高速鐵路城市綜合樞紐站系統(tǒng)評價研究

郭 捷

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院，陜西 西安 710300）

前言

高速鐵路是一種高速運營的鐵路系統(tǒng)，簡稱“高鐵”。高鐵可以通過改造原有線路使最高營運速度達到特定要求（通常為200km/h），也可以修建“高速新線”使營運速度達到更高的標準（大于250km/h）。雖然高鐵建設或改造費用巨大，對機車、軌道、操作、運營環(huán)境等都要求很高，但高鐵對經(jīng)濟的促進作用同樣巨大，特別是對沿線地區(qū)或城市的發(fā)展意義重大。1964年日本東海道新干線建設通車，成為當時全世界第一條高速鐵路，標志著人類即將進入“高鐵時代”。后續(xù)的八、九十年代，許多發(fā)達國家特別是歐洲發(fā)達國家，陸續(xù)開始建設高速鐵路，“高鐵時代”正式開啟。中國的高速鐵路起步較晚，發(fā)展時間較短，但卻取得了舉世矚目的成績。特別是2004 年1 月《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》通過審核，這標志著我國的“高鐵時代”的到來。目前，我國的投入運營的高速鐵路營運里程突破 1萬公里，約占世界高鐵運營里程的45%，位居世界第一位[1]。

高速鐵路之所以發(fā)展迅速，主要是普通鐵路運輸系統(tǒng)已無法滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，相比之下資源節(jié)約型的高速鐵路系統(tǒng)建設成為必然趨勢。當前，我國的城市化進程繼續(xù)加速發(fā)展，客貨運周轉量不斷攀升，城市發(fā)展需求不斷增大，特別是以大城市為中心的都市經(jīng)濟圈或經(jīng)濟區(qū)的形成，極大地刺激了高鐵系統(tǒng)的發(fā)展建設。

如前所述，高鐵的發(fā)展對機車、軌道、操作、運營環(huán)境等都提出了很高的要求，這其中的運營環(huán)境就包括了高鐵系統(tǒng)同城市交通系統(tǒng)的銜接部分，即高鐵城市樞紐站。本文后續(xù)將以西安北站為例介紹高鐵城市樞紐站的發(fā)展和建設情況，并重點對該站進行系統(tǒng)評價，以期獲取對高鐵城市樞紐站的建設和發(fā)展進行全面合理評價的途徑和方法，從而為高鐵和城市經(jīng)濟的發(fā)展提供些許參考和幫助。

1 高速鐵路城市樞紐站

高速鐵路樞紐站位于鐵路網(wǎng)的交匯點或終端地區(qū)，包括站場設施、設備及聯(lián)絡線和進出站線等，是客貨流從一條高鐵轉運到各接軌高鐵、普通鐵路或其它運輸方式線路的中轉區(qū)域，也是所在城市客貨到發(fā)及聯(lián)運的區(qū)域[2]。隨著我國高速鐵路的不斷建設和運營，一批現(xiàn)代化的高鐵車站或樞紐陸續(xù)投入使用，2012年我國的高鐵車站就達到了500多個，其中大型車站即樞紐站55個[3]。

和普通鐵路樞紐站類似，高鐵樞紐站對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、城市建設以及各種交通運輸工具之間的分工與協(xié)作，都有密切的關系，它們是綜合運輸體系中的重要組成部分。不同于普通鐵路樞紐站，高鐵樞紐站從選址、規(guī)劃設計和規(guī)模、設施設備等方面都要更加嚴格和提升。比如，高鐵樞紐站的選址，必須認真考慮其和所在城市的關系，考慮它對城市發(fā)展、城市居民生活的影響，既要有較大的用地規(guī)模，又不能距離城市過遠，同時還要和城市交通系統(tǒng)方便銜接。根據(jù)運載對象的不同，高鐵樞紐站通?？煞譃楦哞F客運樞紐站和高鐵貨運樞紐站。對于高鐵客運樞紐站，有直通、管內(nèi)和市郊旅客列車的作業(yè)等，既直接關系城市居民的對外交通，又同時直接影響城市的交通系統(tǒng)，而且還是城市的對外窗口，功能完備、交通便捷的高鐵客運樞紐站不僅能夠便捷加速人們的出行、拉動城市經(jīng)濟的發(fā)展，并且能提升城市的整體形象，因此本文將重點研究和分析高鐵客運樞紐站。進一步地，我們將位于城市范圍內(nèi)、同城市交通系統(tǒng)緊密聯(lián)系的高鐵客運樞紐站稱為“高鐵城市樞紐站”，如果該樞紐涉及三種或三種以上的交通方式，可稱之為“高鐵城市綜合樞紐站”。目前，國內(nèi)許多高鐵站都屬于“高鐵城市綜合樞紐站”，其中西安北站更是其中的典型。

西安北站作為國家高速鐵路網(wǎng)上最重要的核心樞紐站之一，位于未央路和北三環(huán)、繞城高速公路銜接處，占地面積800畝，建筑面積33.1萬平方米，分三個站場，共18站臺（34站臺面）34線，是當時全國接線最多、站場規(guī)模最大的特大型鐵路客運樞紐，號稱“全國之冠、亞洲之最”。西安北站最大的亮點之一，就是和城市交通系統(tǒng)的“無縫銜接”，特別是同地鐵二號線的“零換乘”。北站所涉及的城市公共交通（工具）方式主要包括地鐵、地面公交和出租車，此外還有長途車、社會車輛、貴賓車輛等。目前，北站正在規(guī)劃建設環(huán)站輕軌，建成后市民無論是選擇高鐵、長途，還是地鐵、公交、出租，甚至自行車，都可以在北站實現(xiàn)“零換乘”（參見圖1）[4]。另外，北站的整體設計既有新技術、新結構與新材料創(chuàng)造出的現(xiàn)代氣息，又有出檐深遠、墻身外露、臺基渾厚傳承出的漢唐風韻，現(xiàn)代與古樸交相輝映完美結合，是北站的又一亮點。

圖1 西安北站與城市交通的無縫銜接

2 評價指標體系構建

2.1 評價方法選擇

層次分析法（AHP）是一種系統(tǒng)評判方法，它將復雜的系統(tǒng)決策過程模型化、數(shù)量化，能夠?qū)崿F(xiàn)定性分析和定量計算的融合，為選取最佳方案提供依據(jù)。作為一種經(jīng)典評價方法，層次分析法將復雜問題拆分為若干層次和若干因素然后再分析求解，這非常符合人們的思考模式。但在現(xiàn)實的復雜系統(tǒng)中，比如高鐵城市綜合樞紐站，評價的影響因素非常多，而且各因素之間還存在著不同的層次。在這種前提下，僅僅用層次分析法進行評價時，需要將評判因素集合根據(jù)一定的屬性分類，然后進行層次單排序和總排序。顯然，這樣做不僅指標層的單排序很復雜，而且方案層的總排序更復雜（因為每個指標將對應一個方案的判斷矩陣），是以本文考慮用層次分析法獲得最底層的指標的權重總排序及具體大小，然后通過方案對應的隸屬矩陣計算（屬于模糊綜合評價法），來定量確定方案的綜合評價值。不妨將這種把層次分析法和模糊綜合評價法相融合的評價方式稱為模糊層次分析法。顯然，模糊綜合評判方法則是一種運用模糊數(shù)學分析原理和系統(tǒng)評價層次結構的具有“模糊性”和“層次結構”的系統(tǒng)評價方法，而且能有效縮減問題求解復雜度。

2.2 指標體系設計

為了設計合理的指標體系，本文參考了國內(nèi)外大量的文獻資料[5,6,7]，并通過設計調(diào)查問卷進行實際調(diào)查，包括：（1）北客站工作人員、行業(yè)專家及從業(yè)人員，包括部門主管、安檢員、咨詢臺、長安大學教授、公交司機、出租車司機、社會車輛司機等；（2）普通旅客，即樞紐站的一般受眾，包括不同職業(yè)、性別、年齡段和進出站的旅客。以此為基礎，創(chuàng)建了較為全面的評價指標體系，其中包含三個一級指標或準則：便捷流暢、安全穩(wěn)定和配套資源及其它，各個準則下均包括具體的二級評價指標，具體詳見表格1：

表1 高鐵城市綜合樞紐站評價指標體系

3 系統(tǒng)評價研究

3.1 遞階層次結構設計

對應于所設計的指標體系，建立高鐵城市綜合樞紐站評價的遞階層次結構如圖2所示。

圖2 高鐵城市綜合樞紐站評價的遞階層次結構

3.2 系統(tǒng)評價研究

（1）判斷矩陣的構造

層次分析法中，必須根據(jù)某個準則對下一層次各因素的相對重要性做出判斷，這些判斷用具體數(shù)值陳列出來，列成矩陣形式就是判斷矩陣。

這里，需要創(chuàng)建的判斷矩陣有4個，具體為：針對1個目標（要素）確定三個準則相對重要性的1個矩陣和針對3個準則層（要素）分別確定各自下轄指標相對重要性的3個矩陣。由于篇幅的限制，這里只給出通用的判斷矩陣，矩陣元素的具體數(shù)值通過調(diào)查確定。

表2 判斷矩陣A

其中， A1…An為同一層的影響因素，Ck為上一層的準則。判斷矩陣元素aij表示，針對準則Ck而言因素Ai與Aj對于的相對重要性量化值，其大小利用打分取均值的簡便方法確定。

（2）評價指標的層次排序

計算獲得判斷矩陣后，再進一步計算與判斷矩陣最大特征值對應的正交特征向量，即某個準則下各要素的相對權重。本著計算方便的原則，這里采取近似算法中的方根法[8]。計算獲得指標層的排列順序為：C2，C6，C9，C1，C4，C11，C7，C10，C3，C13，C5，C8，C12。詳細計算結果參見表3的第二列數(shù)值。

這里的結果經(jīng)過了一致性檢驗：C.R=＜0.1，所以認為判斷矩陣沒有邏輯錯誤，結果可靠。

（3）隸屬度矩陣的構造

首先，創(chuàng)建一套由評價結果集合而成的評價集，它是評價者對評價目標做出的所有可能的評價結果合成的集合。這個評價集具體分為{優(yōu)良，較好，一般，較差}四個等級，四個等級可對應四個模糊子集。建立了等級模糊子集后，要對被評事物逐個評價，并從每個評價指標上進行定量評價，從而確定從單個因素角度分析被評事物對等級模糊子集的隸屬度向量，進一步獲得模糊關系矩陣（隸屬度矩陣）[8]。一般隸屬度矩陣的表示形式如公式（1）所示。其中，Ri稱為第i個評價指標的隸屬度向量。

這里的評價主體就是前述的調(diào)查對象，包括兩大類，第一類相關人員19名、第二類人員55名，分別就C1至C13的13個指標進行四個不同等級的評價，調(diào)查數(shù)據(jù)及評價結果詳見表3。需要說明，本文采用的調(diào)研可稱為“差異化調(diào)研”，針對兩類人員設計有差異的調(diào)查問卷，并對調(diào)查結果差異對待。具體地，第一類人員的調(diào)查問卷減少配套資源方面的調(diào)查點，第二類人員減少安全穩(wěn)定方面的調(diào)查點；同時，鑒于專業(yè)知識和感受時間的雙重差異程度，認為第一類人的評價結果的權重是第二類的2倍。最后得到隸屬度矩陣，詳見表4。

表4 隸屬度矩陣

（4）計算綜合評價值

最終模糊綜合評價時，評價指標的權向量：W =（w1，w2，…，w13）在層次分析時已確定。進一步地，計算評判對象的綜合綜合隸屬度B，B = W·R，即：

標定評定等級vj對應評定值sj，則利用總分法計算綜合評定值為：

表3 評價調(diào)查結果

3.3 評價結果分析

首先，根據(jù)指標的權重及調(diào)查情況來看，“銜接性”、“安全性”、“應急能力”等對評價結果影響比最大，說明人們一方面注重出行的便捷性，同時安全意識也比較強。

其次，依據(jù)評價指標的隸屬度向量，也能夠分析評價目標的優(yōu)勢和劣勢。C5、C8、C12的隸屬度向量取值較小，說明西安北站需要在對應方面進行改進。這同實際調(diào)查結果完全吻合，包括：空間利用率不是非常合適，如VIP候車區(qū)私密性不強、占用空間過大（上座率極低），標識標記不是特別明晰，服務水平也有待提高，能力障礙人士的設施設備運行情況一般等，商業(yè)服務特別是就餐環(huán)境較差（人少冬天溫度低），銜接性和運營環(huán)境的結果稍稍出乎意料，如、出租拼座、黑車拉客等，特別是一些調(diào)查者并不是特別認可所謂“零換乘”或者“無縫銜接”，相關意見主要集中在太晚時公共交通跟不上。這些不足的地方，有些將隨著北客站的利用率的提高得到改善，有些需要相關職能部門著力改進。

最后，從評價的總體結果看，84.2的得分一方面肯定了北客站的實力和地位，另一方面更顯示出，雖然北客站是投入運營時間不長的綜合型高鐵樞紐站，但問題已經(jīng)顯現(xiàn)且亟須改進。

4 結論

作為一種現(xiàn)代交通運輸方式的交匯點或終端區(qū)域，高速鐵路樞紐站對于城市建設及城市經(jīng)濟發(fā)展影響巨大，因此近幾年國內(nèi)外很多人提出了不少評價高鐵樞紐站的方法或途徑，但往往是針對樞紐站的某個方面進行評價，全面的、整體性的評價研究較少。本文參考這些研究成果，將層次分析法和模糊綜合評判法相融合，基于對評價目標即西安北站的特點分析，提出了一種將定性和定量分析相融合的評價手段，針對性地建立了評價指標體系。進一步地，通過實際調(diào)查和西安北站的綜合評價，表明了本文設計的評價方法的可行性和實用性。這其中，本文采用的差異化調(diào)查方法較準確地體現(xiàn)了不同調(diào)查主體對調(diào)查結果乃至評價結果的影響程度。

[1] 中國鐵道科學研究院.我國高速鐵路突破一萬公里[N].人民日報,2013.9.27.

[2] 李學偉.高速鐵路概論[M].北京:中國鐵道出版社, 2010.

[3] 于浩.我國高速鐵路車站商業(yè)開發(fā)與管理模式探討[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟, 2012(8): 39-43.

[4] 華商新聞.北客站將建環(huán)軌貫通四條地鐵線打造綜合交通樞紐[N]. http://news.hsw.cn/system/2013/03/26/051633219.shtml.

[5] 徐苗,等.高鐵型綜合交通樞紐換乘組織綜合評價[J].山西建筑,2010, 36(2): 33-34.

[6] Marigorta R., Barnicle C.Spanish rail invest- ment [J]．Sectoral Report: Rail, 2010(3)：26-32.

[7] 王國輝. 鐵路客運樞紐站與城市交通的銜接與協(xié)調(diào)研究[D].成都:西南交通大學碩士學位論文, 2007.

[8] 汪應洛.系統(tǒng)工程（第四版）[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2009.