程學(xué)慶 ，賴宏智 ，黃 唯 ，王 鑫

（1西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院、西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院智能化國家地方聯(lián)合工程實驗室 副教授、博士，四川 成都 610031；2、3、4西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院 碩士研究生，四川 成都 610031）

0 引言

當(dāng)下，在中國經(jīng)濟向“新常態(tài)”階段過渡的情況下，小批量、多品種、高價值的貨物運輸需求有增高趨勢[1]，但關(guān)系國計民生的大宗貨物運輸目前仍由鐵路貨運支撐。以煤運需求增加為例：經(jīng)濟形勢好轉(zhuǎn)。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2017年一季度房屋新開工面積31 560萬m2，增長11.6%，增速提高 1.2個百分點。與此同時，冶金行業(yè)產(chǎn)量亦穩(wěn)步增加，拉動煤炭需求增長；且2017年3月份我國南部地區(qū)由于降水不足，3月份水電發(fā)電量同比下降1.3%，受水電出力不及預(yù)期影響，火電發(fā)電量同比增長7.7%，火電需求增加了煤炭需求。迫切需要對鐵路貨運效能進(jìn)一步提升開展深入研究。

高效能貨物運輸是一種充分利用大功率機車和大軸重車輛、改變列車編組、提高列車重量、大大降低運輸成本、增加運輸效率的貨物運輸方式。發(fā)展高效能貨物運輸符合當(dāng)下經(jīng)濟新常態(tài)發(fā)展的諸多特性：能促進(jìn)國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長、顯著提高節(jié)能減排水平[2]，能促進(jìn)新材料、新技術(shù)的全面推廣和應(yīng)用[3]，能提高我國鐵路貨車技術(shù)的地位。由此可見，發(fā)展高效能貨物運輸方式，是提高綜合效率、降低運輸成本的必由之路[4]。

鐵路高效能運輸具有極強的公益性，這類特殊貢獻(xiàn)不能只單純從經(jīng)濟方面進(jìn)行效益評價，應(yīng)當(dāng)從鐵路在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的影響以及對相關(guān)產(chǎn)業(yè)、客戶協(xié)調(diào)發(fā)展等多視角的社會效益予以評價。遺憾的是目前在高效能貨物運輸社會效益評價方面的研究相對欠缺，本文以此立意選題具有重要的現(xiàn)實意義。

1 國內(nèi)外研究與方法分析

1.1 國內(nèi)外研究

國外方面，美國聯(lián)邦鐵路管理委員會發(fā)布《鐵路貨運和汽車運輸能耗對比研究報告》(2009)，報告采用先進(jìn)的分析工具和科學(xué)的分析模型，指出鐵路貨運的能量利用率比汽車運輸利用率要高；AAR(2010)的統(tǒng)計資料表明：鐵路運輸?shù)氖袌稣加新蕪?998到2007年逐年增加，到2007年占有率高達(dá)42．7%[5]；據(jù) AAR(2011)統(tǒng)計，2008 年北美鐵路運輸年收入達(dá)634．14億美元，其中重載運輸總收入612．43 億美元，占總收入的 96．58%，可見鐵路運輸具有良好的經(jīng)濟效益。國內(nèi)方面，謝賢良(2003)分別用法國TGV高速鐵路、日本新干線高速鐵路和西班牙Madrid．Sevilla高速鐵路三個實際例子來說明高速鐵路的作用。這些鐵路的共同點就是具有可觀經(jīng)濟效益的同時，還帶動國民經(jīng)濟的發(fā)展，具有良好的社會效益[6]。范振平、魏玉光、林柏梁(2007)使用經(jīng)濟效益收入方法研究重載擴能引起的貨物流量變化。通過大秦線的實例計算，得出大秦線在實現(xiàn)4億t年運量的擴能中，2007年實現(xiàn)社會定量效益比2005年增加兩千多億元，在擴能過程中伴隨有社會效益產(chǎn)生[7]。由此可以看出，在鐵路社會效益和經(jīng)濟效益的分析上國內(nèi)外的調(diào)查研究很多，但是關(guān)于高效能貨物運輸社會效益的研究，國內(nèi)的統(tǒng)計分析就不及國外的詳細(xì)，缺乏將其量化的研究成果。

1.2 方法分析與評價體系的構(gòu)建

對于多目標(biāo)綜合評價方法眾多，結(jié)合各評價方法的特點，考慮到高效能貨物運輸社會效益具有宏觀性、多面性、間接性等特點，運用精確數(shù)據(jù)量化分析高效能貨物運輸?shù)纳鐣б娣浅＠щy[8]。而可拓評價方法是以可拓集理論為基礎(chǔ)，通過可拓變換，建立相應(yīng)的關(guān)聯(lián)函數(shù)，確定物元的經(jīng)典域和節(jié)域，并結(jié)合定性和定量方法的一種綜合評價方法。因此，本文邀請20位專家進(jìn)行評定，運用德爾菲法和層次分析法相結(jié)合完成指標(biāo)權(quán)重的確定，利用可拓評價方法對高效能貨物運輸社會效益進(jìn)行評價。

遵循客觀性和科學(xué)性、全面性和簡明性以及層次性等相關(guān)原則，將鐵路高效能貨物運輸社會效益體系分為三層：第一層次為目標(biāo)層，即高效能貨物運輸社會效益；第二層為準(zhǔn)則層，反映目標(biāo)層的各種效益，具體體現(xiàn)為宏觀社會效益、區(qū)域社會效益、相關(guān)產(chǎn)業(yè)社會效益、鐵路企業(yè)社會效益、客戶社會效益五個方面；第三層為指標(biāo)層，是繼續(xù)細(xì)化被用來具體反映評價目標(biāo)和因素的指標(biāo)。由此建立指標(biāo)體系框架如圖1所示。

圖1 高效能貨物運輸評價體系結(jié)構(gòu)圖

2 多級可拓評價

根據(jù)高效能貨物運輸相關(guān)特性，本文利用德爾菲法和層次分析法確定評價體系各評價指標(biāo)權(quán)重，再構(gòu)建多級可拓評價模型對高效能貨物運輸?shù)纳鐣б孢M(jìn)行評估[9]。

2.1 確定指標(biāo)權(quán)重

評價體系中，指標(biāo)所占權(quán)重系數(shù)的不合理，會嚴(yán)重影響評價結(jié)果的準(zhǔn)確性，而德爾菲法和層次分析法對于權(quán)重的計算不僅簡便明確，還適用于存在不確定性和主觀信息的情況，解決傳統(tǒng)最優(yōu)化技術(shù)無法解決的問題。該方法的精髓在于組織若干位專家，使他們獨立地完成指標(biāo)重要程度的確定，并統(tǒng)計、歸納給出結(jié)論。

1）根據(jù)專家打分構(gòu)建判斷矩陣A。

2）采用和積法計算權(quán)重[10]。

首先，將判斷矩陣A的各列作歸一化處理，然后，按行相加并再次作歸一化處理，由此構(gòu)造出各評價指標(biāo)的相對權(quán)重w=(w1,w2,...wn)。

3）對上述計算的權(quán)重系數(shù)的合理性，作一致性檢驗[11]。

2.2 多級可拓評價模型構(gòu)建

多級可拓綜合評價法是一種定性與定量相結(jié)合的評價方法，通過靈活調(diào)整經(jīng)典域與節(jié)域，可解決各種實際問題，而且還可以保持較高精度，不會受到樣本數(shù)量的影響，具有較強的可操作性。通過綜合關(guān)聯(lián)度可確定評價目標(biāo)的優(yōu)度等級，還可以確定評價目標(biāo)對各評價等級的隸屬程度，與其他評價方法相比有較突出的優(yōu)勢。

設(shè)R為物元，C為評判因素集，C={c1,c2,...,cl}，其中l(wèi)為評判因素的個數(shù)[12]。根據(jù)影響被評價對象的各因素的特征，按被評價對象社會效益的大小，將被評價對象劃分為不同的社會效益級別，建立社會效益級別域U，U={u1,u2,...,um}，其中m是社會效益級別數(shù)[13]。

2.2.1 確定經(jīng)典域、節(jié)域

式中：Rj為經(jīng)典域，Vj為評價指標(biāo)集C關(guān)于社會效益等級Uj的量值范圍。

式中:Ru為節(jié)域，V為評價指標(biāo)集C關(guān)于社會效益等級U的量值范圍。

2.2.2 確定待評物元

對待評價對象，把實際調(diào)研取得旳數(shù)據(jù)用Ri表示：

式中：vi1、vi2……vip為N關(guān)于各評價指標(biāo)所對應(yīng)的量值，p為二級指標(biāo)的個數(shù)，其中Ri為待評價對象。

2.2.3 計算關(guān)聯(lián)度

式中:

kj(cik)為第i個一級指標(biāo)中第k個二級指標(biāo)關(guān)于社會效益等級j(j=1,2,...,m)的關(guān)聯(lián)度[11]。

2.2.4 多級可拓評價

1）一級評價

一級指標(biāo)對各社會效益等級的關(guān)聯(lián)度矩陣K(ci)等于各二級指標(biāo)的權(quán)重向量wi=(wik)乘以二級指標(biāo)對各社會效益等級的關(guān)聯(lián)度矩陣K(cik)=(kj(cik))。

2）二級評價

待評價對象對各社會效益等級的關(guān)聯(lián)度矩陣K(N)等于各一級指標(biāo)的權(quán)重向量w=(wj)乘以一級指標(biāo)對各社會效益等級的關(guān)聯(lián)度矩陣K(C)=(k(ci))。

2.2.5 確定社會效益等級

3 高效能貨物運輸社會效益評價

3.1 指標(biāo)權(quán)重的確定

對20位專家打分結(jié)果處理，分析得到高效能貨物社會效益各指標(biāo)最終得分以及權(quán)重如表1所示。將計算得出的1組一級指標(biāo)與5組二級指標(biāo)權(quán)重結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗，其檢驗結(jié)果分別對應(yīng)表2中1-6組數(shù)據(jù)。如表所示，結(jié)果都具有較好的一致性。

表1 各級指標(biāo)相關(guān)參數(shù)匯總表

表2 一致性檢驗結(jié)果

3.2 可拓評價劃分風(fēng)險域等級

根據(jù)高效率貨物運輸社會效益各因素特征，將社會效益水平劃分為三級，如表3所示。

表3 高效能貨物運輸社會效益水平等級

社會效益級別域U={u1,u2,...,um}={u1,u2,u3}={效益一般明顯，效益很明顯，效益相當(dāng)明顯}，一級評價因素集={c1,c2,...,cl}={c1,c2,c3,c4,c5}。

3.3 多級可拓評價

依照前文對模型的構(gòu)建方法，最后計算關(guān)聯(lián)度，得出各指標(biāo)對應(yīng)關(guān)聯(lián)度[14]如表1所示。

通過一級評價計算，其一級評價各關(guān)聯(lián)度矩陣k(ci)計算結(jié)果如表4所示。

表4 一級評價結(jié)果

同理：其二級評價對應(yīng)待評價對象對各等級指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度矩陣K(N)等于一級指標(biāo)的權(quán)重向量w=(wj)乘以一級指標(biāo)對各社會效益等級的關(guān)聯(lián)度K(c)=(k(ci))。經(jīng)計算得：

最終得到的計算結(jié)果為：

maxkj（N）=k2（N）,m=2,因此，高效能貨物運輸社會效益為第2級，屬于效益很明顯級別。

4 評價結(jié)果與研究結(jié)論

根據(jù)對高效能貨物運輸社會效益的評價結(jié)果，我們可以看出：

1）在多級可拓評價中，目標(biāo)層的關(guān)聯(lián)度矩陣K(N)=[-0.191,0.279,-0.221] ，高效能貨物運輸?shù)纳鐣б骘@著水平等級為2級，表明其社會效益屬于效益“很明顯”的級別，可見高效能貨物運輸帶來的社會效益是非?？捎^的。

2）在多級可拓評價中，區(qū)域社會效益、相關(guān)產(chǎn)業(yè)社會效益、鐵路企業(yè)社會效益以及客戶社會效益這些一級指標(biāo)所對應(yīng)的二級指標(biāo)效益等級均為2級，屬于“很明顯”的級別，由此可見高效能貨物運輸給這些方面都帶來了極高的社會效益，也體現(xiàn)出高效能貨物運輸帶來的社會效益要比直接經(jīng)濟效益大，這也符合社會效益的本質(zhì)要求。

3）在多級可拓評價中，宏觀社會效益對應(yīng)的二級評價指標(biāo)中，對國家技術(shù)進(jìn)步、綜合國力提高的影響的關(guān)聯(lián)度矩陣為[0.083,-0.071,-0.381] ，對就業(yè)質(zhì)量的影響的關(guān)聯(lián)度矩陣為[0.067,-0.286,-0.571] ，效益等級均為1級，表明目前高效能貨物運輸在這兩個指標(biāo)中的社會效益“一般明顯”。在未來高效能貨物運輸?shù)陌l(fā)展中，可以著重從這些方面來提升其社會效益。

研究結(jié)果表明，高效能貨物運輸既有利于鐵路運輸企業(yè)自身的發(fā)展，又具有明顯的社會效益。在當(dāng)前鐵路“強基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效”主題下，實施高效能貨物運輸，并使之成為推動中國鐵路貨物運輸發(fā)展的強大動力，是促進(jìn)我國經(jīng)濟又好又快發(fā)展的一個重要方向。