duì)各層的安全沖突點(diǎn)加以分析評(píng)價(jià)，從而對(duì)停車場(chǎng)安全管理提出建議措施。
【關(guān)鍵詞】停車場(chǎng)；安全評(píng)價(jià)；模糊綜合評(píng)價(jià)；微觀仿真
1安全評(píng)價(jià)背景
安全評(píng)價(jià)，又叫危險(xiǎn)評(píng)價(jià)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，其目的是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、工程安全。主要是應(yīng)用安全系統(tǒng)工程的方法原理，辨識(shí)與分析系統(tǒng)工程中存在的危險(xiǎn)和有害因素，對(duì)系統(tǒng)、工程發(fā)生事故和危害的可能性與嚴(yán)重程度進(jìn)行判斷，從而科學(xué)制定防范措施和管理決策。安全評(píng)價(jià)需要兩方面的支持，既需要理論基礎(chǔ)支撐，又需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，兩者是不可或缺的組合。
確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是安全評(píng)價(jià)的核心問題。指標(biāo)體系的科學(xué)性、合理性與安全評(píng)價(jià)的質(zhì)量息息相關(guān)。因此，指標(biāo)體系的建立必須做到客觀、科學(xué)、合理、全面，反映出影響系統(tǒng)安全的各個(gè)因素。安全評(píng)價(jià)首先必須選擇安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，目前國(guó)內(nèi)外普遍公認(rèn)的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)可分為以下3種：隱患指標(biāo)、事故指標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。事前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要使用隱患指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。建立一套既科學(xué)又合理的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，必須遵循目的性原則、科學(xué)性原則和系統(tǒng)性原則。
2停車場(chǎng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.1車場(chǎng)入口安全評(píng)價(jià)指標(biāo)
停車場(chǎng)入口安全評(píng)價(jià)可以從路網(wǎng)條件和干擾條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括入口相鄰路段服務(wù)水平、駕駛員熟悉程度、交通干擾障礙率、入口車道長(zhǎng)度、入口視距安全、入口處服務(wù)水平等方面。
2.2停車場(chǎng)出口安全評(píng)價(jià)指標(biāo)
停車場(chǎng)出口安全評(píng)價(jià)可以從路網(wǎng)條件和干擾條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括出口相鄰路段服務(wù)水平、出口車道長(zhǎng)度、出口視距安全、出口處服務(wù)水平、交通干擾障礙率、駕駛員熟悉程度等方面。
2.3停車場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)
針對(duì)停車場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)安全分析包括停車場(chǎng)沖突點(diǎn)及重點(diǎn)通道評(píng)估分析。沖突點(diǎn)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：交叉口類型、交叉口流量、交叉口轉(zhuǎn)彎半徑、左轉(zhuǎn)彎車比例、交叉口服務(wù)水平（延誤）。通道安全評(píng)估指標(biāo)包括：通道坡度、通道寬度、沖突點(diǎn)個(gè)數(shù)、相關(guān)車位數(shù)、車道平曲線曲率。
綜上所述，可做出停車場(chǎng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。
3 模糊綜合評(píng)價(jià)原理及模型
3.1模糊綜合評(píng)價(jià)原理
作為一種應(yīng)用范圍較為廣泛的方法，模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論和層次分析法，從多個(gè)因素角度對(duì)事物隸屬度等級(jí)狀況進(jìn)行綜合評(píng)判。該法中應(yīng)用層次分析法，它將定性和定量方法相結(jié)合，對(duì)復(fù)雜決策問題的內(nèi)在關(guān)系、本質(zhì)及其影響因素等進(jìn)行研究分析，構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型，把相關(guān)元素分解成方案、準(zhǔn)則、目標(biāo)等多個(gè)層次，然后兩兩比較元素確定相對(duì)重要性，并最終以這種方式綜合判斷提供一種簡(jiǎn)單的決策方法。
模糊數(shù)學(xué)理論是數(shù)學(xué)領(lǐng)域一種全新的理論，它能為生產(chǎn)和生活中大量?jī)?nèi)涵和外延都不明確的概念（即模糊概念）提供解決方案，并能以定量的方式表達(dá)，可以為挺高定性評(píng)價(jià)的客觀性提供幫助。模糊綜合評(píng)價(jià)是一種非常有效的多因素決策方法，用于對(duì)受多種因素影響的主體做出全面的評(píng)價(jià)。其特點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)的正面的或者負(fù)面的，而是作為一個(gè)模糊的集合表示，評(píng)價(jià)結(jié)果更科學(xué)、客觀、全面。
3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型
在復(fù)雜大系統(tǒng)中，有很多需要考慮的層次不同的因素。因此，評(píng)價(jià)因子應(yīng)根據(jù)某些屬性分為幾類并對(duì)每一類進(jìn)行全面的評(píng)估，然后再綜合評(píng)判各類之間的評(píng)估。這產(chǎn)生了多層次模糊綜合評(píng)價(jià)問題。建立多層次模糊綜合評(píng)判模型的步驟如下。
(1)按某種屬性，將評(píng)判因素集合U劃分成m個(gè)子集，使其滿足以下條件：
得第二級(jí)評(píng)判因素集合：
在式(2)中，U．={Ui。}(i=1，2，…，m；k=l，2，…，nk)表示子集Ui中含有nk個(gè)評(píng)判因素。
(2)運(yùn)用單層次模糊綜合評(píng)判模型對(duì)每一個(gè)子集Ui中的nk個(gè)評(píng)判因素進(jìn)行評(píng)判，如果集中的諸因數(shù)的權(quán)數(shù)分配為A，，其評(píng)判決策矩陣為R，則第i個(gè)子集Ui的綜合評(píng)判結(jié)果B．如下：
(3)綜合評(píng)判U中的m個(gè)評(píng)判因素子集U．(i=l，2，…，m)，評(píng)判矩陣如下：
如果U中的各因數(shù)子集的權(quán)數(shù)分配為A，則可得綜合評(píng)判結(jié)果：
在(4)式中B+既是U的綜合評(píng)判結(jié)果，也是U中的所有評(píng)判因數(shù)的綜合評(píng)判結(jié)果。
如果U中還含有好多因素，則需要對(duì)其再次劃分，得到第三級(jí)乃至更高層次的模糊綜合評(píng)判模型。該多層次的模糊綜合評(píng)判模型不但避免了因素過多帶來的分配權(quán)重困難的缺點(diǎn)，而且反映出評(píng)判因素的不同層次。
4 停車場(chǎng)微觀仿真模型
利用VISSIM微觀仿真軟件來構(gòu)建地下停車場(chǎng)的交通流組織，獲取交叉口的平均延誤時(shí)間，確定潛在的安全沖突點(diǎn)。
在仿真進(jìn)行前，要根據(jù)實(shí)際停車場(chǎng)內(nèi)部路網(wǎng)在VISSIM軟件中建立仿真路網(wǎng)。通過對(duì)地下停車場(chǎng)每一層的微觀VISSIM模型進(jìn)行模擬仿真，確認(rèn)每一層潛在的安全沖突點(diǎn)，這些沖突點(diǎn)的特征包括：靠近進(jìn)出口，車流量相對(duì)交大，交叉口有多向車流。建議在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中設(shè)置安全警示標(biāo)識(shí)并安排疏導(dǎo)人員進(jìn)行控制和疏導(dǎo)。
停車場(chǎng)安全項(xiàng)目在構(gòu)建完每一層地下停車場(chǎng)的微觀仿真模型后，將模擬仿真重點(diǎn)集中在下班高峰，檢驗(yàn)單向集中高密度車流情形下的停車場(chǎng)運(yùn)營(yíng)狀況。
5 案例分析——上海國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心停車庫(kù)安全評(píng)價(jià)（以B1層為例）
首先對(duì)B1層區(qū)域進(jìn)行劃分和篩選（如圖2），共選出7個(gè)交叉口及3條主要通道進(jìn)行安全評(píng)估。
5.1 構(gòu)造系統(tǒng)評(píng)價(jià)矩陣
本項(xiàng)目所研究的停車場(chǎng)實(shí)例為地下停車場(chǎng)，在確定出相關(guān)的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)后，建立多層次評(píng)價(jià)模型。該模型一共有4層，頂層是總的安全評(píng)價(jià)目標(biāo)層，下一層為指標(biāo)層，第三、第四層次為方案層。
5.2 計(jì)算權(quán)值
選用專家打分法，確定層次分析法中各因素的權(quán)重，得到同層因素指標(biāo)相對(duì)于上一層某指標(biāo)的重要性兩兩比較結(jié)果，成對(duì)比較進(jìn)而得到nXn階的判斷矩陣A。
令，
該矩陣具有唯一非零的最大特征值，
交叉口評(píng)價(jià)的5個(gè)指標(biāo)分別標(biāo)記為N1、N2、N3、N4、N5，兩兩對(duì)比，得到每一個(gè)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)其上一層指標(biāo)的隸屬度，也即各層因素的相對(duì)權(quán)重，如1表所示。
一致性比率
，則接受該權(quán)重矩陣。
5.3 系統(tǒng)評(píng)價(jià)值的計(jì)算
通過VISSIM仿真（如圖3），獲得包括交叉口流量、左轉(zhuǎn)彎車比例、相關(guān)車位數(shù)、交叉口服務(wù)水平等數(shù)據(jù)。
將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化( normalization)，利用標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。本項(xiàng)目采用mm-max標(biāo)準(zhǔn)化方法是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行線性變換。設(shè)minA和maxA分別為交叉口流量的最小值和最大值，將A的一個(gè)原始值x通過mm-max標(biāo)準(zhǔn)化映射成在區(qū)間[45，95]中的值x1，其公式為：
交叉口轉(zhuǎn)彎半徑按照滿足最小轉(zhuǎn)彎半徑程度進(jìn)行打分，如果正好滿足最小轉(zhuǎn)彎半徑，則記為75分，大于最小轉(zhuǎn)彎半徑則記為85分。
交叉口安全評(píng)價(jià)指標(biāo)中（如表5），交叉口類型分為十字形和T字形。如果為T字形，則安全評(píng)價(jià)為50分，十字形交叉口安全評(píng)價(jià)為30分。
其他指標(biāo)則組織相關(guān)工作人員和專家對(duì)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值進(jìn)行打分，設(shè)定本文中關(guān)于本項(xiàng)目安全指標(biāo)值的取值區(qū)間為0～100，取值越大，則該指標(biāo)的安全程度越高，相應(yīng)安全性也越好。
5.4 評(píng)價(jià)結(jié)果
結(jié)合數(shù)學(xué)模型(5)得到系統(tǒng)中各交叉口的安全評(píng)價(jià)得分，如表8所示。
根據(jù)安全表8的級(jí)別劃分，確定的評(píng)估系統(tǒng)安全狀態(tài)。本項(xiàng)目中用來評(píng)價(jià)系統(tǒng)安全的安全等級(jí)一共有四個(gè)，分別如表9所示。
根據(jù)安全評(píng)價(jià)結(jié)果，B1層的安全狀況如圖4所示。
由此可見，B1層的安全狀況不容樂觀，圖中存在著較多的安全隱患，其中，安全性較差交叉口一個(gè)，狀況一般交叉口3個(gè)、通道1條、出入口1個(gè)。具體分析各較差狀況安全地塊，較差以及一般交通狀況出現(xiàn)的區(qū)域均與出入口相連接。因此建議航運(yùn)服務(wù)中心停車場(chǎng)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)出車輛的管理，減少交通沖突；同時(shí)，在車輛進(jìn)出高峰時(shí)段對(duì)相關(guān)交叉口的車輛進(jìn)行疏導(dǎo)，以防患于未然。
6 結(jié)語
本文以停車場(chǎng)安全評(píng)價(jià)問題為研究對(duì)象，綜合考慮入口、出口、場(chǎng)內(nèi)三個(gè)方面，創(chuàng)建針對(duì)停車場(chǎng)系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)體系。采用模糊綜合評(píng)價(jià)技術(shù)建立模型實(shí)現(xiàn)了停車場(chǎng)的安全問題的評(píng)價(jià)是本文的創(chuàng)新之處，結(jié)合微觀仿真軟件VISSIM預(yù)測(cè)分析，最終以上海國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心停車庫(kù)作為具體案例，通過相應(yīng)的模型計(jì)算得到了車庫(kù)各部分的安全評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，并做出了停車場(chǎng)安全評(píng)價(jià)結(jié)果分析示意圖，從而對(duì)上海航運(yùn)服務(wù)中心停車場(chǎng)的管理提出了相關(guān)指導(dǎo)性要求。
