基于層次分析法的鐵路運(yùn)輸組織模式效益評(píng)價(jià)

王麗薇

摘要 目前我國(guó)鐵路發(fā)展方向是旅客列車(chē)高速化，貨物列車(chē)重載化。為了適應(yīng)鐵路發(fā)展新趨勢(shì)，不斷優(yōu)化運(yùn)輸組織模式，提高鐵路運(yùn)輸社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，文章以東烏鐵路運(yùn)營(yíng)發(fā)展為例，利用層析分析法，建立效益/代價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型，對(duì)三種運(yùn)輸組織模式進(jìn)行效益/代價(jià)評(píng)價(jià)，確定最優(yōu)的運(yùn)輸組織模式。

關(guān)鍵詞 東烏鐵路;評(píng)價(jià)效益;層次分析;SWOT分析

中圖分類(lèi)號(hào) U293.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）01-0044-03

0 引言

東烏鐵路是國(guó)家路網(wǎng)規(guī)劃中的一條重要鐵路，也是內(nèi)蒙古自治區(qū)和鄂爾多斯市重點(diǎn)建設(shè)的地方鐵路項(xiàng)目。目前東烏鐵路現(xiàn)有列車(chē)運(yùn)輸組織模式為開(kāi)行4 026 t列車(chē)，在現(xiàn)有鐵路技術(shù)設(shè)備的情況下企業(yè)擬定開(kāi)行5 000 t列車(chē)或開(kāi)行6 000 t列車(chē)，兩種運(yùn)輸組織模式都滿足東烏鐵路運(yùn)輸組織的要求，但不同的運(yùn)輸組織模式下的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效益不同，相應(yīng)的投資改造、技術(shù)升級(jí)和設(shè)備閑置等一系列成本問(wèn)題不同，確定最優(yōu)的運(yùn)輸組織模式，最大程度上提高運(yùn)輸能力、增加經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)企業(yè)的快速發(fā)展至關(guān)重要[1]，同時(shí)對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)鄂爾多斯市能源、化工、建材等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也起著重要戰(zhàn)略意義。

1 層次分析法的基本原理

層次分析法（Analytical Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱(chēng)AHP）是美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授A.L.Satty在20世紀(jì)70年代初首創(chuàng)的一種簡(jiǎn)便、靈活而又實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法，它是一種能將定性分析與定量分析相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法[2]。

1.1 構(gòu)造層次分析模型

利用層次分析法研究分析各領(lǐng)域問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)具體情況選定影響因素，構(gòu)建層次分析模型。一般包含：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層等。

目標(biāo)層（最高層）：表示解決問(wèn)題的目的，即層次分析要達(dá)到的總目標(biāo)。

準(zhǔn)則層（中間層）：表示采取某種措施、政策、方案等來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定總目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)。

指標(biāo)層（最低層）：表示要選用的解決問(wèn)題的各種措施、政策、方案等。

1.2 建立判斷矩陣和一致性檢驗(yàn)

層次分析法的基礎(chǔ)是每一層各因素相對(duì)重要性的判斷，這些判斷可以通過(guò)引入合適的標(biāo)度，用數(shù)值表示出來(lái)，寫(xiě)成判斷矩陣。此判斷矩陣表示針對(duì)上一層的某個(gè)因素，本層次與其有關(guān)的各個(gè)因素之間相對(duì)重要性的比較。

在層次分析法中引入判斷矩陣最大特征根以外的其余特征根的負(fù)平均值，作為度量判斷矩陣偏離一致性指標(biāo)，檢查決策者判斷思維的一致性。

（1）

為了度量不同階判斷矩陣是否具有滿意的一致性，還需引入判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值，對(duì)于1～9階判斷矩陣，RI值分別為0.00;0.00;0.58;0.90;1.12;1.24;1.32;1.41;1.45。判斷矩陣的一致性指標(biāo)CI與同階平均一致性指標(biāo)RI之比稱(chēng)為隨機(jī)一致性比率，記為CR。當(dāng)時(shí)，認(rèn)為此判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就需要調(diào)整判斷矩陣，并使之具有滿意的一致性。

2 東烏鐵路運(yùn)輸組織模式的SWOT分析

2.1 內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)分析

（1）企業(yè)帶動(dòng)社會(huì)效益提升（A1）：東烏鐵路是鄂爾多斯市乃至整個(gè)西北地區(qū)一條便捷的出海大通道，其運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)模式的進(jìn)一步擴(kuò)大、優(yōu)化，對(duì)于促進(jìn)沿線資源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化、完善路網(wǎng)布局、改善投資環(huán)境具有非常重要的作用。

（2）企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著提高（A2）：在充分考慮企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的情況下，確定最優(yōu)的運(yùn)輸模式將會(huì)使企業(yè)運(yùn)輸資源最大化利用。目前企業(yè)年運(yùn)量1 000萬(wàn)左右，預(yù)計(jì)“十四五”期間，東烏鐵路年運(yùn)量可達(dá)到1 500萬(wàn)t，最優(yōu)的運(yùn)輸模式可以滿足企業(yè)不斷增長(zhǎng)的運(yùn)輸需求，提高運(yùn)輸產(chǎn)能，節(jié)約運(yùn)輸成本，提高運(yùn)輸效益。

（3）企業(yè)技術(shù)效果不斷優(yōu)化（A3）：新的運(yùn)輸組織模式將一定程度上帶動(dòng)企業(yè)技術(shù)、技能的不斷提升，增強(qiáng)人才隊(duì)伍知識(shí)儲(chǔ)備，提高企業(yè)整體技術(shù)管理效能。

2.2 內(nèi)部劣勢(shì)分析

（1）企業(yè)投資尚需擴(kuò)大（C1）：企業(yè)現(xiàn)有關(guān)鍵鐵路運(yùn)輸設(shè)備雖能滿足幾種運(yùn)輸方案的技術(shù)要求，但在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中還需投入資本用于部分設(shè)備（如供電線路、鐵路鋼軌、鐵路信號(hào)等）升級(jí)改造和現(xiàn)有技術(shù)手段的優(yōu)化提升。

（2）企業(yè)運(yùn)輸成本增大（C2）：運(yùn)輸組織模式的優(yōu)化升級(jí)，一定程度上會(huì)增加機(jī)車(chē)、車(chē)輛租用費(fèi)用，裝卸費(fèi)用等運(yùn)輸成本。

（3）企業(yè)設(shè)備可能閑置（C3）：由于企業(yè)尚處于運(yùn)營(yíng)發(fā)展的初期，運(yùn)量受市場(chǎng)、貨源、政策等因素影響，每年波動(dòng)幅度都較大，改變現(xiàn)有運(yùn)輸模式，增加（升級(jí)）的技術(shù)設(shè)備設(shè)施，可能受運(yùn)量波動(dòng)造成閑置。

3 東烏鐵路效益層次分析模型

3.1 建立效益/代價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型

在SWOT分析的基礎(chǔ)上，利用層次分析法對(duì)東烏鐵路內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)因素及劣勢(shì)因素建立效益/代價(jià)評(píng)價(jià)模型。效益層次結(jié)構(gòu)模型主要分三層，最高目標(biāo)層：效益，準(zhǔn)則層：社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)收入、技術(shù)效果、指標(biāo)層：方案1（開(kāi)行4 026 t列車(chē)的運(yùn)輸組織模式），方案2（開(kāi)行5 000 t的列車(chē)的運(yùn)輸組織模式），方案3（開(kāi)行6 000 t的列車(chē)的運(yùn)輸組織模式）。代價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型主要分三層，最高目標(biāo)層（代價(jià)），準(zhǔn)則層：（投資、運(yùn)輸成本、設(shè)備閑置），指標(biāo)層（方案1、方案2、方案3）。

3.2 構(gòu)造判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

3.2.1 構(gòu)造東烏鐵路的效益層次結(jié)構(gòu)模型的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

（1）相對(duì)于東烏鐵路的效益這個(gè)總目標(biāo)，各選擇準(zhǔn)則重要性相對(duì)比較建立判斷矩陣U-A，相對(duì)于社會(huì)效益準(zhǔn)則（A1），經(jīng)濟(jì)收入準(zhǔn)則（A2），技術(shù)效果準(zhǔn)則（A3）各選擇指標(biāo)的相對(duì)重要性比較建立判斷矩陣A1-M，A2-M，A3-M，如表1。

以判斷矩陣U-A為例，用和積法計(jì)算此判斷矩陣的最大特征根及相應(yīng)的特征向量：

① 將判斷矩陣每一列正規(guī)化：

如：

（2）

（3）

②正規(guī)化后的判斷矩陣按行相加得向量，再正規(guī)化，則所求特征向量為：

（4）

③計(jì)算判斷矩陣的最大特征根：

（5）

判斷矩陣的最大特征根：

（6）

判斷矩陣為3階矩陣，平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，隨機(jī)一致性比率，此判斷矩陣具有滿意的一致性。

（2）并利用計(jì)算機(jī)編程（C語(yǔ)言）來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)算過(guò)程（以判斷矩陣A1-M計(jì)算為例）[3]如圖1，經(jīng)計(jì)算得到各運(yùn)輸組織方案相對(duì)于東烏鐵路效益總目標(biāo)的層次總排序計(jì)算如表2。

經(jīng)計(jì)算 CR=0.024<0.10，各運(yùn)輸組織方案相對(duì)于效益總目標(biāo)的層次總排序一致性檢驗(yàn)通過(guò)。所以，對(duì)于采用合理的運(yùn)輸組織模式，提高經(jīng)濟(jì)效益這個(gè)總目標(biāo)，所考慮的三種方案的相對(duì)優(yōu)先排序?yàn)镸3，即方案3;M2，即方案2;M1，即方案1。因此，從幾種方案的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益來(lái)看，開(kāi)行6 000 t列車(chē)比其他兩個(gè)方案具有優(yōu)勢(shì)。

3.2.2 構(gòu)造東烏鐵路的代價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

相對(duì)于代價(jià)（P）這個(gè)總目標(biāo)，各選擇準(zhǔn)則重要性相對(duì)比較建立判斷矩陣， 相對(duì)于投資（C1）、運(yùn)輸成本準(zhǔn)則（C2）、設(shè)備閑置準(zhǔn)則（C3）各有關(guān)選擇指標(biāo)的相對(duì)重要性比較建立判斷矩陣如表3。

經(jīng)計(jì)算，東烏鐵路代價(jià)總目標(biāo)的層次總排序?yàn)镸3=0.460;M2=0.325;M1=0.214，CR=0.028<0.01，各運(yùn)輸組織方案相對(duì)于代價(jià)總目標(biāo)的層次總排序一致性檢驗(yàn)通過(guò)。所以，對(duì)于各運(yùn)輸組織模式相對(duì)于代價(jià)層次總目標(biāo)所考慮的三種方案的相對(duì)高低排序?yàn)椋篗3，M2，M1。三種運(yùn)輸組織方案中，開(kāi)行6 000 t列車(chē)的運(yùn)輸代價(jià)最高。

3.3 東烏鐵路運(yùn)輸組織方案選擇

東烏鐵路三種運(yùn)輸組織方案的效益權(quán)值為，三種運(yùn)輸組織方案的代價(jià)權(quán)值為，則三種運(yùn)輸組織模式的效益/代價(jià)為，即為，規(guī)一化后為。則東烏鐵路三種運(yùn)輸組織方案中方案3（開(kāi)行6 000 t列車(chē)的運(yùn)輸組織模式）的效益/代價(jià)權(quán)值最高，即此方案最優(yōu)。

通過(guò)層次分析法，對(duì)三種運(yùn)輸組織模式進(jìn)行效益/代價(jià)分析，擬定其最經(jīng)濟(jì)，最合理，最有利于發(fā)展的運(yùn)輸組織模式為開(kāi)行6 000 t列車(chē)的運(yùn)輸組織模式。此種模式可由現(xiàn)有SS3B型機(jī)車(chē)牽引列車(chē)總重為6 000 t的車(chē)列。現(xiàn)有6臺(tái)SS3B型機(jī)車(chē)，可以暫時(shí)滿足運(yùn)輸對(duì)機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)的需求，車(chē)輛近期使用C64型車(chē)輛，遠(yuǎn)景發(fā)展東烏鐵路應(yīng)購(gòu)置C80型車(chē)輛及機(jī)車(chē)，以滿足運(yùn)輸需求。

4 總結(jié)

東烏鐵路開(kāi)行6 000 t重載列車(chē)，不僅可以減少運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，節(jié)約支出，提高經(jīng)濟(jì)效益，還可以減輕職工的作業(yè)強(qiáng)度，提高工作效率。但還應(yīng)該進(jìn)一步確定東烏鐵路運(yùn)營(yíng)的效益和費(fèi)用支出，以精確其效益/代價(jià)模型，更好地確定東烏鐵路的重載運(yùn)輸組織模式。

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