基于層次分析法的柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)

劉新崗

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，710043，西安／／工程師）

1 項(xiàng)目背景

城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是城市軌道交通建設(shè)的基礎(chǔ)，是預(yù)留軌道交通通道和用地控制的重要依據(jù)，軌道交通線路將據(jù)此進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的主要依據(jù)是城市用地發(fā)展布局和客流主流向。合理可行的城市軌道線網(wǎng)規(guī)劃不僅能為政府決策部門提供可靠的決策依據(jù)，還能有效促進(jìn)城市地上和地下空間的合理應(yīng)用。因此，城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案的評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。

柳州市，素有“桂中商埠”的稱號(hào)，是西南地區(qū)的工業(yè)重鎮(zhèn)，也是連接西南地區(qū)與華南地區(qū)的交通樞紐。為了構(gòu)建廣西“雙核”城市的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，引導(dǎo)“一心兩城、沿江發(fā)展、重點(diǎn)向東”城市發(fā)展方向，加快鹿寨、柳江與市區(qū)同城化進(jìn)程，促進(jìn)區(qū)域土地開發(fā)和物業(yè)綜合開發(fā)利用，必須對(duì)其城市軌道交通線網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，提出合理的規(guī)劃方案和規(guī)模。城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案完成以后，如何對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，就顯得尤為重要。然而，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法多以定性分析為主，無(wú)法做到定量分析與定性分析相結(jié)合。本文基于層次分析法建立了多目標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上對(duì)3個(gè)線網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行定量與定性的分析，經(jīng)綜合比選得出最優(yōu)方案。

2 柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案

柳州市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案包括線網(wǎng)規(guī)模研究與線網(wǎng)規(guī)劃方案。

2.1 線網(wǎng)規(guī)模研究

2.1.1 按交通需求匡算線網(wǎng)規(guī)模

交通需求分析法是依據(jù)區(qū)域交通發(fā)展戰(zhàn)略和需求分析結(jié)果，根據(jù)由城市軌道交通方式承擔(dān)的客運(yùn)出行量和線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算城市軌道交通線網(wǎng)長(zhǎng)度。

城市軌道交通線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度是城市軌道交通日客運(yùn)量與其線網(wǎng)長(zhǎng)度之比。在城市軌道交通需求量一定的情況下，線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度與線網(wǎng)密度成負(fù)相關(guān)。即：線網(wǎng)密度越高，線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度逐漸降低；反之，線網(wǎng)密度越低，線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度逐漸升高。線網(wǎng)長(zhǎng)度計(jì)算公式如下：

式中：

L——線網(wǎng)長(zhǎng)度；

Q——預(yù)測(cè)年公交出行總量；

α——城市軌道交通出行占城市公交出行的比例；

β——城市軌道交通換乘系數(shù)；

γ——城市軌道交通線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度。

按交通需求推算的柳州市與交通有關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)及軌道交通線網(wǎng)規(guī)模測(cè)算表見(jiàn)表1。

表1 按交通需求推算的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模測(cè)算表

2.1.2 按線網(wǎng)服務(wù)水平匡算線網(wǎng)規(guī)摸

2.1.2.1 萬(wàn)人擁有率法

萬(wàn)人擁有率是指在城市軌道交通服務(wù)范圍內(nèi)，平均每萬(wàn)人擁有的城市軌道交通線路長(zhǎng)度。該參數(shù)在一定程度上體現(xiàn)了城市軌道交通線網(wǎng)的服務(wù)水平。根據(jù)國(guó)內(nèi)城市軌道交通規(guī)劃的經(jīng)驗(yàn)，一般城市中心區(qū)選取的城市軌道交通線網(wǎng)長(zhǎng)度指標(biāo)為0.4～0.8 km／萬(wàn)人，城市邊緣地區(qū)和外圍地區(qū)為0.2～0.3 km／萬(wàn)人。

根據(jù)柳州市遠(yuǎn)景規(guī)劃是各區(qū)域交通生成強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)選擇不同區(qū)域的城市軌道交通線網(wǎng)萬(wàn)人擁有長(zhǎng)度指標(biāo)進(jìn)行測(cè)算?；诖?，經(jīng)測(cè)算，2020年、2030年及遠(yuǎn)景展望柳州市城市軌道交通線網(wǎng)長(zhǎng)度分別為63 km、79 km、119 km。

2.1.2.2 線網(wǎng)密度法

線網(wǎng)密度是指單位用地面積（建設(shè)用地或全部用地）上的城市軌道交通線網(wǎng)長(zhǎng)度，是衡量城市軌道交通線網(wǎng)服務(wù)水平的重要指標(biāo)。城市軌道交通線網(wǎng)密度在不同城市、不同區(qū)域具有一定的差異性，一方面是因?yàn)楦鞒鞘性诔鞘行螒B(tài)、人口密度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等方面存在差異，另一方面是因?yàn)橥怀鞘胁煌瑓^(qū)域交通服務(wù)水平存在差異。一般來(lái)說(shuō)，城市中心區(qū)客流聚集強(qiáng)度大，要求有較高的服務(wù)水平，線網(wǎng)密度也較高；城市外圍區(qū)開發(fā)強(qiáng)度相對(duì)較低，客流需求強(qiáng)度弱，線網(wǎng)密度相對(duì)較低。

根據(jù)國(guó)內(nèi)城市軌道交通規(guī)劃與建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，城市軌道交通線網(wǎng)密度通常根據(jù)交通生成強(qiáng)度的不同進(jìn)行選?。航煌ㄉ蓮?qiáng)度高的地方取值較高，交通生成密度較低的地方取值較低。城市軌道交通線網(wǎng)密度通常的取值范圍為0.25～1.40 km／km2。其中，核心區(qū)一般為1.20～1.40 km／km2，中心區(qū)一般為0.50～0.75 km／km2，外圍組團(tuán)一般為0.25～0.50 km／km2。根據(jù)《柳州市城市總體規(guī)劃（2010—2020年）》及《柳州市超大城市空間布局規(guī)劃（2012—2020年）》，2020年、2030年及遠(yuǎn)景展望城市建設(shè)用地規(guī)模分別為 168 km2、200 km2、300 km2。根據(jù)柳州市各區(qū)域用地面積，適當(dāng)選取各區(qū)域城市軌道交通線網(wǎng)密度指標(biāo)?；诖耍?jīng)測(cè)算，2020年、2030年及遠(yuǎn)景展望柳州市軌道交通線網(wǎng)長(zhǎng)度分別為87 km、104 km、155 km。

2.1.3 線網(wǎng)規(guī)?？锼憬Y(jié)論

考慮到線網(wǎng)規(guī)模測(cè)算是一個(gè)既宏觀又微觀的動(dòng)態(tài)過(guò)程，且測(cè)算結(jié)果與相關(guān)參數(shù)取值的相關(guān)性較大，而這些參數(shù)的取值本身就是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題。因此，線網(wǎng)適宜規(guī)模應(yīng)該是一個(gè)合理范圍。通過(guò)交通需求分析法測(cè)算，其遠(yuǎn)景展望城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模為168 km；通過(guò)服務(wù)水平分析法測(cè)算，柳州市遠(yuǎn)景展望線網(wǎng)規(guī)模為119～155 km。綜合分析，柳州市遠(yuǎn)景展望城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模應(yīng)在120～170 km。

2.2 線網(wǎng)規(guī)劃方案

城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是覆蓋整個(gè)城市范圍的大系統(tǒng)，在構(gòu)架分析過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行分類、分層地系統(tǒng)性研究。城市客流集散點(diǎn)及主要交通走廊研究可分為“點(diǎn)、線、面”三個(gè)層次。從宏觀上講，“點(diǎn)”代表局部、個(gè)體性的問(wèn)題，“線”代表方向性的問(wèn)題，而“面”則代表整體、全局性的問(wèn)題。對(duì)“點(diǎn)、線、面”三要素的分析，是線網(wǎng)構(gòu)架方案研究中定性分析的重要基礎(chǔ)，也是貫穿線網(wǎng)規(guī)劃研究全過(guò)程、反復(fù)循環(huán)、不同層次逐步深入的過(guò)程，在具體線網(wǎng)構(gòu)架分析中，必須將這三個(gè)因素緊密結(jié)合起來(lái)。

經(jīng)過(guò)對(duì)上述“點(diǎn)”、“線”、“面”的層次分析，依據(jù)柳州城市空間布局“一心兩城多組團(tuán)”的結(jié)構(gòu)，初步形成了如下3個(gè)預(yù)選方案。

方案一（見(jiàn)圖1）：柳州市主要客流集散點(diǎn)的分布呈現(xiàn)較為明顯的“環(huán)加放射”形?！耙粰M”（柳邕路—紅光路—文昌路）、“一縱”（躍進(jìn)路—八一路—文惠路—榮軍路）和“一環(huán)”（屏山路—飛鵝路—西環(huán)路—?jiǎng)倮贰訓(xùn)|路—桂中路—東環(huán)路）上匯集著較多的客流集散點(diǎn)，是柳州市客流較為集中的路線。該方案為“環(huán)加放射”形，由4條城市軌道交通線組成，其中3號(hào)線為環(huán)線，另外3條線皆為連接中心城區(qū)與市郊區(qū)的放射性線路；線網(wǎng)線路全長(zhǎng)150.6 km。

圖1 柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃示意圖（方案一）

方案二（見(jiàn)圖2）：柳州市客流集散點(diǎn)主要匯集于主城區(qū)，本著縮短線網(wǎng)線路長(zhǎng)度、節(jié)省投資的原則，布設(shè)“兩橫兩縱”的“井”字形城市軌道交通線網(wǎng)。“兩橫”（柳邕路—紅光路—文昌路，屏山路—飛鵝路）和“兩縱”（躍進(jìn)路—八一路—文惠路—榮軍路，桂中大道—東環(huán)路）上客流較為密集。該方案由4條城市軌道交通線組成，皆為連接中心城區(qū)與市郊區(qū)的放射性線路；總體線網(wǎng)構(gòu)架為“井”字形，線網(wǎng)線路全長(zhǎng)144.1 km。

圖2 柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃示意圖（方案二）

方案三（見(jiàn)圖3）：主城區(qū)及河?xùn)|新區(qū)客流密集，因此線網(wǎng)密度宜相對(duì)較高；為方便主城區(qū)線路與市郊區(qū)各線換乘，在布設(shè)放射網(wǎng)方案同時(shí)應(yīng)形成物理環(huán)。該方案由5條線組成，皆為連接中心城區(qū)與市郊區(qū)的放射性線路。其中4號(hào)線與5號(hào)線換乘2次，構(gòu)成物理環(huán)線，其他線路均與物理環(huán)線換乘，線網(wǎng)線路全長(zhǎng)151.6 km。

圖3 柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃示意圖（方案三）

2.3 評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)及指標(biāo)

基于以上3種方案，利用層次分析法進(jìn)行分析。將評(píng)價(jià)體系分為目標(biāo)層、分類層和指標(biāo)層，形成樹狀的關(guān)系結(jié)構(gòu)。從子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)、客運(yùn)效果、實(shí)施、社會(huì)效益、戰(zhàn)略發(fā)展等5大類共14個(gè)指標(biāo)（見(jiàn)表3）進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。

計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)指數(shù)和確定出系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重，然后運(yùn)用綜合滿意度函數(shù)法，分別計(jì)算3種方案的綜合滿意度函數(shù)。

各系統(tǒng)層綜合滿意度

式中：

fij——第i個(gè)子系統(tǒng)第j個(gè)指標(biāo)的得分；

Wij——對(duì)應(yīng)fij的權(quán)重

整體滿意度

式中：

Wi（B）—— 子系統(tǒng)i的權(quán)重；

Ui—— 子系統(tǒng)i的得分；

以U值的大小，作為線網(wǎng)方案排序和選優(yōu)的依據(jù)。

2.4 柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評(píng)價(jià)

從子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)、客運(yùn)效果、實(shí)施、社會(huì)效益、戰(zhàn)略發(fā)展等方面對(duì)3種方案進(jìn)行綜合比較，各子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)得分如表2所示。

表2 柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評(píng)價(jià)表

比選方案的整體滿意度評(píng)價(jià)結(jié)果為：方案一，0.848 1；方案二，0.792 4；方案三，0.818 8。其中方案一的得分最高。經(jīng)綜合分析，推薦方案一為柳州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案。

3 結(jié)語(yǔ)

本文采用交通需求分析法、萬(wàn)人擁有率法、線網(wǎng)密度法等3種方法綜合分析匡算柳州市軌道交通線網(wǎng)的合理規(guī)模，結(jié)合柳州市的城鎮(zhèn)布局和空間結(jié)構(gòu)形態(tài)形成了3種線網(wǎng)規(guī)劃方案，并利用層次分析法建立了評(píng)價(jià)體系。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用綜合滿意度函數(shù)法計(jì)算各方案的整體滿意度，并經(jīng)綜合分析得出了推薦方案。實(shí)踐證明，基于層次分析法的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)是全面的、科學(xué)的、合理的，其建立的評(píng)價(jià)模式和評(píng)價(jià)方法為城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)提供了更加科學(xué)的借鑒。

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