鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)體系研究

薛艷冰 任民

（1中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心助理研究員，北京100081；2鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院研究員，北京100038)

鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)體系研究

薛艷冰1任民2

（1中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心助理研究員，北京100081；2鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院研究員，北京100038)

從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、運(yùn)輸能力及經(jīng)濟(jì)效益、能源消耗、安全可靠性、環(huán)境保護(hù)等方面建立鐵路可持續(xù)發(fā)展的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析法與模糊識(shí)別理論相結(jié)合的多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)我國(guó)鐵路的可持續(xù)發(fā)展性進(jìn)行縱向定量評(píng)價(jià)?？v向評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，當(dāng)前我國(guó)鐵路處于“弱可持續(xù)發(fā)展”級(jí)別，在可持續(xù)發(fā)展階段中屬于中等偏下?tīng)顟B(tài)。其中能源資源消耗狀況處于基本可持續(xù)發(fā)展級(jí)別，顯示了鐵路運(yùn)輸方式的優(yōu)勢(shì)；但運(yùn)輸安全狀況值得關(guān)注，需要增強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸安全的管理和技術(shù)投入。

鐵路;可持續(xù)發(fā)展；層次分析法；多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

Abstract:This paper conducts longitudinal quantitative risk evaluation on the sustainable development of our railwaysystem from the perspectives of social economy,transportation capacity,economic efficiency,energy consumption,safety reliability and environmental protection,and based on themultiple fuzzy evaluationmethod(analytic hierarchy process and fuzzy recognition theory combined).The results of longitudinal evaluation show that,the sustainable rate of our rail-way system is"inferior",ranking below average in the sustainable development stage.Among them,the consumption status is basically sustainable;while the transportation safety condition needs to be improved in aspects ofmanagement and technique input.

Key words:;railway;sustainable development；analytic hierarchy process(AHP);multiple fuzzy evaluation

尋求可持續(xù)發(fā)展已成為人類的共識(shí)。交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展應(yīng)遵循在等運(yùn)量前提下產(chǎn)生的污染負(fù)荷最小、對(duì)生態(tài)造成的損失最低的環(huán)境友好原則。世界銀行1996年出版的《可持續(xù)運(yùn)輸：政策變革的關(guān)鍵》專著中提出并闡述了“可持續(xù)運(yùn)輸”這一概念；1997年英國(guó)土木工程學(xué)會(huì)運(yùn)輸理事會(huì)在可持續(xù)發(fā)展會(huì)議上對(duì)可持續(xù)運(yùn)輸?shù)亩x是“可持續(xù)性和可持續(xù)發(fā)展相容的運(yùn)輸”。與其他運(yùn)輸方式相比，鐵路具有能耗低、污染小、資源占用較少的優(yōu)勢(shì)，是適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的綠色交通工具[1]，這已被普遍認(rèn)可。但目前對(duì)于鐵路可持續(xù)發(fā)展的研究大多限于定性分析，缺乏系統(tǒng)的、定量的研究，沒(méi)有一套可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)體系，用以考核鐵路可持續(xù)發(fā)展的水準(zhǔn)和進(jìn)程。因此迫切需要建立相應(yīng)的鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、研究。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究的根本出發(fā)點(diǎn)和基本目標(biāo)是：分析鐵路與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、能源、資源、環(huán)境各方面綜合發(fā)展的狀況、趨勢(shì)，建立能夠用來(lái)解釋、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)鐵路可持續(xù)發(fā)展水平并提供決策支持的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系框架及綜合評(píng)價(jià)模型，從而評(píng)價(jià)我國(guó)鐵路運(yùn)輸業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。

運(yùn)用專家評(píng)判法、主成分分析法等對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)因子進(jìn)行分析、識(shí)別和篩選，得出影響評(píng)價(jià)結(jié)果的主要影響因子，建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，指標(biāo)集如圖1所示。

圖1鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 評(píng)價(jià)方法

鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)屬于多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)過(guò)程把多個(gè)描述被評(píng)價(jià)事物不同方面且量綱不同的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，轉(zhuǎn)化成無(wú)量綱的相對(duì)評(píng)價(jià)值，并綜合這些評(píng)價(jià)值得出對(duì)該事物的一個(gè)整體評(píng)價(jià)。目前，很多機(jī)構(gòu)和研究者分別從不同的學(xué)科背景出發(fā)，應(yīng)用一些相關(guān)理論對(duì)可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究并取得了相當(dāng)?shù)某晒鸞2]。但由于可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)的復(fù)雜性以及一些其他原因，目前對(duì)其綜合評(píng)價(jià)方法仍未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。對(duì)鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行研究，需要從鐵路行業(yè)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)特點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)，選用適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方法。

2.1 指標(biāo)無(wú)量綱化方法

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化（標(biāo)準(zhǔn)化）目的是為了消除指標(biāo)受計(jì)量單位的影響而帶來(lái)的不可公度性。鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)分為效益型（越大越好）和成本型（越小越好）兩種類型，考慮到各指標(biāo)數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)和分析目的，采用如下數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法。

1）效益型指標(biāo)無(wú)量綱化的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù):

2)成本型指標(biāo)無(wú)量綱化的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù):

2.2 指標(biāo)權(quán)重確定方法

在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中，權(quán)重的確定是一項(xiàng)最基本也是最重要的工作，權(quán)重值的變動(dòng)可能引起被評(píng)價(jià)對(duì)象優(yōu)劣順序的改變，直接影響綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果。目前確定指標(biāo)權(quán)重的方法較多，基本上可歸結(jié)為兩大類：一類是主觀賦權(quán)法，評(píng)價(jià)者根據(jù)客觀環(huán)境對(duì)指標(biāo)重要程度給出人為的評(píng)價(jià)；另一類是客觀賦權(quán)法，從不同的角度，根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)的變動(dòng)所提供的信息計(jì)算出來(lái)。主觀賦權(quán)法能夠考慮到客觀的實(shí)際情況，使指標(biāo)的權(quán)重更具有現(xiàn)實(shí)意義，但這種方法不可避免地帶有個(gè)人的主觀隨意性；客觀賦權(quán)法避免了主觀判斷造成的后果，但確定的權(quán)重多屬于信息量權(quán)重，沒(méi)有充分考慮指標(biāo)本身的相對(duì)重要程度，容易忽視評(píng)價(jià)者的主觀信息，因此實(shí)際應(yīng)用中常常需要將主、客觀賦權(quán)方法結(jié)合起來(lái)。層次分析法（TheAnalyticHierarchyProcess，簡(jiǎn)寫(xiě)為AHP）是一種對(duì)非定量事件作定量分析的簡(jiǎn)便方法，也是對(duì)人們主觀判斷作客觀描述的一種有效方法。因此，本研究的指標(biāo)權(quán)重采用層次分析法確定。

2.3 綜合評(píng)價(jià)方法

對(duì)復(fù)雜對(duì)象的多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法，由于涉及因素眾多，而且各因素的描述方式也不同，有的可以定量描述，有的則只能采用半定量或定性方式描述。因此，多因素綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題一直是人們研究的課題，國(guó)內(nèi)外先后有層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法等。這些方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，簡(jiǎn)要分析如下：①層次分析法，能較簡(jiǎn)單地進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和最佳方案決策。②模糊綜合評(píng)價(jià)法，考慮了客觀事物內(nèi)部的錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系和價(jià)值系統(tǒng)的模糊性，但模糊隸屬函數(shù)的確定及指標(biāo)參數(shù)的模糊化會(huì)摻雜人為因素并丟失有用的信息，而且各指標(biāo)權(quán)重的確定，也存在著過(guò)多的主觀依賴性。③數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，用來(lái)研究具有多個(gè)輸入、特別是具有多個(gè)輸出的“生產(chǎn)部門(mén)”，是一種評(píng)價(jià)“技術(shù)有效”與“規(guī)模有效”的較理想且有效的方法。局限在于：決策單元相對(duì)效率只能通過(guò)投入或產(chǎn)出測(cè)算，且兩種角度的測(cè)算結(jié)果通常不相同；決策單元是否相對(duì)有效還須在相應(yīng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃中引入無(wú)窮小ε后才能做出判斷。

綜上，本文根據(jù)鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)特點(diǎn)，選用層次分析法與模糊評(píng)價(jià)理論相結(jié)合的多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，這種評(píng)價(jià)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：在確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)，采用比較客觀的層次分析法，從而彌補(bǔ)模糊綜合評(píng)價(jià)法主觀性太強(qiáng)的缺陷；在綜合評(píng)價(jià)時(shí)，采用專家咨詢及模糊集統(tǒng)計(jì)理論對(duì)各定性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化。既可以進(jìn)行全路不同時(shí)期可持續(xù)發(fā)展程度的縱向比較，也可以進(jìn)行區(qū)域之間鐵路可持續(xù)發(fā)展程度的橫向比較。

3 鐵路可持續(xù)發(fā)展縱向評(píng)價(jià)

本文對(duì)鐵路可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)的基本思路為：將可持續(xù)發(fā)展程度劃分為強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展、基本可持續(xù)發(fā)展、弱可持續(xù)發(fā)展、不可持續(xù)發(fā)展四個(gè)狀態(tài)等級(jí)；通過(guò)識(shí)別與計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)屬于各個(gè)模式的相對(duì)隸屬度，計(jì)算相對(duì)狀態(tài)(級(jí)別)特征值，從而識(shí)別鐵路可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)屬于哪一個(gè)級(jí)別。具體評(píng)價(jià)思路如下：

第一步建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

建立n個(gè)樣本、m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的m×n階指標(biāo)原始值矩陣X=(Xij)m×n，同時(shí)建立具有c個(gè)級(jí)別的m×c階評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值矩陣Y=（Yih）m×c。

第二步對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化計(jì)算

應(yīng)用前述無(wú)量綱化方法，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)隸屬度(無(wú)量綱化)矩陣R=(Rij)m×n和標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)隸屬度矩陣S=(Sih)m×c。

第三步計(jì)算m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

第四步計(jì)算時(shí)期（年度）j對(duì)級(jí)別h的相對(duì)隸屬度向量

第五步應(yīng)用級(jí)別特征值公式，計(jì)算時(shí)期（年度）j的鐵路可持續(xù)發(fā)展程度的級(jí)別特征值

第六步結(jié)果分析

計(jì)算結(jié)果為不同的級(jí)別特征值（取值可為小數(shù)），分別對(duì)應(yīng)如下含義：

級(jí)別特征值為1：鐵路強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展，此時(shí)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)水平都達(dá)到很高層次，資源利用率高，鐵路發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)，鐵路管理與控制已經(jīng)達(dá)到較高的水平；

級(jí)別特征值為2：鐵路基本可持續(xù)發(fā)展；

級(jí)別特征值為3：鐵路弱可持續(xù)發(fā)展；

級(jí)別特征值為4：鐵路不可持續(xù)發(fā)展，此時(shí)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施落后、服務(wù)水平差，對(duì)能源、資源利用率低，環(huán)保工作未得到重視，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)不夠。

運(yùn)用上述評(píng)價(jià)方法，對(duì)鐵路可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 原始數(shù)據(jù)收集

經(jīng)過(guò)多方調(diào)查、咨詢與收集數(shù)據(jù)，因時(shí)間與難度原因，土地占用、生態(tài)保護(hù)、噪聲、震動(dòng)、電磁波等部分?jǐn)?shù)據(jù)難以得到全路的科學(xué)數(shù)值（區(qū)域或單條線路評(píng)價(jià)時(shí)較易得到），所以調(diào)整鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及原始取值如表1。

表1鐵路可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值

運(yùn)用第二步—第五步計(jì)算得到鐵路可持續(xù)發(fā)展水平的各分指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果，如表2。

表2鐵路可持續(xù)發(fā)展水平評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

由上述計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，從時(shí)間序列縱向來(lái)看，我國(guó)鐵路可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r逐漸向好的方向變化。但其中很多問(wèn)題需要引起重視，具體分析如下：

以旅行速度、運(yùn)輸密度和運(yùn)輸收入為主要衡量指標(biāo)的運(yùn)輸能力及經(jīng)濟(jì)效益由1998年的3.829（接近不可持續(xù)發(fā)展水平）提高到2008年的2.643（接近弱可持續(xù)發(fā)展）（圖2），增長(zhǎng)并不明顯，表明近十年我國(guó)鐵路在運(yùn)行速度、運(yùn)輸密度和經(jīng)濟(jì)效益方面取得了一些進(jìn)步，但離可持續(xù)發(fā)展仍有較大差距，需要繼續(xù)加大投入，提高路網(wǎng)、車輛等基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量和運(yùn)輸水平。

運(yùn)輸安全方面（圖3），1998年的級(jí)別特征值為3.554（不可持續(xù)發(fā)展），2003年達(dá)到2.579（弱可持續(xù)發(fā)展），為最高水平。之后安全狀況有所下降，2005年至2008年均為“弱可持續(xù)發(fā)展”狀態(tài)，從指標(biāo)層來(lái)看直接原因在于事故中斷行車時(shí)分和直接經(jīng)濟(jì)損失增幅較大。安全是鐵路最基本的一項(xiàng)指標(biāo)，需要引起相關(guān)部門(mén)的注意。

圖3鐵路安全狀況變化曲線

能源消耗方面（圖4），1998—1999年為“弱可持續(xù)發(fā)展”，2001年以后狀態(tài)比較穩(wěn)定，均為“基本可持續(xù)發(fā)展”。從指標(biāo)層看，除單位周轉(zhuǎn)量電耗略有上升外，單位周轉(zhuǎn)量能耗折算標(biāo)準(zhǔn)煤，單位周轉(zhuǎn)量油、天然煤消耗量，單位周轉(zhuǎn)量鋼材、水泥消耗量均大幅度降低，而電能可由火力、水力、風(fēng)力等不同能源轉(zhuǎn)化而來(lái)，屬于可轉(zhuǎn)化能源，電力牽引可以減少對(duì)燃油的依賴，緩解能源危機(jī)。采用電力機(jī)車牽引，鐵路對(duì)環(huán)境幾乎不會(huì)造成污染。因此，提高鐵路電化率可大大提高能源可替代性、緩解能源危機(jī)、減少對(duì)環(huán)境的污染。

整個(gè)鐵路可持續(xù)發(fā)展度（圖5）由1998年的3.438上升至2008年的2.308，基本維持在“弱可持續(xù)發(fā)展”水平。從時(shí)間序列的縱向比較結(jié)果顯示，鐵路的可持續(xù)發(fā)展程度呈提高趨勢(shì)，表明我國(guó)鐵路部門(mén)在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高運(yùn)輸能力和安全程度、節(jié)約能源與資源，以及保護(hù)環(huán)境方面取得了顯著成績(jī)，作出了巨大貢獻(xiàn)，但總體可持續(xù)發(fā)展水平依舊較低，說(shuō)明我國(guó)鐵路可持續(xù)發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走，還需要做很多工作。

[1]中華人民共和國(guó)鐵道部．鐵路是適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的“綠色交通工具”.2006.5.14.

[2]劉培哲．可持續(xù)發(fā)展理論與中國(guó)21世紀(jì)議程[M]．北京：氣象出版社，2001．

[3]王烈等．中國(guó)鐵路技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響的研究[D]．北京：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，TY字第2607號(hào)．

[4]鐵道部發(fā)展計(jì)劃司司長(zhǎng)楊忠民．http://www.ce.cn/cysc/ztpd/09/railway/contents/200901/19/t20090119_17999788.shtml.

(責(zé)任編輯：魏艷紅）

A

1004-9746（2010）05-0035-05

2010-08-20）