鐵路運輸通道節點協調性的分析

陳曉竹

（西南交通大學 交通運輸與物流學院，碩士研究生，四川 成都 610031）

運輸通道是指在狹長的帶狀地域內，由1種（多條線路）或1種以上的運輸方式通過時構成的運輸格局。運輸通道從布局形態上講，是由一系列的節點和線路聯系起來的，通道在節點上的協調性，主要表現在各種交通方式換乘過程的連續性、運輸設備的適應性和客貨流過程的暢通性。

目前，運輸通道節點協調性的研究缺乏嚴格的內容和方法要求，造成運輸系統整體服務效果不佳，特別是隨著高速鐵路、高速公路引入，多式聯運的發展，對通道布局提出了更高的要求。因此，有必要對通道節點協調性的問題進行研究。

1 節點上的運輸流分析

運輸通道上的節點是個復雜的系統，節點內的客貨作業一方面要實現各種運輸方式的銜接和轉換（通過或中轉），另一方面還要實現節點所在區域內客貨流的聚集和疏散，使得車流和交通流能在通道內外順利轉換。通道前一段的不同運輸方式線路上的運輸流在節點處交匯，進入節點后，該運輸流可分為2個部分，一部分運輸流直接通過節點或經過中轉作業后進入到通道的下一段，另一部分運輸流則為節點的終到運輸流，與節點所在區域的其他交通方式進行接駁。此外，節點上還聚集了節點所在范圍吸引來的其他運輸流，該部分運輸流也作為節點的輸入流。節點上的運輸流如圖1所示。

圖1 節點上的交通流分析圖

通道上節點的協調性是保證運輸流在整個運輸系中通暢流動的重要因素。節點上運輸流銜接和轉換的過程中，如果各種交通方式的換乘過程能夠連續進行，換乘設備對運輸流具有較好的適應性，運輸流能夠在節點上暢通流動，則說明運輸節點具有較好的協調性。

2 評價指標的選取

通過對節點上運輸流的分析可知，節點上的協調性同時表現在節點內部和節點外部。節點協調性評價的指標可分為2類：第1類指標反映節點內部客貨運工作的連續性、暢通性，用運能匹配度、接駁時間、節點組織的有序度來衡量；第2類指標反應節點對其所處的外部環境的適應性，可由與城市經濟的關系、對交通流的吸引程度和環境適應性來衡量。

2.1 節點內部評價指標

2.1.1 運能匹配度（P1） 運能匹配度用來衡量節點內部運輸流銜接的協調性和判別換乘設備對運量的適應性。可用單位時間內到達節點的運輸流與單位時間內節點疏散的運輸流表示。當運能匹配度小于或等于1時，表示運輸流的銜接狀況良好；當運能匹配度大于1時，表明節點不能很好地處理運輸流的換乘需要。運能匹配度為

式中：Q到為單位時間內到達節點的運輸流；

Q疏為單位時間內從節點疏散的運輸流；

α為到達節點的運輸流中參與接駁的比例。

2.1.2 接駁時間（P2） 接駁時間用來衡量旅客全程出行或貨物全程運輸過程中，運輸對象占用換乘設施的服務時間，是衡量運輸連續性、緊湊性的一個定量指標。旅客的換乘時間包括換乘等候時間、換乘行程時間、候車時間（對于下一種交通方式）；貨物換乘時間則包括到達作業時間、節點停留時間和始發作業時間。換乘時間為

式中：t1為旅客的平均換乘等候時間（或是貨物平均到達作業時間）；

t2為旅客的平均換乘行程時間（或是貨物的平均節點停留時間）；

t3為旅客的平均候車時間（或是貨物的平均始發作業時間）。

2.1.3 節點組織的有序度（P3） 有序度是用來衡量節點內部各種交通流相互干擾程度的指標，反應節點內部的交通組織水平。用節點內部各種交通流形成的沖突點數與節點的營業面積的比值表示為

式中：Kc為節點內形成的沖突點數；

S為節點的營運面積（100萬m2）。

2.2 節點外部評價指標

2.2.1 與城市經濟的關系（P4） 節點與城市經濟的關系可由許多個因素來確定，文獻［1］中運用主成分分析法，計算出各個因素的權重系數，然后選取權重系數較高的因素來確定節點對城市經濟的適應性。這些因素包括GDP、地方財政收入、固定資產總投資。該指標可由下式表示，即

式中：f1為節點所在地區的GDP；

f2為節點所在地區的地方財政收入；

f3為節點所在地區的固定資產總投資；

ω1、ω2、ω3為統計計算后各個因素的權重系數。

2.2.2 對交通流的吸引程度（P5） 節點對外的適應性還表現在對周圍主要交通集散的運輸流的吸引程度，該指標可由節點與各個集散點間的加權距離表示，即

其中

式中：Lk為節點至第k個主要客流集散點的徑路距離，k=1，2，…，k；

ωk為第k個主要交通流集散點的交通流流量比例；

Qk為第k個主要交通流集散點的交通流集散量。

2.2.3 環境適應性（P6） 節點對環境的影響主要從自然環境和社會環境等方面衡量。自然環境主要表現在節點處產生的環境污染、噪音污染、通道在節點處對城市整體性的破壞；社會環境主要是指節點的布局對經濟和社會治安造成的影響。這些因素不能定量表示，可通過發放調查表，統計得出結果P6。

3 節點協調性的確定

3.1 決策矩陣的同度量化 假設節點集為A=｛A1，A2，…，Am｝，與節點所對應的指標集為 F=｛F1，F2，…，Fn｝；節點 Ai對應指標 Fj的屬性值記為 hij=（i=1，2，，，m；j=1，2，，，n），H=（hij）m×n表示節點集A對指標集F的決策矩陣，其中效益型指標對應的屬性值取最大值，成本型指標對應的屬性值取最小值。但是不同的指標對應屬性值的量綱和單位不同，所以要對指標進行同度量化，在H的基礎上構造同一度矩陣Z=（zij）m×n，本文采用廣義線性系數功效法中的最初功效系數法來構造［2］：

式中：h0取所有屬性值的“不容許值”；

h1取“滿意值”，對于正指標，h0h1。

3.2 評價指標權重的確定 鑒于德爾菲法、層次分析法、綜合法等賦權法在確定權重系數時主觀性較強，精確度較低，本文采用離差決策法［3］。對于同一 度矩陣 Z=（zi）jm×n，設 Vi表 示某指 標 Fj下 各節點A（ii=1，2，…，n）屬性值的最大離差，即，其中這樣Fj的權系數可由下式確定

3.3 綜合評價值計算 對同度量化后的決策矩陣Z=（zi）jm×n。顯然zij愈大愈好。評價指標的權向量為W=（w1，w2，…，wm）T>0，且滿足則方案 Ai的多指標綜合評價值為

最終運用Di（W）的值，可對多個節點的協調性進行比較。

4 實例分析

4.1 評價指標計算 選取甘陜運輸通道上的蘭州、天水、定西、平涼4個節點，采用上述評價方法，對4個節點的客運協調性評價指標進行計算，計算結果見表1。

4.2 綜合評價結果 采用功效系數法對評價指標對應的決策矩陣進行同度量化，用離差決策法來確定各評價指標的權重系數，并確定最終的綜合評價值，計算結果見表2。

表1 評價指標計算結果

表2 綜合評價值計算結果

從計算結果可以看出，蘭州在甘陜運輸通道中的協調性較好，定西、平涼的協調性較差。計算結果與該通道將蘭州確定為一級節點，天水確定為二級節點，定西、平涼為三級節點的規劃符合。

5 結束語

運輸通道上節點的協調性使得各種運輸流能夠連續、暢通地進行銜接和轉換，協調性的研究為通道的規劃和整合提供了重要的依據。在對運輸通道節點上的運輸流進行分析的基礎上，本文初步建立了運輸通道節點協調性評價指標的框架，為通道換乘銜接問題提供了理論依據，但理論的完善與實踐還有待于今后進一步研究。

［1］吳明，王瑩瑩，馮琪.基于主成分分析的綜合運輸通道布局模型研究［J］.公路交通科技，2011，1（28）：156.

［2］蘇為華.多指標綜合評價理論與方法問題研究［D］.廈門：廈門大學數理學院，2000.

［3］王明濤.多指標綜合評價中權數確定的離差、均方差決策方法［J］.中國軟科學，1999，8（8）：101.