中長期鐵路網規劃技術評價指標體系的研究

聶英杰

(鐵路第三勘察設計院集團有限公司,天津 300251)

鐵路網規劃是鐵路基礎設施建設的重要前期工作,制定科學的鐵路網規劃及實施方案,是提高路網運輸能力、滿足交通需求和充分發揮投資效益的基礎,同時也是為政策決策提供科學依據的保證。

鐵路路網的系統性非常強。路網規劃,特別是中長期鐵路網的規劃質量會直接影響到其作用的發揮。因此在整個鐵路網規劃中,鐵路網的評價就起到了一個承上啟下的作用。

規劃方案的綜合評價是路網規劃中的一項十分關鍵的內容,直接關系到方案的取舍以及未來的發展方向；同時,作為鐵路網系統的客觀判斷依據,評價應是一個相對穩定的過程,即在一定的條件下進行分析和提出指標。因此,必須建立一套科學、實用的中長期鐵路網規劃布局評價指標體系。

1 評價指標體系的原則及結構

1.1 評價指標體系建立原則

評價指標的選擇和運算,是整個評價系統的共性問題,也是影響評價結果的關鍵所在,其基本要求可以歸納為以下四項。

(1)科學性

要求評價指標有理論依據,做到定量與定性相統一,微觀與宏觀相統一,并能在數量和質量方面、時間和空間方面都能充分反映鐵路網的技術特征和使用品質。評價指標體系只有建立在科學的基礎上,才能客觀反映規劃方案的滿意度。

(2)可測性

其中包括兩個方面的含義,一個是評價指標可以根據一定的方法和手段獲得,另外一個是所用的基礎資料比較可靠并且容易取得。如果僅憑主觀判斷確定評價值指標,可能會偏離現實情況而缺乏操作性。

(3)可比性

相同指標可以用于不同方案的比較,為此應力爭使指標實現定量化。對于非定量指標,也應該有相對優劣程度的評價指標。

(4)系統性

中長期鐵路網規劃方案的評價是一個涉及多種因素、多個目標的復雜系統。單一的評價指標只能從某一側面反映系統的某種性能,而不能反映系統的綜合性能。因此,評價指標體系應能全面反映規劃方案的綜合情況,能正確評價系統的整體功能,保證評價的全面性、可靠性及真實性。

對于中長期鐵路網規劃的評價,應按照上述四項基本要求確定評價指標,使之適合于我國中長期鐵路網規劃的需要。

1.2 評價指標體系結構

就中國鐵路網的現狀而言,鐵路建設耗資巨大,建設資金嚴重短缺,為了有效地利用資金,全面提高鐵路建設投資的社會經濟效益,進一步加大鐵路在綜合運輸交通體系中的骨干作用,就必須對我國未來的鐵路建設規模和布局方案進行合理和科學的綜合評價。

所謂綜合評價是在各部分、各階段、各層次子系統評價的基礎上,對多種事物影響因素進行總的評價,謀求規劃系統整體性能的最優,并在系統整體優化過程中,不斷向決策者提供各種信息。因此,確切地說,鐵路網的綜合評價系統應該由技術評價、經濟評價、社會評價和環境評價等子系統所組成。同時,每個子系統又包括若干個指標,分別從各個方面對路網的性能和價值作出判斷,其中包括定性的和定量的分析(如圖1所示)。

圖1 鐵路網規劃評價系統組成

鐵路網的技術評價,就是從鐵路網的技術因素方面分析其內部結構和功能,目的是揭示路網的使用質量,驗證路網方案的合理性,以及為路網方案的優化與決策提供技術依據。從整體而言,不管是路網的社會效益還是經濟效益,都要首先取決于路網規劃的技術成果。因此,鐵路網的技術評價是鐵路網評價系統中必不可少的重要組成部分,限于篇幅,本文僅將技術評價指標體系的建立作為探討的重要內容。

2 技術評價指標體系建立

當前,我國對中長期鐵路網規劃評價的研究和應用才剛剛開始,還沒有成熟的技術方法、程序、內容規定、指標體系等。由于鐵路網系統處于復雜的社會經濟大系統中,它與周圍環境相互聯系、相互依存又相互排斥。當鐵路網系統發展滯后時,國民經濟的發展會受到制約和影響,當鐵路網系統發展過度超前時,資金、土地資源等耗費過大,不能充分發揮投資效益。因此,鐵路網技術評價應從鐵路網系統的技術性能對規劃區域、規劃期社會經濟發展和交通需求的刺激程度方面進行分析評價,而不能一味尋求大規模、高建設質量的“最優方案”。技術評價結果的優劣是鐵路網規劃方案是否可行的基礎。鐵路網技術評價的指標體系目前尚無統一規定,各部門、研究機構對評價指標的選用也是大同小異。考慮社會、人口、經濟、地域特征,提出以下技術評價指標體系,包括定量和定性的指標兩個部分。

2.1 定量指標

(1)線網長度

線網長度指標靜態地反映了線網的投入性,其測定可由線路的長度予以表示。線路長度的計算不可對各線長度進行簡單的加總,而需按線路類型予以權重處理后加權,其計算方法為

L=α1L1+α2L2+…+αnLn

式中,L為換算線路總長度；L1,L2,…,Ln表示不同類型線路的實際長度；α1,α2,…,αn表示權重,權重值可簡單地由各類線路的單位長度造價比予以確定。

線網長度是一項衡量項目經濟投入性的指標,反映了鐵路網建設的規模,其長度在功能相同的條件下越短越好。建設規模應與耕地面積保持適度的比例,充分體現可持續發展的原則。

(2)線網構成

線網構成的測定可按設定等級換算后的線網長度予以表示,其計算方法為

式中,αi表示第i段線路的區位系數,該系數可由專家模糊決策評定；?換為等級換算系數,其確定方法多樣,建議采用能力換算法；Si表示該段線路長度。

線網構成是鐵路網布局規劃的等級配置和技術標準的重要度量指標,是線網內各等級線路結構構成的綜合反映。

(3)線網覆蓋度

線網覆蓋度的測定可由線網有效吸引范圍與規劃吸引范圍之比予以表示,即

式中,S規表示線網規劃初期預期覆蓋區域面積；Si為第i站有效吸引范圍面積。

該指標表示線網對所經核心區域的覆蓋度,是路網布局對經濟發展適應和支持程度的重要衡量指標,充分反映了鐵路網規劃對生產力布局的適應程度,以及對社會經濟發展戰略的有效支撐性。

(4)線網能力

線網能力的測定可由站間需求能力與理論推算能力之比即能力飽和度予以表示,即

式中,α為飽和度；qi,ci表示第i段線路的需求能力與設計能力；si為第i段線路的實際長度。飽和度值太大或太小都不合理,一般認為需求與供給能力之比處于0.75～0.85之間較為適宜。

該指標表示線網方案的能力適應性,反映了鐵路網規劃對綜合運輸發展戰略的支持。

(5)非直線系數

非直線系數的測定可由線網上站點間線路實際長度與空間距離之比來表示,即

式中,li表示站點間實際路線長度；Li為站點間空間直線距離。

該指標是線路的順直程度的直觀反映。沿線地質、氣候、地形條件等會對線路的順直程度產生一定的影響,在進行非直線系數計算時需考慮線路類型的差異,如復線、單線。

(6)主要集散點之間的連通效率

該指標反映了主要集散點之間的連通問題。它可以反映線路的走向是否便捷,是否方便主要集散點之間的出行。

式中,km為第m方案的連通效率；N為主要集散點數；sij表示i點到j點的直線距離；lij表示i點到j點使用火車時的徑路距離。

連通效率指標反映了網絡中各節點的連通狀況,體現了網絡的結構特征,是各大經濟區、經濟中心等節點城市之間連接便捷性的直觀反映指標,是鐵路網布局規劃對國家社會經濟發展戰略和國家安全戰略支持程度的綜合體現。

(7)通達性系數

通達性系數指各節點的總運輸距離與系統內節點總運輸距離平均值的比,即

式中,Di表示各節點的總運輸距離,其中i=1,2,…,n；n為系統內節點數。

該指標表示鐵路交通網路的完善程度,反映了各大經濟區之間、省域經濟中心等網絡節點之間連接的有效性和便捷性。

(8)站點間平均出行時間

計算方法為

該指標主要反映線網方案對區域內客流出行時間的改善程度,是鐵路網規劃推動社會進步,改善人民生活質量,滿足公眾日益增長的運輸服務需求的重要衡量指標。

(9)工程投資

工程投資包括征地費、拆遷費、土建投資等。需說明的是在進行各項費用計算時,需充分考慮其時間價值。

該指標主要表示線網投資的經濟性,是路網規劃支持可持續發展,支撐社會經濟發展戰略的綜合反映。

(10)用地規劃協調性

該指標的測定可由線網規劃區域面積與區域規劃中鐵路預留用地面積之重合度予以表示,即

S=S規∪S實

式中：S規為規劃鐵路預留用地面積；S實為實際線網方案用地面積。

該指標表示沿線場站及線路用地與用地規劃的協調程度,強化國土均衡開發,反映了路網規劃對環境資源的保護和土地利用的集約程度,體現了規劃對社會經濟發展戰略的支撐。

2.2 定性指標

(1)滿足國家對鐵路網整體規劃的要求

鐵路是我國國民經濟的大動脈,是我國綜合運輸網絡中的骨干運輸方式,對國民經濟和社會的發展以及人民生活水平的提高具有重要的推動作用。因此,鐵路路網規劃必須堅決貫徹黨和國家確定的戰略方針和目標,充分體現國民經濟“持續、穩定、協調發展”和“發展以綜合運輸體系為主軸的交通業”的方針,使鐵路網發展布局服從于社會經濟發展的總戰略、總目標,服從于生產力分布的大格局,服從于國家的綜合運輸網規劃。

(2)沿線的發展潛力

根據交通區位理論,交通規模應與生產地與市場之間的需求規模匹配,生產力水平高的生產點的產品與其市場之間應有直達的交通。因此,路網的規劃建設應充分考慮鐵路線路對沿線地區經濟的巨大推動作用,考慮路網對區域經濟協調發展和國土均衡開發的促進,使路網規劃能夠支持社會經濟可持續發展,支持經濟增長,適應經濟全球化、提高經濟競爭力。

(3)施工的難易程度

影響路網施工難易程度的影響因素很多,主要包括地質、地形、水文條件等,這其中有些因素可能會對整個工程的周期和投資產生巨大的影響,有些甚至直接決定了工程項目的實施可行與否。因此,必須充分考慮沿線地質、氣候、地形等條件對項目施工的影響程度,對施工難度大的線路或方案可通過選擇繞行、避讓或直接刪除,從而形成整個路網的最終布局結果。

(4)各種交通方式的銜接配合

鐵路網作為綜合運輸網絡的一個子系統,必須充分考慮鐵路運輸與其他運輸方式之間的協調問題。因此應根據國民經濟和社會發展規劃,按照全面、協調、可持續發展的指導思想,統籌考慮鐵路、公路、民航、水運、管道等整個運輸體系的建設和資源的合理配置,充分發揮各種運輸方式的優勢,使鐵路網的建設既能充分發揮鐵路運輸的優勢,又不造成路網建設投資的浪費。

以上定量指標和定性指標共同構成了完整的路網規劃技術評價指標體系。技術評價指標體系的構建及各指標的意義如表1所示。

表1 中長期鐵路網規劃技術評價指標體系

3 結束語

中長期鐵路網規劃的根本目的,就是從整體優化的角度,對其鐵路建設在時間和空間上進行控制。對規劃方案進行技術評價則是鐵路網規劃中宏觀決策的核心問題之一,而建立科學實用的指標體系,則是正確進行中長期鐵路網規劃方案評價最重要的一步。本文將路網規劃的綜合評價作為一項規劃程序進行了分析研究,同時建立起較為完善的鐵路網規劃技術評價指標體系,可為中長期鐵路網的規劃提供參考依據。

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