劉詠梅(東莞職業(yè)技術(shù)學院　廣東　東莞　523000）

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基于AHP- DEA方法的城市
軌道交通線路局部敷設(shè)方式比選研究

劉詠梅
(東莞職業(yè)技術(shù)學院廣東東莞523000）

【摘要】城市軌道交通線路局部不同的敷設(shè)方式，對施工條件、土建費用、拆遷費用、運營費用、周邊土地利用及價值等具有較大的影響，針對該問題，本文建立了AHP和DEA相結(jié)合的兩階段評價模型，通過實證分析，對不同敷設(shè)方式的方案進行深度比選，以期為決策者科學決策提供參考。

【關(guān)鍵詞】AHP；DEA；城市軌道交通；敷設(shè)方式

城市軌道交通線路局部敷設(shè)方式方案比選在線路設(shè)計中具有重要意義，不同的敷設(shè)方式有不同的特點，關(guān)系到項目投資額度、項目運營費用、片區(qū)土地資源的合理利用、片區(qū)景觀協(xié)調(diào)，等等。因此，局部敷設(shè)方式方案比選工作對項目產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益具有深遠的影響。

1.評價思路分析

本文結(jié)合城市軌道交通線路敷設(shè)方式投入產(chǎn)出的特點，提出在不同敷設(shè)方式投入產(chǎn)出效益評價中應(yīng)綜合考慮定性因素和定量因素，并建立了層次分析法(Analytic Hierarchy Process簡稱AHP）與數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(Data Envelopment Analysis簡稱DEA)相結(jié)合的兩階段評價模型。

第一階段為AHP分析，其基本思想是把因敷設(shè)方式不同產(chǎn)生的復雜問題分解為各個組成因素，并將這些因素按支配關(guān)系分組，從而形成一個有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。通過兩兩比較的方式確定層次中諸因素的相對重要性，然后綜合人的判斷以確定決策諸因素相對重要性的總排序，AHP方法可以方便地解決那些難以定量描述的決策問題。本文充分考慮不同敷設(shè)方式與社會、片區(qū)環(huán)境、片區(qū)城市規(guī)劃等定性因素的影響，利用AHP方法將其定量化，并作為第二階段DEA模型的一項產(chǎn)出指標。

第二階段為DEA評價，DEA模型主要是運用數(shù)據(jù)和數(shù)學方法對評價方案的定量因素進行分析，基本思路是把每一個被評價方案作為一個多投入、多產(chǎn)出的決策單元(DMU，decision making units)，再由眾多決策單元DMU組成被評價群體，通過對投入和產(chǎn)出比率的綜合分析，以決策單元DMU的各個投入和產(chǎn)出指標的權(quán)重作為變量進行評價，根據(jù)對DMU觀察的數(shù)據(jù)判斷其是否為DEA有效，本質(zhì)上是判斷DMU是否位于生產(chǎn)可能集的“前沿面”上。本文利用C2R模型對不同敷設(shè)方式方案的投入產(chǎn)出效益進行綜合評價，并對評價結(jié)果進行分析。

2.模型建立

2.1評價指標體系

評價指標體系的構(gòu)建，是分析軌道交通線路不同敷設(shè)方式方案投入產(chǎn)出效益的關(guān)鍵，指標體系合理程度對分析結(jié)果影響重大。因而，綜合評價指標體系的構(gòu)建需遵循系統(tǒng)性、科學性、客觀性以及可操作性原則?？紤]數(shù)據(jù)的可得性，選擇下面的投入指標和產(chǎn)出指標。

投入指標為：項目土建費用(X1萬元）、拆遷費用(X2萬元）、運營費用(X3萬元）。產(chǎn)出指標為：周邊土地升值額(Y1萬元）、敷設(shè)方式滿意度(Y2)。

2.2層次分析法

2.2.1建立層次結(jié)構(gòu)模型

在深入分析因不同敷設(shè)方式產(chǎn)生不同的社會、環(huán)境影響后，將問題中所包含的影響因素劃分為目標層、準則層和指標層等不同層次，并用框圖形式說明不同層次間的遞階結(jié)構(gòu)與同類因素的從屬關(guān)系。根據(jù)研究的目的，不同敷設(shè)方式的滿意度包括影響投入產(chǎn)出效益的定性因素，在城市規(guī)劃相關(guān)度、片區(qū)環(huán)境協(xié)調(diào)性、片區(qū)交通銜接性、片區(qū)景觀協(xié)調(diào)性四個基本準則層下，結(jié)合各自特點設(shè)立相應(yīng)的評價指標。對應(yīng)上述四個基本準則層的下一層次指標分別為片區(qū)空間協(xié)調(diào)性、片區(qū)土地性質(zhì)相關(guān)度；噪聲影響、電磁污染、振動影響、廢氣污染；道路銜接性、綜合交通換乘便捷；片區(qū)人文適應(yīng)度、綠化景觀適應(yīng)度。

2.2.2構(gòu)造判斷矩陣

針對上一層次同個指標，本層次與之有關(guān)的各指標之間進行兩兩相對重要性比較，并可按T.L.Saaty的九級標度法給出它們相對重要性的判斷值，全部指標經(jīng)過兩兩判定之后，就可以得到一個比較判斷

矩陣B=(bij)n×n。

2.2.3層次單排序

層次單排序的方法主要包括求根法與歸一化求和法兩種，本文按照歸一化求和法來進行計算，具體步驟如下：

(1）對判斷矩陣的每一列進行歸一化處理：

2.2.4進行一致性檢驗

一般而言，若判斷矩陣B滿足：bij=bikbkj(i，j，k=1，2，…，n），則表示判斷矩陣B具有完全一致性。再計算出矩陣特征根：λ1,λ2,···,λn；和判斷一致性的指標：CI=λmax-n

n-

1。然后，用隨機一致性比率是否CR<

0.1的標準，檢驗矩陣是否具有滿意的一致性，即CR

3.實例分析

選取深圳市某條城市軌道交通線路的某段區(qū)間線路為例，利用本文提出的AHP和DEA相結(jié)合的兩階段評價模型對不同敷設(shè)方式方案投入產(chǎn)出效率比選。

3.1利用AHP方法量化定性指標

根據(jù)城市軌道交通線路敷設(shè)方式滿意度層次結(jié)構(gòu)，由城市規(guī)劃、環(huán)境保護等相關(guān)專家、政府和地鐵公司管理人員、片區(qū)居民結(jié)合片區(qū)實際情況，按照指標組中各指標的相對重要性進行兩兩比較并逐層評判打分(取各組分值的平均值），構(gòu)造出各評估指標的兩兩比較判斷矩(受篇幅限制，未列出)。結(jié)合判斷矩陣，依據(jù)上文給出的具體方法分別進行層次單排序、層次總排序及一致性檢驗，最終得到層次總排序。其中，城市規(guī)劃相關(guān)度、片區(qū)環(huán)境協(xié)調(diào)性、片區(qū)交通銜接性、片區(qū)景觀協(xié)調(diào)性的權(quán)重分別為0.239、0.451、0.192、0.118；高架線、地面線、地下線的綜合分值分別為55、35、90。

3.2利用DEA方法確定不同敷設(shè)方式方案投入產(chǎn)出效益

在各指標中，城市軌道交通線路敷設(shè)方式滿意度為定性指標，其數(shù)據(jù)來方案層的層次排序的綜合值，其它指標值均為定量指標，其中，按照建設(shè)期5年、運營期30年的期間，分別將土建費用和運營費用折算到基期。則高架線、地面線、地下線的投入量分別為(20000 6000 6000;12000 5000 6000;28000 600 8500），產(chǎn)出量分別為(10000 55；8000 35；20000 90）。

DEA模型的計算出的結(jié)論與投入產(chǎn)出指標的量綱無關(guān)，因此不必對各數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。根據(jù)上述投入產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)，運用DEA方法中的C2R模型，并借助MATLAB軟件對不同敷設(shè)方式方案進行計算,求解結(jié)果得出：敷設(shè)方式為地下線的方案的解θ*=1且松弛變量s*-= 0，s*+=0，根據(jù)DEA模型原理，相比其它兩個方案該方案為相對有效，即該方案為最優(yōu)方案。而高架線和地面線方案的非有效性也可以在以上解中清楚看出，以高架線方案為例，根據(jù)模型有效性的經(jīng)濟意義，在不減少各項輸出的前提下，可以構(gòu)造出一個新的DMU(高架線）：

DMU(高架線）=0.611DEU(地下線）=0.611(28000 600 85002000090）

=(17108 366.6 5193.5 12220 54.99）

即通過合理化管理，高架線敷設(shè)方式方案投入按比例減少到原來的0.8657倍，若減少土建投入、拆遷費用、運營費用分別為2892萬元，5633.4萬元，能夠進一步提高投入產(chǎn)出的效益。

4.結(jié)束語

通過以上將AHP和DEA相結(jié)合的兩階段評價模型應(yīng)用到城市軌道交通線路敷設(shè)方式投入產(chǎn)出效益評價的計算分析，可知該方法的主要意義體現(xiàn)在以下兩個方面：

(1）運用基于AHP／DEA的兩階段模型比選城市軌道交通線路敷設(shè)方式方案投入產(chǎn)出效益，既考慮了定量因素，又考慮了一些難以量化的定性因素，因此可以比較全面、科學、系統(tǒng)地對不同敷設(shè)方式方案進行比選。

(2）基于AHP／DEA的兩階段模型，不僅克服了單獨使用AHP方法過于依賴人的主觀意識的傾向，同時也克服了單獨使用DEA方法忽視人們偏好等不利因素，本文構(gòu)建的模型可以綜合考慮主觀和客觀兩方面，比選得到最優(yōu)方案。

【參考文獻】

［1］李艷紅,齊永國.層次分析法在鐵路線路方案比選中的應(yīng)用[J].鐵道運輸與經(jīng)濟,2009,31(9):86-87.

［2］賀臘妮,葉霞飛.國內(nèi)外城市軌道交通線路敷設(shè)方式的對比分析[J].城市軌道交通研究,2011(1):80.

［3］汶嬋,陳瑛,張暉等.基于地價函數(shù)的軌道交通對沿線房地產(chǎn)價格的影響[J].江南大學學報(自然科學版),2010,9(1):81-85.

Based on AHP and DEA method of urban rail transit line local installation way comparison research

Liu Yong－mei
(Guangdong Career Technical College Guangdong Dongguan 523000)

【Abstract】Local different ways of laying of urban rail transit lines,the construction condition,construction cost,demolition costs,operating expenses,the surrounding land use,and value has a great influence,according to the problem,this paper established the AHP and the DEA evaluation model of combining the two stage,through the empirical analysis,the different ways of laying scheme in-depth comparison,so as to provide reference for policy makers scientific decision-making.

【Key words】AHP;DEA;Urban rail transit;Laying way

作者簡介：劉詠梅(1969—），女，湖南衡陽人，博士，高級會計師，研究方向為公共交通規(guī)劃與管理、供應(yīng)鏈管理。

文章編號：2095-7327(2015）-07-0139-02

文獻標識碼：A

中圖分類號：U121