基于價(jià)值工程的客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)研究

李廣婧

LI Guangjing

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 工程經(jīng)濟(jì)處，陜西 西安 710043)

(Engineering Economics Division， China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd． Co．， Xi’an 710043，Shaanxi， China)

1 概述

我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程在2017年已達(dá)到2.5萬(wàn)km，“四縱四橫”網(wǎng)絡(luò)基本形成。根據(jù)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調(diào)整)》的規(guī)劃目標(biāo)，到2020年，我國(guó)高速鐵路里程將達(dá)到3萬(wàn)km，在新的路網(wǎng)規(guī)劃下，客運(yùn)專線將持續(xù)建設(shè)，給鐵路樞紐提出了新的布網(wǎng)布點(diǎn)要求[1]。鐵路樞紐在路網(wǎng)和城市中的重要位置和作用，決定了客運(yùn)專線引入鐵路樞紐時(shí)應(yīng)慎重考慮。因此，應(yīng)選擇合適的方法對(duì)客運(yùn)專線引入樞紐方案的各種影響因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

價(jià)值工程是通過(guò)各相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作，對(duì)研究對(duì)象的功能與成本進(jìn)行系統(tǒng)分析，不斷提高所研究對(duì)象價(jià)值的思想方法和管理技術(shù)[2]，以最少的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間獲得必要功能的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法[3]。價(jià)值工程中的“價(jià)值”，是指作為某種產(chǎn)品所具有的功能與獲得該功能的全部費(fèi)用的比值，基本公式為V=F/C，其中V表示價(jià)值，F(xiàn)表示功能，C表示成本。該公式不僅深刻地反映出產(chǎn)品價(jià)值與功能和實(shí)現(xiàn)此功能所耗成本之間的關(guān)系，而且也為如何提高價(jià)值提供了有效途徑。

客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)需要考慮所在城市的既有運(yùn)輸設(shè)備、城市規(guī)劃、工程條件、自然環(huán)保要求等諸多因素。當(dāng)多種定性、定量因素之間呈現(xiàn)出正相關(guān)或者負(fù)相關(guān)的聯(lián)系時(shí)，對(duì)方案選擇的干擾很大。以往引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)主要考慮各類影響因素優(yōu)缺點(diǎn)的定性分析及投資最低，實(shí)行效果并不理想。

實(shí)踐表明，價(jià)值工程能夠使得社會(huì)資源得到合理和有效地利用[4]。應(yīng)用價(jià)值管理可以降低整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目初始投資額的5%～10% ，同時(shí)可以降低項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用的5%～10%，在某些情況下，節(jié)約可以高達(dá)35%，而整個(gè)價(jià)值管理活動(dòng)的經(jīng)費(fèi)僅為項(xiàng)目建設(shè)成本的0.1%～0.3%[5]。應(yīng)用價(jià)值工程可以定量考慮客運(yùn)專線引入鐵路樞紐各方案所產(chǎn)生的價(jià)值和需要承擔(dān)的成本，以較低的成本去實(shí)現(xiàn)必要的功能，可以在保證鐵路樞紐客運(yùn)功能不變的基礎(chǔ)上降低工程成本，也可以在工程成本不變的條件下提高樞紐的客運(yùn)功能。

2 基于價(jià)值工程的客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)研究

2.1 構(gòu)建客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案比選評(píng)價(jià)指標(biāo)的體系構(gòu)成包含多種影響因素[6]。其中，最重要的就是客運(yùn)系統(tǒng)布局、客運(yùn)車站分工、客運(yùn)車站選址三大主要因素?？瓦\(yùn)系統(tǒng)布局主要與本線的客流特點(diǎn)和行車方式有關(guān)，一般可分為引入既有客運(yùn)站與新建客運(yùn)站2類：引入既有客運(yùn)站屬于客運(yùn)站集中式布局，包括并行引入既有客運(yùn)站(分線并場(chǎng)布局)、利用他線引入既有客運(yùn)站(合場(chǎng)布局)等；引入新建客運(yùn)站屬于客運(yùn)站分散式布局，包括利用既有線置換設(shè)站及獨(dú)立引入城市主要功能區(qū)并設(shè)站等。客運(yùn)車站分工對(duì)既有鐵路設(shè)施設(shè)備的利用、運(yùn)營(yíng)期間的組織管理等均具有較大影響?？瓦\(yùn)車站選址對(duì)吸引客流、拓展城市功能、優(yōu)化協(xié)調(diào)路網(wǎng)點(diǎn)線能力等都具有影響?？瓦\(yùn)專線的服務(wù)對(duì)象為旅客，這一基本定位決定了客運(yùn)專線車站應(yīng)最大程度方便乘客出行，在符合城市總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能深入城市或既有客運(yùn)站。同時(shí)，結(jié)合土地利用規(guī)劃和地形條件，在盡量滿足征地拆遷較小、外部交通配套設(shè)施較好的條件下[7]，構(gòu)建客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Index system diagram

2.2 確定指標(biāo)權(quán)重

指標(biāo)權(quán)重反映了各指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要程度。在對(duì)客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，由于大部分指標(biāo)為定性指標(biāo)，無(wú)法用確定的數(shù)據(jù)來(lái)衡量[8]，為此，采用指數(shù)標(biāo)度的層次分析法分別確定一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重向量為W=[W1，W2，…，Wn]，二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重向量為Wi=[Wi1，Wi2，…，Wimi]，其中n為一級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，mi為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)下屬的二級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

2.3 功能評(píng)分

除了確定各指標(biāo)的權(quán)重值，功能評(píng)價(jià)還需按照各功能的優(yōu)劣程度對(duì)其進(jìn)行量化，確定功能評(píng)分。功能因素在不同的項(xiàng)目中呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)。例如，對(duì)于吸引客流而言，在中西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)就是車站選址問(wèn)題的關(guān)鍵，原因在于車站位置有利于拉動(dòng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。但是，如果在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，吸引客流則不是最重要的功能因素，取而代之的則是符合環(huán)保等功能因素。鑒于客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案功能的優(yōu)劣程度難以進(jìn)行量化。采用模糊綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算功能評(píng)分值。

（1）確定功能評(píng)價(jià)集。功能評(píng)價(jià)集為Emi j={優(yōu)秀、良好、中等、合格、較差、極差}，優(yōu)秀為9 ～ 10 分，良好為 8 ～ 9 分，中等為 7 ～ 8 分，合格為 5 ～ 7分，較差為 3 ～ 5 分，極差為 0 ～ 3 分。其中，Emj為評(píng)價(jià)小組成員對(duì)一級(jí)功能指標(biāo)Fi的第mi個(gè)二級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)，F(xiàn)i為指標(biāo)體系中的第i個(gè)一級(jí)功能指標(biāo)。

（2）構(gòu)建隸屬度矩陣。構(gòu)建各一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度矩陣

式中：Ri為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)的隸屬度矩陣；rmi j為評(píng)價(jià)小組成員對(duì)一級(jí)功能指標(biāo)Fi的第mi個(gè)二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)為Emi的人占總?cè)藬?shù)的比值。

（3）綜合功能評(píng)價(jià)。將Fi的二級(jí)指標(biāo)權(quán)重向量乘以其隸屬度矩陣Ri得到一級(jí)功能指標(biāo)Fi的模糊評(píng)價(jià)向量yi，即yi=Wi·Ri，則總的模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣為Y=(y1，y2，…，yi，…，yn]T，總目標(biāo)的綜合模糊評(píng)價(jià)向量為D=W·Y，則總目標(biāo)的功能評(píng)分值為P=D·E。

2.4 確定價(jià)值系數(shù)

（1）確定成本系數(shù)。一切成本都是為了實(shí)現(xiàn)功能，價(jià)值工程的成本按時(shí)間可歸納為前期研究、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和拆除成本，其中最主要的成本是方案實(shí)際施工中所產(chǎn)生的建設(shè)成本，包括工程費(fèi)用、工程建設(shè)其他費(fèi)用、預(yù)備費(fèi)和建設(shè)期貸款利息等。對(duì)于客運(yùn)專線引入鐵路樞紐成本來(lái)說(shuō)，運(yùn)營(yíng)成本及拆除成本隨著使用時(shí)間及使用效率的不同而不同，建設(shè)期利息、預(yù)備費(fèi)等費(fèi)用占比很小，因而客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案的成本主要考慮工程的靜態(tài)投資。估算客運(yùn)專線引入鐵路樞紐的k方案的成本系數(shù)為

式中：CIk為k方案的成本系數(shù)；Ck為k方案的成本。

（2）確定功能系數(shù)。價(jià)值V為某方案所具有的功能F與獲得該功能的全部成本C之比，即V=F/C。利用此公式得到k方案的功能系數(shù)為式中：FIk為k方案的功能系數(shù)；Pk為k方案的功能評(píng)分值。

（3）確定價(jià)值系數(shù)。k方案的價(jià)值系數(shù)為其功能系數(shù)與成本系數(shù)之比，可以表示為

式中：VIk為k方案的價(jià)值系數(shù)。

3 案例分析

3.1 研究對(duì)象選擇及概況

武威鐵路樞紐位于甘肅省中部，現(xiàn)銜接蘭新線(蘭州—烏魯木齊)、甘武線(甘塘—武威南)，武威站為地區(qū)主要客運(yùn)站，武威南站為地方性編組站[9]。武威站設(shè)到發(fā)線10條(含正線2條)，旅客列車停留線1條，站對(duì)右側(cè)有中石油武威分公司成品油油庫(kù)及國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)專用線，既有貨場(chǎng)位于站對(duì)左側(cè)，站同左設(shè)有大機(jī)作業(yè)基地。武威鐵路樞紐示意圖如圖2所示。

蘭州至張掖三四線為設(shè)計(jì)速度250 km/h的客運(yùn)專線，研究選取蘭張三四線引入既有武威站方案(方案Ⅰ)和新建武威東站方案(方案Ⅱ)。引入武威鐵路樞紐方案示意圖如圖3所示。

（1）方案Ⅰ。線路從蘭新線正線南側(cè)線并行引入，在車站對(duì)側(cè)設(shè)置高速車場(chǎng)，西端咽喉正線上跨專用線后，向西張掖方向疏解后接入蘭新線正線區(qū)間。根據(jù)高速場(chǎng)的設(shè)置形式研究了路基并站(方案Ⅰ-1)和高架并站方案(方案Ⅰ-2)2個(gè)方案。①方案Ⅰ-1。該方案在車站南側(cè)設(shè)置高速車場(chǎng)，改建后普速場(chǎng)規(guī)模為2臺(tái)10線(含正線)。為滿足洪水位高程要求，該方案高速場(chǎng)高程設(shè)計(jì)為1 588 m，較既有車場(chǎng)高程抬高約3.5 ～ 5.5 m，高速場(chǎng)與普速場(chǎng)之間間距按12 m設(shè)計(jì)，高速場(chǎng)車場(chǎng)規(guī)模按2臺(tái)6線布置。②方案Ⅰ-2。該方案在車站南側(cè)設(shè)高速場(chǎng)，普速場(chǎng)的最北側(cè)橋梁墩臺(tái)設(shè)于南側(cè)中間站臺(tái)上。改建后普速場(chǎng)規(guī)模為2臺(tái)10線(含正線)，受普速場(chǎng)西端咽喉既有貨場(chǎng)處高程控制，高速場(chǎng)標(biāo)高為1 600 m，較普速場(chǎng)高約17 m，高速場(chǎng)規(guī)模按2臺(tái)6線布置。

（2）方案Ⅱ。線路自武南鎮(zhèn)沿金色大道西側(cè)進(jìn)入武威市，上跨天頤大道后在發(fā)放鎮(zhèn)設(shè)武威東站。在發(fā)放鎮(zhèn)設(shè)武威東站，車站距離城市約4 km，車站規(guī)模為3臺(tái)7線(含正線2條)。新武威東站示意圖如圖4所示。

圖2 武威鐵路樞紐示意圖Fig.2 Schematic diagram of Wuwei station

圖3 引入武威鐵路樞紐方案示意圖Fig.3 Schematic diagram of introducing Wuwei railway hub

圖4 新武威東站示意圖Fig.4 Schematic diagram of new Wuwei east station

3.2 確定指標(biāo)權(quán)重

在專家?guī)熘须S機(jī)抽取設(shè)計(jì)單位、鐵路運(yùn)營(yíng)管理部門、省市行政部門等部門的6位專家組成評(píng)價(jià)小組，根據(jù)德爾菲法對(duì)蘭張三四線引入武威鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各層指標(biāo)的相對(duì)重要性采用指數(shù)標(biāo)度法進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，然后將調(diào)查問(wèn)卷收回后進(jìn)行分析，如果指標(biāo)重要性的評(píng)價(jià)結(jié)果一致，則按照該結(jié)果建立指標(biāo)的判斷矩陣；如果指標(biāo)重要性的評(píng)價(jià)結(jié)果不一致，就再次發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，同時(shí)將第一輪的問(wèn)卷調(diào)查分析結(jié)果發(fā)放給各位專家，并作為第二輪專家評(píng)價(jià)的參考，以此類推，直到得出一致的評(píng)價(jià)結(jié)果。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，各級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣為

用方根法計(jì)算得到滿足一致性要求的蘭張三四線引入武威鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)的一、二級(jí)指標(biāo)權(quán)重值如表1所示。

表1 一、二級(jí)指標(biāo)權(quán)重值表Tab.1 Table of weights of first and secondary functional indexes

3.3 功能評(píng)分

由評(píng)價(jià)工程小組成員對(duì)蘭張三四線引入武威鐵路樞紐3個(gè)方案的二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，二級(jí)指標(biāo)隸屬度值如表2所示。

將各功能評(píng)分值取中間值，即：E={9.5，8.5，7.5，6.0，4.0，1.5}，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算功能評(píng)分值，算得3個(gè)方案的綜合評(píng)分值分別為6.35，6.57，7.83，進(jìn)而得出3個(gè)方案的功能系數(shù)分別為0.31，0.32，0.38。

3.4 確定成本系數(shù)

對(duì)蘭張三四線引入武威鐵路樞紐3個(gè)方案采用相同的估算編制規(guī)定(即人工、材料、機(jī)械、定額采用、取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等完全一致)，估算工程費(fèi)用。各方案成本系數(shù)如表3所示。

3.5 確定價(jià)值系數(shù)

運(yùn)用價(jià)值工程的基本公式V=F/C得到3個(gè)方案的價(jià)值系數(shù)如表4所示。

從表4可以看出方案Ⅱ的價(jià)值系數(shù)最高，因而蘭張三四線引入武威地區(qū)推薦采用方案Ⅱ——新武威東站方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

價(jià)值工程方法應(yīng)用到客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案比選研究中，采用指數(shù)標(biāo)度的層次分析法為功能指標(biāo)設(shè)定權(quán)重，有效地降低了專家主觀因素對(duì)權(quán)重分析的影響，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法確定各功能的評(píng)分值，解決了客運(yùn)專線引入鐵路樞紐中功能指標(biāo)難以量化，隨意性較大，設(shè)計(jì)精度不夠等問(wèn)題，使客運(yùn)專線引入鐵路樞紐的功能和成本能夠有效結(jié)合，提高了鐵路工作方案評(píng)價(jià)階段設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，方案選定更趨于客觀合理，為客運(yùn)專線引入鐵路樞紐方案評(píng)價(jià)提供參考。價(jià)值工程方法現(xiàn)階段已經(jīng)在多個(gè)鐵路樞紐項(xiàng)目評(píng)價(jià)中投入使用，取得了良好的效果。

表3 各方案成本系數(shù)表Tab.3 Cost coef ficient calculation table of the schemes

表4 3個(gè)方案的價(jià)值系數(shù)表Tab.4 Value coef ficient calculation table of the three schemes