摘 要 針對軌道線網(wǎng)規(guī)劃評價(jià)的特點(diǎn),在對已有的現(xiàn)有評價(jià)方法適用性分析基礎(chǔ)上,提出了一種組合的綜合評價(jià)方法及指標(biāo)體系。
關(guān)鍵詞 城市軌道交通,線網(wǎng)規(guī)劃,指標(biāo)體系,決策方法
1 引言
軌道線網(wǎng)規(guī)劃的評價(jià)是對軌道線網(wǎng)規(guī)劃方案的網(wǎng)絡(luò)特性、技術(shù)指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境等方面做出相對滿意度的判斷,是方案優(yōu)選與決策的基礎(chǔ)。目前對軌道線網(wǎng)評價(jià)較多采用線路總發(fā)送量、日均客流量、客流強(qiáng)度等評價(jià)指標(biāo)。由于這些指標(biāo)僅針對線網(wǎng)本身,而不是立足于城市整個公共交通系統(tǒng)乃至城市綜合客運(yùn)系統(tǒng),就可能造成線網(wǎng)局部效應(yīng)分析最優(yōu),而從整體角度分析未必最優(yōu)的結(jié)果。
軌道交通線網(wǎng)評價(jià)有如下特點(diǎn):第一、軌道線網(wǎng)規(guī)劃投資大,時間跨度長,通常遠(yuǎn)景目標(biāo)年超過城市總體規(guī)劃年限,屬于不完全確定的狀態(tài);第二、軌道線網(wǎng)的評價(jià)指標(biāo),有些可以定量,有些是無法量化的,如促進(jìn)城市土地的合理開發(fā),提高勞動生產(chǎn)率等;第三、不同的評價(jià)主體所需達(dá)到的目標(biāo)是多樣的,有的目標(biāo)是相互沖突的,如使用者希望出行費(fèi)用低廉,而運(yùn)營者重視經(jīng)營收益性,希望票價(jià)高一些。
因此,對于軌道線網(wǎng)規(guī)劃這樣一種半結(jié)構(gòu)化、非完全定量、多目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng),不可能采用簡單的項(xiàng)目評價(jià)法。本文提出一種軌道線網(wǎng)方案評價(jià)的組合綜合評價(jià)方法及其評價(jià)指標(biāo)體系。
2 軌道交通評價(jià)準(zhǔn)則與目標(biāo)
軌道交通系統(tǒng)的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與目標(biāo),是改善居民出行可達(dá)性,推進(jìn)城市結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整,擴(kuò)展城市的發(fā)展空間,改善生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境。這些目標(biāo)包括功能目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)、社會目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)。
1) 功能目標(biāo)
主要涉及軌道線網(wǎng)交通質(zhì)量,包括與城市規(guī)劃的匹配程度、可達(dá)性、安全性、服務(wù)性以及滿足交通需求的能力;
2) 經(jīng)濟(jì)目標(biāo)
軌道線網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)營、管理費(fèi)用與運(yùn)營收入的狀況;
3) 社會目標(biāo)
軌道線網(wǎng)對整個交通系統(tǒng)運(yùn)營狀況的改善以
及促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度等;
4) 環(huán)境目標(biāo)
軌道線網(wǎng)對環(huán)境方面消極影響及對人類有用資源的耗費(fèi)程度。
3 軌道線網(wǎng)評價(jià)指標(biāo)體系
軌道線網(wǎng)的評價(jià)指標(biāo)應(yīng)能獨(dú)立反映線網(wǎng)規(guī)劃的某一具體方面的特征,并與軌道線網(wǎng)規(guī)劃方案選優(yōu)的目標(biāo)相聯(lián)系; 評價(jià)指標(biāo)的數(shù)量應(yīng)越少越好,且每一評價(jià)指標(biāo)應(yīng)具有可量測性,或者可以通過定量法獲得,或者可以用定性分級比較的方法獲得。評價(jià)指標(biāo)應(yīng)合理公正,不能以主觀判斷一種方案形式有利而另一種方案形式不利。本文在進(jìn)行軌道線網(wǎng)評價(jià)時分兩層次5 個方面建立指標(biāo)體系。第一層次通過結(jié)構(gòu)特征評價(jià)產(chǎn)生候選方案;第二層次是對候選方案進(jìn)行交通功能、運(yùn)營效益、社會效益及持續(xù)發(fā)展四方面應(yīng)用組合的綜合評價(jià)決策。
3. 1 候選方案產(chǎn)生
采用線網(wǎng)長度、中心區(qū)線網(wǎng)密度、非直線系數(shù)、換乘節(jié)點(diǎn)數(shù)、覆蓋面積率以及與大型客流集散點(diǎn)銜接數(shù)量等指標(biāo),對軌道線網(wǎng)預(yù)選方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征評價(jià)并產(chǎn)生候選方案。
(1) 軌道線網(wǎng)長度:規(guī)劃區(qū)軌道線網(wǎng)各條線路長度之和。該項(xiàng)指標(biāo)在功能相同條件下越短越好。
(2) 中心區(qū)線網(wǎng)密度:線網(wǎng)中心區(qū)軌道交通線網(wǎng)長度與中心區(qū)面積之比,反映軌道交通線網(wǎng)在中心區(qū)的服務(wù)水平。
(3) 非直線系數(shù):軌道交通線路實(shí)際長度與軌道交通線路起終點(diǎn)空間直線長度之比,反映快速軌道交通線網(wǎng)各線的順直程度。環(huán)線的此系數(shù)按主要集散點(diǎn)之間的實(shí)地距離與空間直線距離之比。
(4) 換乘節(jié)點(diǎn)數(shù):軌道交通線網(wǎng)線路相交點(diǎn)的數(shù)量,反映快速軌道交通靜態(tài)線網(wǎng)提供換乘的靈活程度。
(5) 覆蓋面積率:在中心區(qū)按軌道交通沿線每側(cè)750 m 范圍的用地面積,在郊區(qū)按軌道交通沿線每側(cè)1 000 m 范圍的用地面積,兩者之和為軌道線網(wǎng)覆蓋面積。其與軌道線網(wǎng)規(guī)劃區(qū)面積之比為軌道線網(wǎng)覆蓋面積率。
(6) 與大型客流集散點(diǎn)銜接數(shù)量:軌道交通線網(wǎng)線路與大型客流集散點(diǎn)銜接的數(shù)量,反映軌道交通線網(wǎng)對大型客流集散點(diǎn)的覆蓋性。
3. 2 候選方案評價(jià)的指標(biāo)體系
(1) 交通功能評價(jià)
采用日均客運(yùn)總量、換乘率、線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度以及軌道交通客運(yùn)量占公交總客運(yùn)量的比例等指標(biāo), 對軌道交通線網(wǎng)的交通功能進(jìn)行評價(jià)。
① 日均客運(yùn)總量:規(guī)劃年度軌道交通線網(wǎng)各線客運(yùn)量之和,以交通需求量分析結(jié)果為依據(jù)。
② 換乘率:軌道線網(wǎng)的換乘客運(yùn)量與軌道線網(wǎng)總客運(yùn)量之比,反映軌道交通線網(wǎng)對乘客出行直達(dá)的滿足程度。
③ 線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度:軌道線網(wǎng)日均客流量與軌道線網(wǎng)總長度的比值,反映軌道交通線網(wǎng)單位長度承擔(dān)的客流量,用以評價(jià)軌道線網(wǎng)的運(yùn)營效率和經(jīng)濟(jì)性。
④ 軌道交通方式占公交方式的比例:軌道交通方式日均總客運(yùn)量與公交方式總客運(yùn)量的比值,用以評價(jià)軌道交通方式在公交方式中的地位。
(2) 運(yùn)營效益評價(jià)
運(yùn)營效益評價(jià)系統(tǒng)主要從建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)營費(fèi)用、運(yùn)營收入等角度對軌道交通的財(cái)務(wù)收支情況進(jìn)行評價(jià)。
① 建設(shè)費(fèi)用:各種軌道方式每公里平均造價(jià)與該方式里程之積的總和。從中可了解工程難易程度并判斷投資的可能性。
② 運(yùn)營費(fèi)用:客流周轉(zhuǎn)量與每公里人均運(yùn)營成本之積,反映線網(wǎng)客流度及建設(shè)管理水平。
③ 運(yùn)營收入:為日均客流量與票價(jià)之積,反映經(jīng)營者的經(jīng)濟(jì)利益。
(3) 社會效益評價(jià)
社會效益評價(jià)主要針對軌道交通方式引起整個公交方式服務(wù)水平的提高以及緩解城市道路擁擠程度的情況進(jìn)行分析,如公交方式的出行比例、公交方式的平均出行時間、平均機(jī)動車速、居民平均出行時間、路網(wǎng)負(fù)荷均勻性等。
① 公交方式的出行比例:公交出行占全方式的比例,用以評價(jià)軌道交通線網(wǎng)對城市交通結(jié)構(gòu)的改變。
② 公交方式的平均出行時間:城市居民以公交方式出行的平均出行時間,用以評價(jià)軌道交通線網(wǎng)對居民出行時間的改善程度。
③ 平均機(jī)動車速:城市中心區(qū)高峰數(shù)段道路機(jī)動車速的平均值,用以評價(jià)軌道交通對城市道路機(jī)動車速的影響。
④ 居民出行時間[2 ]: 路網(wǎng)出行總時間tT =
nn
∑∑Nijtij + thc,其中Nij 、tij 分別為( i , j) 點(diǎn)對之
i =1 j=1
間的客流量及出行時間; thc 為路網(wǎng)折算換乘總時間; tT 為路網(wǎng)中一天全部出行時間總和,包括折算換乘時間及路段出行時間。
⑤ 路網(wǎng)負(fù)荷均勻性[2 ]:路網(wǎng)負(fù)荷均勻性,ψ = 11 ∑(ηi-ηT) 2 ]1/ 2 , 反映路段負(fù)荷ηi ( qi/ ci)ηT[
m i =1
m偏離平均負(fù)荷率ηT 的程度。其中qi 、ci 分別為第i 條種路段的客流量及客流容量;ηT= 1 ∑ηi, 為
m i =1
m所有路段負(fù)荷率的平均值; m 為軌道交通路段總數(shù)。ψ值越小,路網(wǎng)負(fù)荷均勻性越好,行車組織越經(jīng)濟(jì),運(yùn)營成本越低,路網(wǎng)能發(fā)揮的總體運(yùn)能就越大。
(4) 持續(xù)發(fā)展評價(jià)
采用與土地利用吻合程度、沿線土地開發(fā)價(jià)值、線網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性等指標(biāo)對軌道線網(wǎng)持續(xù)發(fā)展特性作出評價(jià)。
① 與土地利用吻合程度:軌道交通線網(wǎng)與城市總體規(guī)劃擬定的土地利用吻合程度,可用軌道交通吸引范圍內(nèi)的人口崗位數(shù)與同期全部的人口崗位的比例表示,以評價(jià)軌道交通線網(wǎng)與城市總體規(guī)劃的一致性。
② 沿線土地開發(fā)價(jià)值:軌道交通沿線土地利用開發(fā)價(jià)值,以評價(jià)軌道交通線網(wǎng)對土地潛在開發(fā)能力的影響。
③ 線網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性: 軌道交通線網(wǎng)的可調(diào)節(jié)性,以評價(jià)軌道交通線網(wǎng)適應(yīng)城市發(fā)展變化的能力。
4 組合的綜合評價(jià)法
對于多目標(biāo)、多因素、多層次的復(fù)雜系統(tǒng),其評價(jià)方法有層次分析法、層次熵分析法以及模糊聚類分析法。但如何建立一套切實(shí)可行,又能全面準(zhǔn)確衡量軌道交通線網(wǎng)方案優(yōu)劣的評價(jià)方法是一個值得研究的問題。
4. 1 已有評價(jià)方法分析
(1) 層次分析法(AHP)
層次分析法是一種決策思維方法,它將復(fù)雜的問題分解為各個組成因素,將這些因素按支配關(guān)系分組形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu),通過兩兩比較的方式確定層次中諸因素(指標(biāo)) 的相對重要性,綜合人的判斷以決定諸因素相對重要性的順序。
AHP 方法的根據(jù)是評價(jià)指標(biāo)對象的層次性, 得出的結(jié)果是各決策方案相對于總目標(biāo)的優(yōu)先順序,適用于方案各層次指標(biāo)的排序及權(quán)重分析。
(2) 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)法
它是通過確定各方案指標(biāo)與相對方案指標(biāo)的類似程度,進(jìn)而確定各方案的優(yōu)劣。具體步驟為:
① 選擇各方案同類指標(biāo)中的最佳值,形成參考
數(shù)列: { X0} = { X0 (1) , X0 (2), ?, X0 (N)} (1)
② 求關(guān)聯(lián)系數(shù):
min min |X0 (k) -Xi(k)|+ρmax max |X0 (k) -Xi(k) |
ik
ξi(k)= i k
|X0 (k) -Xi(k) |+ρmax max |X0 (k) -Xi(k) |
ik
(2)
③ 求關(guān)聯(lián)度Ri :
1Ri= n ∑ξi(k) (3)
nk=1
Ri 反映了方案與參考方案的關(guān)聯(lián)程度。Ri 越大,方案越優(yōu)。
灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)法在數(shù)據(jù)處理過程中沒有摻入人的主觀判斷,而是對確定的定量指標(biāo)進(jìn)行比較與計(jì)算,保證了結(jié)論的真實(shí)性。因此,該方法適用于軌道線網(wǎng)規(guī)劃評價(jià)過程中對確定的定量指標(biāo)的評價(jià),
也適用于軌道線網(wǎng)初始方案比較后產(chǎn)生候選方案的評價(jià)。
(3) 模糊評價(jià)法
模糊綜合評價(jià)法是將不確定的信息用定量的方法加以處理,變定性決策為定量決策,增加判斷的直觀性、準(zhǔn)確性。
4. 2 一種組合評價(jià)方法
候選方案綜合效益評價(jià)是對候選方案進(jìn)行一次全面、詳細(xì)的分析和考核,以謀求軌道線網(wǎng)系統(tǒng)整體功能的“最優(yōu)”,而不僅僅是某一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)的“最大值”,并在系統(tǒng)整體優(yōu)化過程中,不斷向決策者提供各種關(guān)系信息。本文提出一種組合方法是將已有的系統(tǒng)決策方法運(yùn)用其各自的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的軌道交通線網(wǎng)的綜合評價(jià)與決策方法。即:以多級模糊綜合評價(jià)為框架,按評價(jià)指標(biāo)類別, 利用層次分析法建立評價(jià)的多級權(quán)重;利用灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)法求運(yùn)營效益指標(biāo)的評價(jià)矩陣,采用模糊評價(jià)模型建立交通功能指標(biāo)或運(yùn)營效益指標(biāo)的評價(jià)矩陣;利用專家系統(tǒng)或打分法建立持續(xù)發(fā)展指標(biāo)的評價(jià)矩陣,采用多級模糊綜合評判的步驟、算子及評判準(zhǔn)則,分別計(jì)算軌道線網(wǎng)各預(yù)選方案的廣義效用函數(shù)值,以效用值的大小對各方案進(jìn)行排序和優(yōu)選,為決策者提供決策的依據(jù),實(shí)現(xiàn)軌道線網(wǎng)方案的評價(jià)決策。圖1 為該方法的框架圖。
廣義效用函數(shù)計(jì)算方法是首先計(jì)算各子系統(tǒng)“效用值”:
n
ui = ∑wij ·fij (7)
j=1
式中:fij — 表示第i 個子系統(tǒng)第j 個指標(biāo)的效用值; wij 對應(yīng)fij 的權(quán)重; n 表示第i 個子系統(tǒng)的指標(biāo)總數(shù)。然后計(jì)算整個系統(tǒng)的“效用值”:
m
U= ∑Wi ·ui (8)
i =1
式中: Wi 第i 個子系統(tǒng)的權(quán)重;
ui — 第i 個子系統(tǒng)的效用值;
m 表示子系統(tǒng)的總數(shù)。
圖1 軌道線網(wǎng)方案組合評價(jià)方法的流程
參 考 文 獻(xiàn)
1 顧保南,方青青. 城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃的評價(jià)指標(biāo)體系研究. 城市軌道交通研究,Vol. 3. No1. 2000 ,3(1) :24～27.
2 呂慎. 城市快速軌道線網(wǎng)布局規(guī)劃研究: [ 學(xué)位論文] . 南京:東南大學(xué),2000.
3 楊賽霓. 面向可持續(xù)發(fā)展的城市交通系統(tǒng)綜合評價(jià)指標(biāo)體系: [ 學(xué)位論文] . 南京:東南大學(xué),2000.
