基于太原地鐵的城市地下物流系統可行性分析

趙嬈 李彩

【摘 要】伴隨著城市交通量的不斷上升，地面交通壓力越來越大，能源危機、環境污染等問題也越來越嚴重。如何緩解市內交通擁堵問題，降低能耗，已經是近十年來持續的熱門話題。城市地下物流系統作為緩解城市交通擁堵問題的新思路、新領域，逐漸成為學者們的研究熱點。文章針對太原市地鐵仍處于在修待運營狀態，從定性和定量的角度，采用層次分析法和模糊綜合評價法分析基于太原地鐵的城市地下物流系統構建的可行性，并給出定量的結果，旨在提高太原市城市交通整體效率，改善環境污染現狀。

【關鍵詞】地下物流系統;地鐵;層次分析法;模糊綜合評價法

【中圖分類號】U121 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）09-0056-03

1 城市地下物流系統

地下物流系統（Underground Logistics System，ULS）是一種新興的運輸和供應系統，相對于傳統的公路、鐵路、航空及水路運輸方式而言起步較晚，但由于其在緩解城市交通壓力、降低交通事故率、改善生態緩解、保護文化遺產等方面表現出顯著優勢，被國內外學者所青睞，并進行理論和實證研究。

目前，從國內外學者研究來看，地下物流系統發展模式大致可以歸納為3類：一是基于地鐵、隧道等軌道交通系統，采用客貨同列、按廂分載的運作方式，將地鐵客運資源充分利用起來;二是基于管道艙體形式，比如氣力運輸管道、漿體運輸管道和艙體運輸管道;三是基于車輛形式，采用具有自動導航功能的特殊車輛完成地下貨物運輸。2018年8月，“京東”在河北雄安新區成立城市智能物流研究院，從頂層設計上將包含地下物流的智能物流體系納入城市規劃中。

然而，從建設周期、投資回報期及工程難易程度來看，基于地鐵等現有軌道交通系統的地下物流系統更容易構建并實施。本文基于太原地鐵的進展情況，預測分析其可能的經濟特征，首先從定性的角度分析其實施的可行性和必要性，然后構建影響該系統的指標體系，并運用層次分析法定量地分析指標體系中各個層級指標的權重，最后采用模糊綜合評價法定量地給出該體系構建的可行性。

2 基于太原地鐵的ULS可行性和必要性

2.1 可行性

太原市軌道交通線網規劃共8條線路，目前正在建設的2號線一期工程預計2020年底通車試運行。根據太原軌道交通“1231”發展戰略，太原地鐵將帶動引領城市發展，優化城市功能布局，改善城市環境，并走以市場化手段為主的軌道交通可持續發展道路。從營運特征上看，地鐵客運具有典型的高峰特性。工作日早晚高峰時段客流量巨大，但其他時段，存在資源利用率低的現象，如若在客流量小的時段增大發車間隔將降低乘客的出行體驗，地鐵快速便捷的出行特征將大打折扣。同時，地鐵夜間停運主要用于車輛檢修，而檢修以外的時間均為閑置狀態。因此，充分利用現有資源，合理安排中小件貨物的城市運輸，客貨同運、客貨錯峰運輸將是未來城市地鐵市場化經營的新方向。

2.2 必要性

（1）緩解城市地面交通壓力。據《中國統計年鑒》數據顯示，2018年山西省公路貨運量為126 214萬t，貨運周轉量為1 907.75萬噸公里，載貨汽車為70.25萬輛，較2017年分別增長了9.87%、8.48%、9.87%。逐年遞增的貨車數量和貨運周轉量對城市地面交通的通暢都是極大的挑戰，尤其是近幾年新零售的提出和發展，城市貨運作為城市交通的重要組成部分，實行快速分流，準確高效地運轉都將變得尤為重要。通過現有資源的充分利用，城市地鐵錯峰時段的貨物運輸將在一定程度上降低地面貨運量，緩解城市地面交通壓力。

（2）彌補客運低強度。根據國家發展改革委員會在2015年1月發布的《關于加強城市軌道交通規劃建設管理的通知》要求，“擬建地鐵初期負荷強度應不低于每日每公里0.7萬人次”。然而，據“21數據新聞實驗室”的不完全統計，全國29個城市在2019年4月的地鐵客運中，昆明、寧波、廈門、東莞、貴陽、烏魯木齊6個城市地鐵客運強度分別為0.66、0.5、0.48、0.37、0.39、0.22萬人次/日公里。不符合每日每公里0.7萬人次的最低要求。2014年以后新開通地鐵的10個城市GDP數據及其客運強度如圖1所示。

從圖1中可以看出，2014年后新開通地鐵的10個城市的客運強度與GDP數據基本吻合。太原市2014年的GDP為3 382.18億元，介于烏魯木齊市和貴陽市之間，因此粗略估算太原地鐵在運行初期的客運強度不高。同時，根據2019年10月的車輛采購項目中標公示文件，太原軌道交通2號線預計采購列車數量為144輛，并采用A型車6輛編組，4動2拖，高強度、輕量化、大斷面的鼓形鋁合金車體總長140 m，車寬3 m，最大載客量為2 520人，是目前市場上載客量最大的車型。因此，通過錯峰時段城市中小件普通貨物的運輸，將大大提升地鐵的運行效益，提高資源的有效利用率。

3 基于層次分析法的評價指標選擇及權重確定

綜合考慮城市地鐵的ULS實施影響因素眾多，通過現有文獻查找、相似項目類比（港口地下集裝箱運輸系統、高鐵貨物運輸組織系統等）和國外案例總結，羅列出所有可能相關的影響因素。結合城市地鐵ULS的特點，通過調查問卷，采用五點量表式，按照重要程度對所列舉的所有指標賦值為“非常重要”“重要”“一般”“不重要”“非常不重要”5個等級，并進行Delphi打分。經整理，篩選出影響較大的6個一級評價指標（技術、經濟、安全、綜合交通效益、環境效益、運營管理）和18個二級評價指標。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是對定性問題進行定量分析的一種簡便、靈活而又實用的決策方法，采用專家評分確定各層指標的權重。根據AHP的基本原理，目標層為基于太原地鐵的ULS評價體系，準則層為6個一級評價指標，指標層為18個二級評價指標（如圖2所示）。

通過調查問卷的形式，采用1-9標度法分別對一級評價指標和二級評價指標進行兩兩對比，構造判斷矩陣A，B1，B2，B3，B4，B5，B6。

A=? 1? ? 5? 1? ? 5? ? ? 4? ?31/5? ? 1? ?1/8? ?3? ? 1/3 3? 1? ? 8? 1? ? 5? ? ? 6? ?71/5 1/3 1/5? ?1? ? ? 1? ?21/4? ?3? ? ?1/6? ?1? ? ? 1? ?21/3 1/3? ?1/7 1/2 1/2 1B1=? 1? 1/5? 2? 5? ? 1? ?51/2 1/5 1

B2=? ?1? ? ? 2? ? 21/2 1? 1/21/2? 2? ? 1B3=? 1? ? 1/3? ? ?1? 3? ? 1? 31/2 1/3? ? ?1B4=1 1 1/31 1 1/33 3? ? ?1B5=? 1? ? 21/2 1B6=? 1? ? 1 2 1/3? 1? ? 1 1 1/21/2 1 1 1/2? 3? ?2 2? ?1

經過一致性檢驗和歸一化處理后得到各級指標的權重，一級指標權重集合B={0.307，0.077，0.409，0.065，0.094，0.047}，二級指標權重集合C={0.179，0.709，0.112，0.493，0.196，0.311，0.249，0.594，0.157，0.2，0.2，0.6，0.667，0.333，0.21，0.195，0.164，0.431}。

4 基于模糊綜合評價法的可行性分析

模糊綜合評價法（Fuzzy Comprehensive Evaluation Method，FCE）是一種基于模糊數學的綜合評價方法。該方法借助模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉為定量評價，用模糊數學的思想對受到多個因素影響的系統做出總體的評價，結果清晰，系統性強。本文針對基于太原地鐵的ULS評價體系，采用模糊綜合評價法的思路，對該體系進行評價，并定量地判斷其可行性。

4.1 建立評價因素集

對基于太原地鐵的ULS評價體系構建n個評價因素組成有限的集合，即U={u1，u2，…，u6}。

4.2 建立評價等級

針對6個不同的評價因素，結合太原地鐵構建城市地下物流系統的可行性，給出4個評價的等級V={v1，v2，v3，v4}={非常可行，一般可行，可行，不可行}。

4.3 評價矩陣確定

通過對不同的二級評價指標進行專家可行性預測，構造18個二級評價指標的評價矩陣（見表1），并計算得出各一級評價指標的評價矩陣。二級評價結果是由二級權重矩陣點乘評價矩陣，并進行歸一化處理所得。

4.4 模糊綜合評價

根據一級評價指標的權重計算得出基于太原地鐵的城市地下物流系統的綜合評價向量R。

R=R×L=（0.307 0.077 0.409 0.065 0.094 0.047）0.164 0.424 0.424 0.0720.244 0.399 0.288 0.0690.338 0.334 0.222 0.106? ?0.26? ? ?0.38? ? ?0.28? ? ? ?0.080.233 0.367? ? ? ?0.4? ? 00.164 0.279 0.369 0.188=（0.254? 0.37? 0.291? 0.085）

最終評價結果為25.4%的概率為非常可行，37%的概率為一般可行，29.1%的概率為可行，僅有8.5%的概率為不可行。不可行的因素多集中在認為現有地鐵站改造出專用的貨運通道較為復雜;考慮客貨同車的情況下，可運輸的貨品種類比較局限;基于地鐵運輸貨物，會造成裝卸搬運的次數增加，從而導致貨損率升高;多種運輸方式的銜接會給運營管理造成一定的復雜性，協同性較難把控等。

5 結語

當前，經濟持續快速發展，國內大多數城市均面臨著城市交通擁堵、環境污染嚴重等一系列問題。緩解地面交通壓力的地下軌道鐵路能在很大程度上分擔城市客運壓力，有效進行客運分流。城市地鐵是否能夠在貨運方面也發揮其優勢成為學者們研究的重點。本文綜合分析太原市城市客運現狀，考慮到太原地鐵現仍處于在修待運營狀態，采用層次分析法和模糊綜合評價法從定性、定量的角度分析了太原地鐵客貨同運的可行性。結合太原地鐵未來商業化經營的發展目標，建議太原地鐵整合現有資源，在各運行站點設計專用的貨運通道，開展有效的貨物組織管理，實現客貨同運或客貨錯峰運輸，提高地鐵運營經濟效益，減緩地面交通壓力，實現節能減排，達到多贏局面。

參 考 文 獻

[1]王小林，趙瀚.基于地鐵的城市地下物流系統探討[J].地下空間與工程學報，2019，15（5）：1273-1282.

[2]潘欣維，董建軍，付光輝，等.基于ANP-TOPSIS的地下物流系統可行性綜合評價方法[J].地下空間與工程學報，2019，15（3）：684-690.

[3]趙嬈.新零售環境下城市物流配送發展策略研究[J].商業經濟，2019（6）：91-93.

[4]于宛寧.地鐵經濟與城市區域協同發展問題探究——以太原地鐵為例[J].現代經濟信息，2019（8）：478.

[5]楊玲玲.基于AHP-模糊綜合評價法的化工企業職業危害評價[J].中北大學學報（自然科學版），2019，40（6）：

554-558.

[6]王亮.西安地鐵參與城市物流運輸的可行性研究[D].西安：長安大學，2018.

[7]閆文濤.城市地下物流系統節點選址研究——以重慶市為例[D].重慶：重慶交通大學;2015.

[8]王雅琴.基于軌道運輸方式的石家莊城市配送系統研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2018.

[9]Sirwan Shahooei，Ferika Farooghi，Seyed Ehsan Za-

hedzahedani，et al.Application of underground sh-

ort-haul freight pipelines to large airports[J].Journal of Air Transport Management，2018，8（71）：64-

72.

[10]Sirwan Shahooei，Stephen P.Mattingly Mohsen Shahandashti，et al.Propulsion system design and energy optimization for autonomous underground freight transportation systems[J].Tunnelling and Underground Space Technology，2019，7（89）：125-

132.