錢建國
(上海鐵路局 貨運處,上海 200071)
貨運站及貨場是鐵路運輸?shù)闹饕a(chǎn)單位,是貨運作業(yè)和裝卸等活動的場所,具有運輸組織、中轉(zhuǎn)換裝、裝卸儲存、信息服務(wù)等功能。既有的貨運站大都是在計劃經(jīng)濟條件下設(shè)置的,隨著城市化進(jìn)程的加快,城市規(guī)劃與既有貨運站布局逐漸不相適應(yīng),以上海鐵路局為例,當(dāng)前面臨搬遷或正在搬遷的貨場已超過 20 個。另一方面,在新線建設(shè)過程中,也面臨新建貨運站的選址問題。貨運站的位置是否合理將直接影響貨運站的作業(yè)能力、運輸效率、運輸成本、城市發(fā)展規(guī)劃等。貨運站的選址是一個復(fù)雜的系統(tǒng)問題,受到多種因素的影響?;趯哟畏治龅哪:C合評價法[1],可以在復(fù)雜的環(huán)境下對某種目標(biāo)進(jìn)行綜合決策評價,能較好地處理多要素、模糊性及主觀判斷等問題,把定性因素定量化,并能在一定程度上減少主觀影響,使評價更趨科學(xué)化。
(1)與城市發(fā)展規(guī)劃的適應(yīng)性。鐵路貨運站的選址要與城市發(fā)展規(guī)劃相一致,符合城市工業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城市交通的變化需求。①適應(yīng)城市工業(yè)布局的發(fā)展要求。新建貨運站應(yīng)盡可能位于工業(yè)基地、物流園區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)等主要貨源生成地或集疏地,滿足地方經(jīng)濟發(fā)展要求。②與城市交通發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)。貨運站的布置要盡量避免鐵路與城市主要干道的平面交叉和對城市的干擾。
(2)建設(shè)運營費用的經(jīng)濟性。貨場的建設(shè)費用主要包括用地費用、建設(shè)費用及拆遷費用等。要兼顧規(guī)劃超前性和實施的可操作性,盡可能合理利用原有設(shè)施,節(jié)省投資,提高效益。同時,要合理確定貨運站的服務(wù)半徑,使其既能滿足生產(chǎn)企業(yè)的運輸要求,又避免與鄰近或周邊貨運站的無序競爭。
(3)貨運站發(fā)展的可持續(xù)性。鐵路貨場的服務(wù)功能應(yīng)完善,規(guī)模要適度超前,滿足運量增長的遠(yuǎn)景要求。應(yīng)符合用地政策,充分利用城市地形、地貌等條件,并留有發(fā)展余地。要充分考慮環(huán)境保護(hù)要求,盡可能減少或避免給城市造成的噪聲、粉塵、污水等影響。
(4)鐵路運輸組織的便捷性。在路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中,新建貨運站應(yīng)與編組站、技術(shù)作業(yè)站聯(lián)系便捷,車流順暢,縮短運行里程,并加速車輛周轉(zhuǎn)。貨運站與編組站之間按貨物主要流向順向布置,貨場與車站到發(fā)場聯(lián)系方便,貨場與專用線布置協(xié)調(diào),減少和避免調(diào)車取送作業(yè)與正線的交叉干擾。
(5)與城市綜合交通的協(xié)調(diào)性。貨運站的設(shè)置應(yīng)考慮與周圍短途交通的合理銜接,使貨運站與公路、港口、內(nèi)河通道相互配套、協(xié)調(diào)發(fā)展,發(fā)揮綜合運輸效益。新建貨運站應(yīng)具備良好的進(jìn)出貨通道條件,與城市貨運主干道緊密銜接,方便進(jìn)出貨。要充分利用內(nèi)河河道、港口等資源,通過新建港池、深入港區(qū)等方式,實現(xiàn)多種交通方式的綜合協(xié)調(diào),促進(jìn)多式聯(lián)運的發(fā)展。
在對貨運站站址進(jìn)行比選的過程中,應(yīng)充分考慮貨運站布局的各項影響因素。概括來說,鐵路貨運站選址方案可用以下指標(biāo)集 U 進(jìn)行評價:與城市發(fā)展規(guī)劃的適應(yīng)性 u1,建設(shè)運營費用的經(jīng)濟性 u2,貨運站發(fā)展的可持續(xù)性 u3,鐵路運輸組織的便捷性 u4,與城市綜合交通的協(xié)調(diào)性 u5。定義貨場選址的評價指標(biāo)集為:U=( u1,…,ui,…,un),其中u1,…,ui,…,un為 n 個評價指標(biāo),在此 n 取 5。
設(shè)定貨場選址評語集為 V =( v1,…,vj,…,vm),其中 v1,…,vj,…,vm為 m 個評語等級。根據(jù)實際需要,設(shè)定為5個等級,V=(很好,較好,一般,差,較差)。
層次分析法是多目標(biāo)綜合評價的一種定量方法。層次分析法把復(fù)雜的問題分解為各個組成因素,將這些因素按支配關(guān)系分組形成有序階梯層次結(jié)構(gòu),通過兩兩比較的方式確定層次中各因素的相對重要性,然后進(jìn)行計算和判斷,以決定多個決策因素相對重要性的總順序。建立貨場選址評價的層次分析圖如圖1所示。利用成對比較法,將準(zhǔn)則層中各指標(biāo)兩兩比較,構(gòu)造矩陣 A。若有 n 個指標(biāo)參與比較,則 A=(aij)n×n稱為成對比較矩陣。成對比較矩陣中 aij的取值采用 1~9 標(biāo)度方法[2],標(biāo)度賦值如表1所示。
圖1 貨運站選址評價的層次分析圖
表1 標(biāo)度賦值含義
運用 MATLAB 軟件,求得矩陣 A 最大特征值和相對應(yīng)的特征向量;計算一致性指標(biāo) CI,查出對應(yīng)的隨機一致性指標(biāo) RI,求得一致性比例 CR。當(dāng)CR<0.1時,判定成對比較陣 A 具有滿意的一致性,或其不一致程度是可以接受;否則就調(diào)整成對比較矩陣A,直到達(dá)到滿意的一致性為止。在達(dá)到滿意一致性的條件下,對矩陣 A 最大特征值相對應(yīng)的特征向量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,就得到對目標(biāo)層的總排序權(quán)重集 W。
建立評價指標(biāo)集 U 到評語集V 的映射,導(dǎo)出從U 到 V 的模糊關(guān)系矩陣 Rk=(rij)n×m,其中 rij表示 ui隸屬于vj的程度,取值為[0,1];k 表示第 k 個選址方案??捎萌缦路椒ㄇ蟮?rij值:根據(jù)影響貨運站選址的主要因素,通過給 p 個專家發(fā)放評判表,對照評語集 V,分別對第 k 個選址方案進(jìn)行評判。若對于評價指標(biāo) ui,有 pi1個專家認(rèn)為“很好”,有 pi2個專家認(rèn)為“較好”,……,有 pi5個專家認(rèn)為“較差”,則有ri1= pi1/ p, ri2= pi2/ p,……,ri5= pi5/ p,其中 p 為參與評判的專家總?cè)藬?shù)。
根據(jù)計算出的評價指標(biāo)權(quán)重集 W 和模糊關(guān)系矩陣 Rk,計算模糊合成積矩陣:Bk=W×Rk。由于B 仍為一個向量,難以直觀反映評價結(jié)果,引入評分向量 F,分別對評語集V 中各等級指標(biāo)進(jìn)行賦值。假設(shè)“很好”為5分,“較好”為4分,“一般”為3分,“差”為2分,“較差”為1分,則有 F =(5,4,3,2,1)T。計算各選址方案的綜合評分值 Ek=Bk×F,其中綜合評分值較大者為相對理想方案。
根據(jù)已確定的貨運站選址評價指標(biāo),通過征求專家組意見,得到成對比較矩陣如下:
計算得到A最大特征值λmax(A)=5.073,CI=0.018,查得RI=1.12,計算 CR=CI/RI=0.016<0.1。 這說明 A 具有滿意的一致性,A 的不一致程度是可接受的。通過向量標(biāo)準(zhǔn)化,A 的最大特征值對應(yīng)的特征向量,即評價要素的權(quán)重集:W =(0.457,0.263,0.051,0.103,0.126)。
假設(shè)某地新建貨場有3個選址方案,邀請 30 名專家對各方案進(jìn)行評判,評判結(jié)果如表2所示。
表2 專家評價結(jié)果匯總
根據(jù)表2,可以計算出:
計算綜合評分值 Ek。對于方案Ⅰ:
E1=W×R1×F=(0.457 0.263 0.051 0.103 0.126)×
(5 4 3 2 1)T=3.31
同理可得,方案Ⅱ的計算結(jié)果 E2=3.45;方案Ⅲ的計算結(jié)果 E3=3.59。由此可知,貨場選址方案Ⅲ為相對理想方案。
新建貨運站的選址確定是一個復(fù)雜的決策過程,受到城市規(guī)劃、土地使用、交通配套等多種因素的影響。在貨運站選址方案過程中,引入模糊綜合評價法,能夠?qū)⒍ㄐ詥栴}轉(zhuǎn)化為定量分析,從而在一定程度上避免在方案決策中的盲目性、片面性和主觀性,使方案比選結(jié)果更加科學(xué)合理。
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