基于熵值法和層次分析法的高鐵線路選擇研究

焦琳致　王海玥

摘要：自我國(guó)建設(shè)高鐵以來(lái)，高鐵線路規(guī)劃與我國(guó)人文經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。由于行車(chē)路線不同，給周邊城市及居民帶來(lái)的影響不同。因此為了給高鐵線路的選擇提供科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕ㄗh，文章采用熵權(quán)法和層次分析法相結(jié)合的方法，根據(jù)多種影響因素構(gòu)造指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用MATLAB計(jì)算權(quán)重，并模擬建設(shè)從丹東到錦州高鐵的多條線路，運(yùn)用已有的模型計(jì)算出最科學(xué)合理的方案。最后根據(jù)研究結(jié)果，向鐵路規(guī)劃部門(mén)提出高鐵線路選擇的幾條合理化建議。

關(guān)鍵詞：層次分析法;熵值法;MATLAB;評(píng)價(jià)指標(biāo)

一、引言

丹東站是沈丹鐵路、沈丹高鐵和丹大快鐵的終點(diǎn)。丹東站東邊通過(guò)鴨綠江大橋與朝鮮平義鐵路相連，作為中朝兩國(guó)的邊境站，擔(dān)負(fù)著中國(guó)商品出口至朝鮮的重要運(yùn)輸任務(wù)。2015年，沈丹高鐵的丹大高鐵先后整式通車(chē)，旅客發(fā)送能力得到大幅提高。丹東站臨近城市中心，交通發(fā)達(dá)，客流量大，目前的高鐵快運(yùn)已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，所以需要新的線路。錦州南站，位于錦州市松山新區(qū)東海大道，啟用于2003年，是京哈線秦沈段客流量最大的中間站，西接葫蘆島北站，東接凌海南站（擬建）。錦州南站位于錦州市城郊區(qū)，距離市區(qū)較遠(yuǎn)，高鐵站周邊的道路交通基礎(chǔ)配套設(shè)施仍然存在較大缺陷，未能滿足地方客流、周邊市民的良好使用。

葉嵩（2014）基于乘客出行特征對(duì)郊區(qū)型高鐵站選址進(jìn)行了分析，指出高速鐵的開(kāi)通，提升沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力，改變沿線城市的空間可達(dá)性和居民生活方式，調(diào)整城市結(jié)構(gòu)。沈海燕，賀曉玲（2011）改進(jìn)了傳統(tǒng)模糊評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建了高鐵站選址評(píng)價(jià)模型，在一定程度上提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。楊曉?shī)櫟龋?018）通過(guò)對(duì)AHP和模糊綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)造評(píng)判矩陣，并以成都東客站為實(shí)例進(jìn)行分析，為高鐵建設(shè)選址提供參考建議。

本文結(jié)合遼寧省現(xiàn)有高鐵線路和高鐵站現(xiàn)狀，考慮修建成本、增加人口流動(dòng)性和對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用三個(gè)影響因素，模擬三條線路，運(yùn)用已建成的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行比較，最終選出最科學(xué)合理的方案。

二、高鐵線路規(guī)劃理論模型

（一）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

1. 修建成本

由于高鐵站建設(shè)成本受多種因素影響，例如路線設(shè)計(jì)、鋪設(shè)軌道、土地征用成本等，工程巨大，耗費(fèi)人力物力財(cái)力甚多。所以修建成本是影響高鐵站選址的主要因素之一。

2. 增加人口流動(dòng)性

高鐵對(duì)人口流動(dòng)的影響復(fù)雜，可以起到轉(zhuǎn)移勞動(dòng)力的作用，通過(guò)縮短時(shí)空距離改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式、生活觀念以及出行理念。因此增加人口流動(dòng)性是高鐵站選址的重要影響因素。

3. 對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用

高鐵的建設(shè)對(duì)沿線城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到拉動(dòng)作用，有降低運(yùn)輸成本和提高交通安全的作用。高鐵站的選取會(huì)影響產(chǎn)業(yè)布局、加快城市化進(jìn)程以及形成交通經(jīng)濟(jì)帶等。此外，高鐵建成后會(huì)增加沿線城市居民的榮耀感和自信心，體現(xiàn)了現(xiàn)代科技的進(jìn)步，所以在高鐵選址時(shí)會(huì)著重考慮對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用。

（二）綜合集成賦值法確定權(quán)重分配向量

因?yàn)锳HP容易受到主觀因素的影響，所以無(wú)法避免評(píng)價(jià)人員的主觀片面性，導(dǎo)致該方法不能進(jìn)行較高精度的過(guò)程評(píng)價(jià)。所以本文對(duì)是將層次分析法與熵權(quán)法相結(jié)合，降低主觀因素。首先分別用層次分析法與熵權(quán)法求出權(quán)重，并且按照以下公式（1）進(jìn)行合成，這樣既充分保留了各種指標(biāo)傳遞的信息，又可通過(guò)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)客觀權(quán)重加以修正。

三、數(shù)值模擬結(jié)果與分析

目前丹東站到錦州南站需要經(jīng)過(guò)鳳城東、本溪、沈陽(yáng)南、沈陽(yáng)和盤(pán)錦北五站，耗時(shí)2時(shí)54分，并且每天只有一趟列車(chē)，不能滿足目前旅客的需求，而且出行多有不便。所以現(xiàn)需規(guī)劃一條丹東到錦州南的新建高鐵線路，考慮修建成本、增加人口流動(dòng)性和對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用三個(gè)因素，通過(guò)查閱資料和咨詢專家，結(jié)合已經(jīng)建立的數(shù)學(xué)模型，來(lái)確立丹東到錦州的最科學(xué)合理的高鐵站選址方案。

現(xiàn)模擬以下三條線路：

方案一：丹東→鳳城東→營(yíng)口東→盤(pán)錦北→錦州南

方案二：丹東→鳳城東→鞍山西→盤(pán)錦北→錦州南

方案三：丹東→鞍山西→營(yíng)口東→盤(pán)錦北→錦州南

設(shè)要比較的三種因素修建成本、增加人口流動(dòng)性和對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用為：

U={U1，U2，U3}

四、結(jié)論與建議

本文基于AHP和熵值法理論引入高鐵線路規(guī)劃模型，并以遼寧省丹東到錦州高鐵線路為例，利用MATLAB進(jìn)行數(shù)值分析。經(jīng)過(guò)上述模型分析計(jì)算，根據(jù)總層次排序權(quán)值得出從丹東到錦州的擬新建高鐵線路中方案一最科學(xué)合理。

本文研究對(duì)我國(guó)高鐵線路的選擇提出如下建議：一是在交通發(fā)達(dá)處選址。目前許多城市的高鐵站建立在城郊地區(qū)，距離城區(qū)較遠(yuǎn)，交通十分不方便，給旅客出行增添了煩惱，耗費(fèi)了出行時(shí)間。二是在較偏遠(yuǎn)高鐵站設(shè)立站前公交站。既方便旅客出行，又節(jié)能減排，對(duì)于增加高鐵站客流量也十分有利。三是增加配套設(shè)施。在高鐵站周?chē)ㄔO(shè)商場(chǎng)、酒店、飯店等設(shè)施，既方便旅客乘車(chē)間隙休閑娛樂(lè)，換乘休息，又帶動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有利于形成新的城區(qū)，擴(kuò)大城市規(guī)模。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉?shī)?，張佳蓉，蔣雯雯，黃珊，賈越平.高鐵車(chē)站選址與城市發(fā)展協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)方法研究[J].綜合運(yùn)輸，2018（04）.

[2]沈海燕，賀曉玲.高速鐵路車(chē)站選址評(píng)價(jià)模型及算法研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011（01）.

[3]葉嵩.基于乘客出行特征分析的郊區(qū)型高鐵站選址研究[A].中國(guó)城市規(guī)劃學(xué)會(huì).城鄉(xiāng)治理與規(guī)劃改革——2014中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)論文集（05 城市交通規(guī)劃）[C].中國(guó)城市規(guī)劃學(xué)會(huì)：中國(guó)城市規(guī)劃學(xué)會(huì)，2014.

[4]徐曉敏.層次分析法的運(yùn)用[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2008（01）.

[5]劉鍇.城市高鐵樞紐選址規(guī)劃綜合評(píng)價(jià)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2018.

（作者單位：遼寧師范大學(xué)）