基于價(jià)值工程的城市廢棄鐵路利用模式比選

張豐焰，楊 葦

(1.東南大學(xué) 交通學(xué)院，江蘇 南京 210096； 2.安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230051；3.浙江交通勘察設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310014；4.合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

基于價(jià)值工程的城市廢棄鐵路利用模式比選

張豐焰1,2,3，楊 葦4

(1.東南大學(xué) 交通學(xué)院，江蘇 南京 210096； 2.安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230051；3.浙江交通勘察設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310014；4.合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

針對(duì)城市規(guī)模擴(kuò)大和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整導(dǎo)致城市中心區(qū)廢棄鐵路增加的現(xiàn)象，從功能和成本角度出發(fā)，利用價(jià)值工程理論對(duì)廢棄鐵路的合理利用開展研究。通過(guò)分析各利用模式的功能和成本構(gòu)成選定評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于價(jià)值工程建立評(píng)價(jià)模型，運(yùn)用價(jià)值系數(shù)選擇最優(yōu)利用模式。價(jià)值系數(shù)較大的利用模式能夠以較小的成本獲得較多的功能，是較為經(jīng)濟(jì)合理的廢棄鐵路改造模式。最后以合肥市老淮南鐵路線為例，利用價(jià)值工程比選模型分析各模式的價(jià)值系數(shù)，確定有軌電車為其最優(yōu)利用模式。研究表明，價(jià)值工程比選評(píng)價(jià)模型基本反映該廢棄鐵路的利用效果，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

軌道交通工程；廢棄鐵路；價(jià)值工程；城市中心區(qū)；利用模式

伴隨城市規(guī)模的擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和土地資源的大面積開發(fā)利用，原來(lái)位于城市郊區(qū)的工廠已包含在城市內(nèi)部，加之工業(yè)的調(diào)整，部分工業(yè)用地逐步荒廢，附屬于工廠、倉(cāng)庫(kù)的鐵路專用線也基本隨之廢棄。近年來(lái)，城市中的廢棄鐵路迅速增加，其沿線大量土地被廢棄、閑置。這不僅造成了土地資源的浪費(fèi)，影響城市景觀，也制約了城市的有序發(fā)展。廢棄鐵路是城市發(fā)展過(guò)程中的必然產(chǎn)物，對(duì)它的改造利用是每個(gè)城市不可回避的問(wèn)題[1]。

目前，國(guó)內(nèi)外有不少對(duì)廢棄鐵路改造的先例，如上海市、昆明市、長(zhǎng)沙市、芝加哥等地利用廢棄鐵路分別改造為地鐵、市郊鐵路、城市道路和公園綠地等[2-3]。根據(jù)廢棄鐵路改造現(xiàn)狀可知，廢棄鐵路的走廊可改造為軌道交通、市郊鐵路、城市道路、城市綠廊和建筑用地等多種形式來(lái)煥發(fā)土地的價(jià)值[4-5]，部分國(guó)內(nèi)外廢棄鐵路改造實(shí)例如表1所示。

表1 國(guó)內(nèi)外廢棄鐵路改造實(shí)例

盡管這些改造模式功能各異，但都具有拆遷量少、施工簡(jiǎn)便、開工面寬、投資少等優(yōu)點(diǎn)，在合理利用城市中心區(qū)土地資源的同時(shí)帶動(dòng)了沿線土地的開發(fā)[6]。面對(duì)眾多改造模式，如何選擇最佳利用模式，變“廢品”為“珍寶”，充分發(fā)揮土地的經(jīng)濟(jì)效益，是目前各個(gè)城市建設(shè)中面臨的重大課題。根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)廢棄鐵路的研究可知，現(xiàn)有成果只限于對(duì)廢棄鐵路改造模式的定性分析，并沒(méi)有定量考慮各利用模式所產(chǎn)生的價(jià)值和需要承擔(dān)的成本。另外，對(duì)城市中心區(qū)應(yīng)如何利用廢棄鐵路的相關(guān)研究也很少。

城市中心區(qū)具有土地資源緊張、交通體系復(fù)雜、人口密集等特點(diǎn)，廢棄鐵路如果處理不好，就有可能阻礙城市的發(fā)展，因此，一些城市要么利用廢棄鐵路走廊改建軌道交通，要么改造為城市道路，要么改造為公園或街道。然而，這些利用模式特點(diǎn)各異，如何用最小的成本獲得最大的功能，是決策者應(yīng)思考的問(wèn)題[7-8]。本文正是針對(duì)現(xiàn)有研究的不足，從功能和成本角度出發(fā)，利用價(jià)值工程理論構(gòu)建比選模型，量化分析城市中心區(qū)廢棄鐵路利用模式的選擇，旨在為相關(guān)部門的規(guī)劃決策提供理論依據(jù)。

1 價(jià)值工程理論基礎(chǔ)

價(jià)值工程是通過(guò)集體智慧和有組織的活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)行功能分析，使目標(biāo)以最低的總成本(壽命周期成本)，可靠地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或服務(wù)的必要功能，從而提高產(chǎn)品或服務(wù)的價(jià)值。主要思想是通過(guò)選定研究對(duì)象的功能及費(fèi)用分析，提高對(duì)象的價(jià)值[9]。這里的“價(jià)值”是功能和實(shí)現(xiàn)功能的成本的比值，即：價(jià)值=功能/成本[10]。

價(jià)值工程雖然起源于材料和代用品的研究，但這一原理很快就擴(kuò)散到各個(gè)領(lǐng)域，有廣泛地應(yīng)用范圍，大體可應(yīng)用在兩大方面：一是在工程建設(shè)和生產(chǎn)發(fā)展方面；二是在組織經(jīng)營(yíng)管理方面。價(jià)值工程應(yīng)用的一般步驟如下：1)選擇價(jià)值工程對(duì)象，擬訂價(jià)值工程的評(píng)價(jià)方案；2)搜集資料，確定功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和成本指標(biāo)體系；3)確定功能評(píng)價(jià)指標(biāo)和成本指標(biāo)的權(quán)重；4)確定不同產(chǎn)品方案功能評(píng)價(jià)系數(shù)和成本系數(shù)；5)確定價(jià)值系數(shù)，準(zhǔn)確選擇方案[10]。

價(jià)值工程理論的核心內(nèi)容是將產(chǎn)品價(jià)值、功能和成本作為一個(gè)整體同時(shí)考慮，并將功能轉(zhuǎn)化為能夠與成本直接相比的量化值。利用價(jià)值工程理論比選方案時(shí)，主要有兩種情況：1)當(dāng)產(chǎn)品的價(jià)值系數(shù)不同時(shí)，價(jià)值系數(shù)越大，方案越優(yōu)；2)當(dāng)產(chǎn)品的價(jià)值系數(shù)相同時(shí)，可結(jié)合產(chǎn)品的具體需求選擇功能較多或成本較低方案。

2 廢棄鐵路利用模式比選模型的構(gòu)建

科學(xué)合理的比選模型是對(duì)各種廢棄鐵路利用模式做出客觀選擇的必要保證[5]。本文利用價(jià)值工程理論從廢棄鐵路改造的功能和成本兩方面進(jìn)行定量分析，并通過(guò)比較綜合價(jià)值系數(shù)選取最優(yōu)利用模式。廢棄鐵路利用模式比選模型構(gòu)建步驟如下。

2.1 構(gòu)建指標(biāo)體系

廢棄鐵路的改造利用將對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、交通和環(huán)境產(chǎn)生影響。新的改造模式會(huì)引導(dǎo)沿線土地的用途發(fā)生改變，影響沿線土地的利用價(jià)值，比如沿線商業(yè)的發(fā)展會(huì)對(duì)其區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)起到優(yōu)化作用，提高土地的利用效率。同時(shí)，廢棄鐵路的改造能夠影響沿線的居民出行方式選擇和出行時(shí)間，從而也影響到出行費(fèi)用和能源消耗等經(jīng)濟(jì)效益。

廢棄鐵路的改造帶來(lái)沿線發(fā)展會(huì)新增大量就業(yè)崗位，從而會(huì)有提升人均可支配收入和沿線居民生活水平的可能。同時(shí)隨著沿線環(huán)境的改變也會(huì)影響人口的聚集程度。廢棄鐵路對(duì)現(xiàn)有綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)造成一定程度的分隔，新的改造模式可能會(huì)有效地銜接各種交通方式，提高運(yùn)輸能力、公共交通服務(wù)水平和安全水平，能有效緩解道路交通擁堵。廢棄鐵路的改造將對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不同影響，具體會(huì)反映在空氣污染、噪聲污染及景觀綠化等方面[1]。因此，為體現(xiàn)上述影響，廢棄鐵路改造利用模式的功能指標(biāo)體系應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、交通、環(huán)境等4個(gè)方面來(lái)考慮，進(jìn)而細(xì)化為15個(gè)功能指標(biāo)來(lái)表征，具體構(gòu)建的功能指標(biāo)體系如表2所示。

表2 功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

廢棄鐵路的改造帶來(lái)功能轉(zhuǎn)變的同時(shí)，也需要承擔(dān)相應(yīng)成本。除了廢棄鐵路本身建設(shè)需要承擔(dān)建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本外，還需要承擔(dān)由此造成的空氣污染、噪聲污染、交通事故、交通擁堵等外部成本[11]。因此，成本體系結(jié)合內(nèi)外部成本確定6個(gè)成本指標(biāo)，具體構(gòu)建的成本指標(biāo)體系如表3所示。

表3 成本指標(biāo)體系

2.2 計(jì)算比選指標(biāo)

本文建立的廢棄鐵路利用模式比選指標(biāo)均為定量指標(biāo)，通過(guò)查閱資料或換算得到，反映項(xiàng)目的直接或間接效益及影響。如出行節(jié)約時(shí)間效益指標(biāo)通過(guò)改造后居民平均出行節(jié)約時(shí)間占改造前總平均出行時(shí)間的百分比來(lái)表示；能源的有效利用指標(biāo)為改造后各模式穿過(guò)原有鐵路走廊所節(jié)約的能源占改造前出行能源總消耗比值[12-13]；土地集約節(jié)約指標(biāo)為廢棄鐵路改造后節(jié)約的土地面積占廢棄鐵路走廊總面積的比值。由于各個(gè)城市的實(shí)際情況不同，具體項(xiàng)目指標(biāo)計(jì)算還需要緊密結(jié)合城市的具體情況來(lái)定。

2.3 確定指標(biāo)權(quán)重

由于各指標(biāo)在廢棄鐵路利用模式中的影響和作用不同，因而需要確定權(quán)重，一般可采用層次分析法確定功能權(quán)重和成本權(quán)重。

2.4 構(gòu)建系數(shù)計(jì)算模型

利用價(jià)值工程理論，通過(guò)計(jì)算廢棄鐵路利用模式的功能與成本的比值來(lái)確定模式所具有的價(jià)值。計(jì)算公式為

(1)

式中:Vj為第j種模式的價(jià)值系數(shù)；Fij為在第j種改造模式中，第i個(gè)功能指標(biāo)的功能系數(shù)；Cij為在第j種改造模式中，第i個(gè)成本指標(biāo)的成本系數(shù)；WFi為第i個(gè)功能指標(biāo)的權(quán)重?cái)?shù)；WCi為第i個(gè)成本指標(biāo)的權(quán)重?cái)?shù)；i為 廢棄鐵路改造模式選擇的指標(biāo)數(shù)，i=1,2,…,n；j為廢棄鐵路改造模式選擇的模式數(shù)，j=1,2,…,m。

2.5 設(shè)定判定準(zhǔn)則

在廢棄鐵路利用模式選擇中，不僅要考慮降低工程投資，還要盡可能有完善的功能，使利用模式達(dá)到綜合效果最佳。在綜合評(píng)判何種模式最優(yōu)時(shí)，應(yīng)遵循一定的準(zhǔn)則，即：當(dāng)Vx>Vy時(shí)，第x種模式為最優(yōu)改造模式；當(dāng)Vx=Vy時(shí)，各地需要根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，選取功能較全或者成本較低的利用模式。

3 實(shí)證分析

本文以合肥市老淮南鐵路線為例開展實(shí)證分析，檢驗(yàn)所建模型的可行性和可操作性。

3.1 合肥老淮南鐵路線

淮南鐵路自安徽省淮南市田家庵至裕溪口，跨越合肥市。隨合肥老火車站的改造搬遷，市區(qū)北二環(huán)至鐘油坊段，全長(zhǎng)11.2 km廢棄。目前，路段周邊主要是待搬遷的工廠廠房、荒地和少量多層住宅，土地利用率較低。該廢棄鐵路位于城市中心區(qū)，并與12條城市道路交叉，如圖1所示。根據(jù)合肥市未確定廢棄鐵路改造模式時(shí)的沿線用地規(guī)劃可知，老淮南鐵路周邊將以住宅為主，存在少量商業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)與工業(yè)用地，未來(lái)土地開發(fā)利用效率整體不高，如圖2所示。

圖1 老淮南鐵路現(xiàn)狀

圖2 老淮南鐵路未確定改造模式時(shí)沿線土地用地規(guī)劃

實(shí)際上老淮南鐵路具有較大的改造價(jià)值，應(yīng)如何選擇合理的改造模式，充分發(fā)揮其帶動(dòng)作用是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。根據(jù)老淮南線的特點(diǎn)和合肥市相關(guān)部門的意向，改造模式在輕軌、有軌電車、城市道路三者之間徘徊。從《合肥市老淮南線現(xiàn)代有軌電車建設(shè)工程技術(shù)方案》可知，輕軌模式可利用廢棄鐵路的現(xiàn)有走廊修建輕軌，交叉口處采取上跨方式穿越城市道路，客運(yùn)能力較大，能夠滿足遠(yuǎn)期城市發(fā)展的大運(yùn)量客運(yùn)需求；有軌電車模式則是直接利用部分鐵路軌道，基本做法是將有軌電車位于道路中央，機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道和人行道設(shè)于兩側(cè)，站臺(tái)設(shè)置于綠化帶上，有軌電車和機(jī)動(dòng)車道區(qū)間利用綠化帶進(jìn)行物理隔離，從而保證有軌電車有專用空間，交叉口處根據(jù)相交道路的交通量情況，適當(dāng)采取立交或平交，運(yùn)載能力基本能滿足沿線客運(yùn)需求，同時(shí)改造成本低；城市道路模式則需完全拆除廢棄鐵路，重新修建道路，交叉口處與城市道路基本是平面交叉，汽車行駛較為方便，主要客運(yùn)任務(wù)可能是通過(guò)公交車輛完成。在各方意見爭(zhēng)執(zhí)不下的情況下，決定采用定量分析方法來(lái)評(píng)定孰優(yōu)孰劣，因此，用上述所建的廢棄鐵路利用模式比選模型就為老淮南線的改造模式提供了定量決策的依據(jù)。

3.2 利用模式比選

3.2.1 功能指標(biāo)數(shù)據(jù)獲得

大部分功能指標(biāo)實(shí)際上在各改造模式的工程可行性研究報(bào)告里均有體現(xiàn)，可以在工程可行性研究報(bào)告中查到其相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其它功能指標(biāo)則參照合肥市經(jīng)濟(jì)社會(huì)現(xiàn)有發(fā)展水平及發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)類比或一些成熟數(shù)學(xué)模型求得數(shù)據(jù)。為盡可能反映實(shí)際情況，排除由于各項(xiàng)指標(biāo)的單位不同以及其數(shù)量級(jí)間的懸殊差別所帶來(lái)的影響，對(duì)各項(xiàng)功能指標(biāo)進(jìn)行了無(wú)量綱化處理[14-15]。具體結(jié)果如表4所示。

利用層次分析法計(jì)算得到各個(gè)功能指標(biāo)的權(quán)重如表5所示。

表4 功能評(píng)價(jià)指標(biāo)的無(wú)量綱值

表5 功能評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

3.2.2 成本指標(biāo)數(shù)據(jù)獲得

在對(duì)老淮南鐵路改造成本指標(biāo)測(cè)算中，通過(guò)對(duì)方案進(jìn)行投資估算，確定各模式的建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本；通過(guò)查閱各模式環(huán)境評(píng)價(jià)資料及合肥市交通運(yùn)行和管理數(shù)據(jù)，得到其它成本指標(biāo)數(shù)據(jù)。同理也對(duì)各項(xiàng)成本指標(biāo)進(jìn)行了無(wú)量綱化處理。具體結(jié)果如表6所示。

表6 功能評(píng)價(jià)指標(biāo)的無(wú)量綱值

利用層次分析法計(jì)算得到各個(gè)成本指標(biāo)的權(quán)重分別如表7所示。

表7 成本指標(biāo)權(quán)重值

3.2.3 價(jià)值系數(shù)計(jì)算

根據(jù)模型分別計(jì)算出輕軌、有軌電車、城市道路等3種改造模式的功能系數(shù)與成本系數(shù)， 最后求出此3個(gè)方案的價(jià)值系數(shù)，結(jié)果如表8所示。

表8 3種模式的價(jià)值系數(shù)

由表8可知，3種改造模式中，輕軌功能較強(qiáng)，但成本較高；城市道路功能低于有軌電車，且成本遠(yuǎn)超有軌電車；由于有軌電車模式能充分利用現(xiàn)有廢棄鐵路，改造成本很低，且其也屬于大運(yùn)量低碳環(huán)保的交通方式，故其價(jià)值系數(shù)值偏高。因此，有軌電車為老淮南鐵路利用模式選擇的最優(yōu)方案。

根據(jù)合肥市最新確定的老淮南鐵路改造技術(shù)方案可知，有軌電車為其最終改造模式，進(jìn)一步驗(yàn)證了基于價(jià)值工程的城市中心區(qū)廢棄鐵路利用比選模式的可行性。有軌電車的開通運(yùn)營(yíng)將極大地改善沿線出行環(huán)境和條件，進(jìn)而會(huì)影響沿線土地的利用價(jià)值，因此，合肥市對(duì)老淮南線沿線土地利用規(guī)劃也做了相應(yīng)調(diào)整，極大地增加沿線商業(yè)、居住、辦公等混合用地用量，加大了土地開發(fā)強(qiáng)度，從而帶來(lái)極高經(jīng)濟(jì)效益。規(guī)劃調(diào)整結(jié)果如圖3所示。

圖3 老淮南鐵路改造為有軌電車后沿線用地規(guī)劃調(diào)整

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)中心城區(qū)廢棄鐵路改造利用模式有多種，而城市決策者卻苦于缺乏比選依據(jù)，從而使決策分析偏向定性化等問(wèn)題，本文引入價(jià)值工程的分析方法，從功能與成本角度出發(fā)，建立起廢棄鐵路改造利用模式比選模型。該模型充分考慮了反映功能和成本的各項(xiàng)因素，構(gòu)建了功能和成本的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從整體上判斷出各模式的綜合價(jià)值，從而使決策結(jié)果具有一定的科學(xué)性。本文以合肥市老淮南鐵路線為例，應(yīng)用此比選模型分析各種利用模式的價(jià)值系數(shù)，分析結(jié)果已被合肥市有關(guān)決策部門采納，并在確定為有軌電車改造模式后還對(duì)原有沿線區(qū)域的土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃做了調(diào)整，極大地提升了沿線土地綜合利用價(jià)值，也推動(dòng)了交通與土地利用的一體化。總體來(lái)說(shuō)，利用此模型對(duì)中心城區(qū)廢棄鐵路的利用模式進(jìn)行比選研究，因其評(píng)價(jià)指標(biāo)全面，計(jì)算方法簡(jiǎn)單實(shí)用，分析結(jié)果客觀可信，可以進(jìn)行推廣應(yīng)用。

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[責(zé)任編輯：郝麗英]

Research on utilizing abandoned railway in urban area using value engineering theory

ZHAGN Fengyan1, 2,3， YANG Wei4

(1.School of Transportation, Southeast University, Nanjing 210096, China; 2.Anhui Communications Vocational &Technical College, Hefei 230051, China; 3. Zhejiang Communications Survey & Design Co.,Ltd., Hangzhou 310014, China; 4. Hefei Urban Planning and Design Institute, Hefei 230041, China)

Currently, in China, more and more railway lines in urban area are abandoned due to urban area expansion and urban industry's reorganization and redistribution. To effectively reuse these railways, this paper develops a method using the theory of value engineering to evaluate different possible alternatives of reutilization. Based on the benefits and costs of alternative reutilizations, performance indices are identified. Then the theory of value engineering is applied to establishing the evaluation model to calculate the value index for each alternative. The alternative with the highest value index is considered as the optimal alternative. A case study of the old Huainan railway line in Hefei has been carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed method. It is shown that the tram car alterative is the best for the reutilization of the old Huainan railway line. In addition, this method generally reflects the utilization effects of the abandoned railway, which has fairly practicality for decision-making department to select reutilization model reasonably.

rail transit engineering; abandoned railway; value engineering; urban center; utilization model

2016-12-26

安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2012B051)

張豐焰(1972-)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，工學(xué)博士，研究方向:交通規(guī)劃與管理.

10.19352/j.cnki.issn1671-4679.2017.04.004

U218

A

1671-4679(2017)04-0012-07