市域快速鐵路綜合效益評價研究

穆禮彬

（西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川 成都 610031）

1 市域快速鐵路概述

日本、德國、法國、前蘇聯等國家從 20 世紀 50 年代起就開始建設市域快速鐵路或市郊鐵路。巴黎是典型的多中心城市結構，經濟現代化帶來城市人口的急劇增長，特別是郊區人口增長很快，市區與郊區之間大量的人流集散給城市交通造成了巨大的壓力。巴黎快速鐵路是建設運營較為成功的例子之一，滿足了每天早、晚高峰快速運送在遠郊居住而在巴黎工作的人進出城的需求，為緩解客流起到極為重要的作用。巴黎建設了5條快速鐵路線，總長 700 多 km，每條線路平均長度 100 多 km，線路服務區域達 8 400 km2，覆蓋于整個大巴黎地區[1]。

2010 年，我國第一條市域快速鐵路——成都—都江堰快速鐵路 (成灌快鐵) 通車運營，主要服務于城市公共交通。成灌快鐵全長 65 km，沿線設 10 個車站，大站直達列車采用速度目標值為 200 km/h 的 CRH1 型動車組，站停列車采用速度目標值為 140 km/h 的 CRH1 型動車組。在城鄉一體化發展的趨勢下，成灌快鐵承擔著成都市中心城區與衛星城之間公共交通的任務，體現了快速、高密度、公交化的城市公共交通的特點。

根據國內外市域快速鐵路的發展，結合我國實際情況，將市域快速鐵路定義為：市域快速鐵路是在都市圈范圍內運營，在市中心與衛星城鎮及城鎮與城鎮之間開行大運量、高速度、公交化的快速列車，以服務于城市中心區與衛星城鎮之間居民出行客流的快速軌道交通。其服務對象包括城市內部居民出行客流及中心城市與衛星城鎮的大運量通勤客流。

市域快速鐵路的建設規劃理念與一般市區城市軌道交通有較大的不同，從順應客流需求，轉變為通過市域快速鐵路的規劃建設引導客流、引導土地開發和利用。因此市域快速鐵路的功能和作用即以軌道交通為先導，形成城區與衛星城鎮的客流走廊，綜合性地開發地塊，最終形成以軌道交通車站為中心的、多種交通方式合理并存、各自承擔交通功能的社區和城市組團。

市域快速鐵路與常規地鐵和市郊鐵路在車輛與線路上有比較大的區別，在服務范圍、行車速度等方面也有所不同，市域快速鐵路、地鐵及市郊鐵路的技術特征比較如表1[1]所示。

表1 市域快速鐵路、地鐵及市郊鐵路的技術特征比較

2 市域快速鐵路綜合效益評價指標體系的建立

城市軌道交通效益可以分為經濟效益、交通效益和社會效益三大類。經濟效益主要針對的評價主體是交通的經營者；交通效益主要針對的評價主體是交通的使用者；社會效益主要針對的評價主體是周邊居民、自然生態環境、地方政府和國家。市域快速鐵路的綜合效益主要是從經濟效益、交通效益、社會效益方面進行分析與評價。結合綜合效益的概念，市域快速鐵路的綜合效益評價為：針對市域快速鐵路系統，通過對作為評價主體的所有效益進行全面、系統、綜合的計算和分析，建立評價模型，比較和判斷評價方案的綜合效益，并得出其優劣性。

市域快速鐵路綜合效益的評價指標體系，首先，應能夠準確描述其內部經濟效益現狀及功能狀況、各子系統之間及其對城市經濟和社會領域帶來的影響；其次，選擇的指標應盡可能簡單明了，并具有代表性，能夠準確地反映問題；第三，指標應建立在科學的基礎上，以定量分析為主，輔以定性分析使定量計算具有科學性。市域快速鐵路綜合效益評價體系主要分為3個層次：目標層 A，一級子系統 B1—B3，二級子系統 C1—C12，如圖1所示。

項目綜合效益評價的常用方法有定量與定性分析法、有無對比分析法、綜合分析評價法3種，主要采用前兩種方法對單項指標進行分析。

2.1 經濟效益指標

在研究市域快速鐵路的經濟效益時，站在鐵路運營者的角度上，只分析和評價企業經濟效益，即企業的費用和收入的對比關系，而將社會經濟效益納入社會效益統一考慮[2]。

（1）財務內部收益率FIRR，指項目的收入現值總額等于費用現值總額時的折現率。FIRR 的大小說明備選方案獲利的大小、投資效果的好壞。

式中：Bt為第 t 年的收費收入；Ct為第 t 年的費用；n 為項目的計算年限；r 為社會折現率。

（2）財務效益費用比 FBCR，指項目的各年收入現值總額與各年費用的現值總額的比率。從經濟合理性分析，FBCR越大經濟性越好。

（3）財務投資回收期，指項目的收費收入抵償總建設費用所需要的時間。通常，投資回收期短表明項目獲利能力較高，風險較小。

財務投資回收期=累計財務凈收入開始出現正值年份數－1+上年累計凈收入的絕對值/當年凈收入

圖1 市域快速鐵路綜合效益評價指標體系

（4）投資利潤率，指項目運營期的一個正常經營年份的年利潤總額與項目總投資的比率。它是考察項目單位投資盈利能力的靜態指標。

投資利潤率=年利潤總額/項目總投資 × 100%

2.2 交通效益指標

交通效益是市域快速鐵路產生的最基本、最直接的效益，是綜合效益的核心基礎，是分析經濟效益、社會效益的基礎，是評價市域快速鐵路交通功能和客運效果的重要指標。

（1）時間節約效益[3]。由于市域快速鐵路采用動車組運行，比公共汽車的運營速度高，可以節省乘客乘車時間。

式中：C5為第 t 年乘客節約時間，人.h/年；Qg為市域快速鐵路分配至公交車的年客運量，萬人次/年；Va為公交車的平均運行速度，km/h；Vb為市域快速鐵路的平均運行速度，km/h；L 為市域快速鐵路的平均運距，km；Wt為計算年份的乘客人均單位工作時間價值，元/(人.h)。

（2）經濟節約效益。減少乘客乘坐公交車疲勞所導致的勞動生產率的提高即體現為經濟節約效益。

式中：C6為經濟節約效益；θ為工作客流系數；β 為市域快速鐵路乘客比公交車乘客勞動生產率提高的增加系數，取 0.06[3]；T 為勞動者日工作時間。

（3）提高客運能力。市域快速鐵路可以縮短市中心城區與衛星城間的時空距離，形成快捷客運通道，擴大了城市路網規模，完善城市內部路網結構，增強客流輸送能力。客運周轉量的增加可以用于評價市域快速鐵路的開通運營對通道旅客運輸的影響，客運能力的提高可以采用有無市域快速鐵路時通道客運周轉量之差進行量化表示。

（4）減少事故的效益。市域快速鐵路擁有相對獨立的軌道，而且可以分流地面公交客流，緩解地面交通擁堵程度，從而間接減少地面機動車發生交通事故的頻率。

式中：C8為減少事故的效益；α 為單位客運周轉量的交通損失，元/(人.km)。

2.3 社會效益指標

社會效益是從宏觀經濟角度出發考慮市域快速鐵路對社會的影響。它不僅包含社會發展、經濟等方面的效益，還包含自然環境等方面的效益，具有宏觀性。

（1）促進經濟增長。國內專家研究得出：軌道交通建設投資對城市 GDP 的直接貢獻率為 2.63倍。即每投資1億元，可新增 2.63 億元 GDP，并提供8 466 個就業崗位[4]，同時帶動上下游產業鏈和沿線金融、商貿、服務業的發展，其綜合貢獻率達到6.2 倍。因此，可以根據市域快速鐵路的投資總額計算其促進經濟增長的效益。

（2）帶動土地升值。根據各地的實際情況，城市軌道交通的建設，沿線土地均有不同程度的升值。城市軌道交通的建成，會引起車站500～800 m 范圍內土地的升值，其升值幅度約為15%[3]。土地升值幅度可根據各市域快速鐵路線路所經城市區域的具體情況決定。

（3）節約能源效益。城市軌道交通單位能耗比公交車節約 459 kJ/(人.km)，比私人汽車節約 2 260 kJ/(人.km)[3]。參照城市軌道交通的單位能耗，再根據市域快速鐵路的客運周轉量可定量計算其相對于公交車和私人汽車所節約的能源 (以汽油計)，再乘以汽油價格即可得到市域快速鐵路節約能源消耗的效益。

（4）減少空氣污染的效益。據世界銀行估算，汽車的 CO2單位釋放量是軌道交通的 26.7 倍， SO2單位釋放量是軌道交通的 1.9 倍。每噸 CO2造成的溫室效應的損失為 20 美元，發達國家每噸 SO2的治理成本折合人民幣 2 500元[5]。因此，通過將市域快速鐵路的客運周轉量分配到公交車和私人汽車，可以計算減少的 CO2和 SO2釋放量，由此確定減少城市空氣污染的效益。

3 綜合效益評價

3.1 指標權重的確定

權重的確定可以采用德爾費法、層次分析法、連環比率法等。市域快速鐵路綜合效益評價指標權重采用層次分析法確定，其過程就是把復雜的問題分解成各個組成元素，按支配關系將這些元素分組，使之形成有序的遞階層次結構，在此基礎上通過兩兩比較的方式判斷各層次中各元素的相對重要性，然后綜合這些判斷確定各元素在決策中的權重。

層次分析法的基本步驟為：①建立所研究問題的遞階層次結構；②構造兩兩比較判斷矩陣；③計算特征向量 W。

在層次分析法中，為了使決策判斷定量化，形成數值判斷矩陣，通常根據一定的比率標度將判斷定量化，如表2所示。

表 2 判斷矩陣標度及其含義

構造各層次間的比較判斷矩陣，如表3—表6所示。

表3 判斷矩陣 A

表4 判斷矩陣 B1

表5 判斷矩陣 B2

表6 判斷矩陣 B3

計算特征向量 W，通過計算得到權重集：

經綜合判斷一致性檢驗，判斷矩陣都具有滿意的一致性。

3.2 模糊綜合評價法評價市域快速鐵路的綜合效益

（1）模糊評價因素集的確定。因素集以U表示，市域快速鐵路綜合效益評價影響因素眾多，為避免單級評判的缺點而又不致于過分復雜，將各因素分成2個層次進行二級模糊綜合評判。將因素集劃分為經濟效益、交通效益、社會效益3個子集，記作U1,U2,U3,U1={U11,U12,U13,U14}，U2={U21,U22,U23,U24}，U3={U31,U32,U33,U34}。Uij為第 i 個子集的第 j 個影響因素。

（2）確定評價集 (即評價等級)。評價表示如下：V={V1(好)，V2(較好)，V3(一般)，V4(較差)}。

（3）確定各級評判矩陣。由評價人員對各因素打分，給出每個因素相對于不同備選評語的隸屬度。以交通效益評價為例，交通效益單因素評價打分表如表7所示。

表7 交通效益單因素評價打分表

則交通效益的評價矩陣為：

同理可得：

通過模糊統計和模糊交換得到的一級模糊評價矩陣 R 為：

第二級綜合評判，通過模糊交換得到二級評價矩陣：

得到二級綜合評價向量之后，按最大隸屬度原則確定評判結果，即取與最大的評判指標相對應的評判備選集中的元素 Vj作為評判的結論。依據最大隸屬度原則，0.350 最大且對應 V 中的“較好”，即市域快速鐵路的綜合效益較好。

4 結束語

在對市域快速鐵路進行綜合效益分析時，不僅要考慮運營企業自身的效益，還要從軌道交通在整個國民經濟、社會功能的地位和作用出發，著眼于宏觀角度衡量市域快速鐵路對宏觀社會領域各個部分所產生的影響。以上建立的市域快速鐵路綜合效益評價指標體系仍然具有一定的局限性，應進一步根據實際情況增加或改變指標，并加以擴充和完善。

[1]徐瑞華，杜世敏. 市域軌道交通線路特點分析[J]. 城市軌道交通研究，2005(1)：10-12.

[2]陸化普. 城市軌道交通規劃的研究與實踐[M]. 北京：中國水利水電出版社，2001.

[3]李 志. 城市軌道交通的綜合效益評價[D]. 成都：西南交通大學，2006.

[4]沈曉陽. 淺談軌道交通建設對城市經濟發展的促進作用[J].地鐵與輕軌，2003(1)：1-3.

[5]岡田宏. 東京城市軌道交通系統的規劃、建設和管理[J].城市軌道交通研究，2003(3)：1-7.