模糊综合评价法在新建货运站选址中的应用

钱建国

（上海铁路局 货运处，上海 200071）

货运站及货场是铁路运输的主要生产单位，是货运作业和装卸等活动的场所，具有运输组织、中转换装、装卸储存、信息服务等功能。既有的货运站大都是在计划经济条件下设置的，随着城市化进程的加快，城市规划与既有货运站布局逐渐不相适应，以上海铁路局为例，当前面临搬迁或正在搬迁的货场已超过 20 个。另一方面，在新线建设过程中，也面临新建货运站的选址问题。货运站的位置是否合理将直接影响货运站的作业能力、运输效率、运输成本、城市发展规划等。货运站的选址是一个复杂的系统问题，受到多种因素的影响。基于层次分析的模糊综合评价法[1]，可以在复杂的环境下对某种目标进行综合决策评价，能较好地处理多要素、模糊性及主观判断等问题，把定性因素定量化，并能在一定程度上减少主观影响，使评价更趋科学化。

1 货运站选址的主要影响因素

（1）与城市发展规划的适应性。铁路货运站的选址要与城市发展规划相一致，符合城市工业布局、产业结构和城市交通的变化需求。①适应城市工业布局的发展要求。新建货运站应尽可能位于工业基地、物流园区、经济开发区等主要货源生成地或集疏地，满足地方经济发展要求。②与城市交通发展规划相协调。货运站的布置要尽量避免铁路与城市主要干道的平面交叉和对城市的干扰。

（2）建设运营费用的经济性。货场的建设费用主要包括用地费用、建设费用及拆迁费用等。要兼顾规划超前性和实施的可操作性，尽可能合理利用原有设施，节省投资，提高效益。同时，要合理确定货运站的服务半径，使其既能满足生产企业的运输要求，又避免与邻近或周边货运站的无序竞争。

（3）货运站发展的可持续性。铁路货场的服务功能应完善，规模要适度超前，满足运量增长的远景要求。应符合用地政策，充分利用城市地形、地貌等条件，并留有发展余地。要充分考虑环境保护要求，尽可能减少或避免给城市造成的噪声、粉尘、污水等影响。

（4）铁路运输组织的便捷性。在路网结构中，新建货运站应与编组站、技术作业站联系便捷，车流顺畅，缩短运行里程，并加速车辆周转。货运站与编组站之间按货物主要流向顺向布置，货场与车站到发场联系方便，货场与专用线布置协调，减少和避免调车取送作业与正线的交叉干扰。

（5）与城市综合交通的协调性。货运站的设置应考虑与周围短途交通的合理衔接，使货运站与公路、港口、内河通道相互配套、协调发展，发挥综合运输效益。新建货运站应具备良好的进出货通道条件，与城市货运主干道紧密衔接，方便进出货。要充分利用内河河道、港口等资源，通过新建港池、深入港区等方式，实现多种交通方式的综合协调，促进多式联运的发展。

2 模糊综合评价法在货运站选址中的应用

2.1 确定货运站选址评价指标集

在对货运站站址进行比选的过程中，应充分考虑货运站布局的各项影响因素。概括来说，铁路货运站选址方案可用以下指标集 U 进行评价：与城市发展规划的适应性 u1，建设运营费用的经济性 u2，货运站发展的可持续性 u3，铁路运输组织的便捷性 u4，与城市综合交通的协调性 u5。定义货场选址的评价指标集为：U=( u1，…，ui，…，un)，其中u1，…，ui，…，un为 n 个评价指标，在此 n 取 5。

2.2 确定货运站选址方案评语集

设定货场选址评语集为 V =( v1，…，vj，…，vm)，其中 v1，…，vj，…，vm为 m 个评语等级。根据实际需要，设定为5个等级，V=(很好，较好，一般，差，较差)。

2.3 确定货运站选址评价指标的权重

层次分析法是多目标综合评价的一种定量方法。层次分析法把复杂的问题分解为各个组成因素，将这些因素按支配关系分组形成有序阶梯层次结构，通过两两比较的方式确定层次中各因素的相对重要性，然后进行计算和判断，以决定多个决策因素相对重要性的总顺序。建立货场选址评价的层次分析图如图1所示。利用成对比较法，将准则层中各指标两两比较，构造矩阵 A。若有 n 个指标参与比较，则 A=(aij)n×n称为成对比较矩阵。成对比较矩阵中 aij的取值采用 1~9 标度方法[2]，标度赋值如表1所示。

图1 货运站选址评价的层次分析图

表1 标度赋值含义

运用 MATLAB 软件，求得矩阵 A 最大特征值和相对应的特征向量；计算一致性指标 CI，查出对应的随机一致性指标 RI，求得一致性比例 CR。当CR＜0.1时，判定成对比较阵 A 具有满意的一致性，或其不一致程度是可以接受；否则就调整成对比较矩阵A，直到达到满意的一致性为止。在达到满意一致性的条件下，对矩阵 A 最大特征值相对应的特征向量进行标准化，就得到对目标层的总排序权重集 W。

2.4 建立单因素评价矩阵

建立评价指标集 U 到评语集V 的映射，导出从U 到 V 的模糊关系矩阵 Rk=(rij)n×m，其中 rij表示 ui隶属于vj的程度，取值为[0，1]；k 表示第 k 个选址方案。可用如下方法求得 rij值：根据影响货运站选址的主要因素，通过给 p 个专家发放评判表，对照评语集 V，分别对第 k 个选址方案进行评判。若对于评价指标 ui，有 pi1个专家认为“很好”，有 pi2个专家认为“较好”，……，有 pi5个专家认为“较差”，则有ri1= pi1/ p， ri2= pi2/ p，……，ri5= pi5/ p，其中 p 为参与评判的专家总人数。

2.5 综合评价

根据计算出的评价指标权重集 W 和模糊关系矩阵 Rk，计算模糊合成积矩阵：Bk=W×Rk。由于B 仍为一个向量，难以直观反映评价结果，引入评分向量 F，分别对评语集V 中各等级指标进行赋值。假设“很好”为5分，“较好”为4分，“一般”为3分，“差”为2分，“较差”为1分，则有 F =(5，4，3，2，1)T。计算各选址方案的综合评分值 Ek=Bk×F，其中综合评分值较大者为相对理想方案。

3 实例分析

3.1 确定货运站选址评价要素的权重

根据已确定的货运站选址评价指标，通过征求专家组意见，得到成对比较矩阵如下：

计算得到A最大特征值λmax(A)=5.073，CI=0.018，查得RI=1.12，计算 CR=CI/RI=0.016＜0.1。 这说明 A 具有满意的一致性，A 的不一致程度是可接受的。通过向量标准化，A 的最大特征值对应的特征向量，即评价要素的权重集：W =(0.457，0.263，0.051，0.103，0.126)。

3.2 确定影响因素对评语集的隶属度

假设某地新建货场有3个选址方案，邀请 30 名专家对各方案进行评判，评判结果如表2所示。

表2 专家评价结果汇总

根据表2，可以计算出：

3.3 综合评价

计算综合评分值 Ek。对于方案Ⅰ：

E1=W×R1×F=(0.457 0.263 0.051 0.103 0.126)×

(5 4 3 2 1)T=3.31

同理可得，方案Ⅱ的计算结果 E2=3.45；方案Ⅲ的计算结果 E3=3.59。由此可知，货场选址方案Ⅲ为相对理想方案。

4 结束语

新建货运站的选址确定是一个复杂的决策过程，受到城市规划、土地使用、交通配套等多种因素的影响。在货运站选址方案过程中，引入模糊综合评价法，能够将定性问题转化为定量分析，从而在一定程度上避免在方案决策中的盲目性、片面性和主观性，使方案比选结果更加科学合理。

[1] 郝 海，踪家峰. 系统分析与评价方法[M]. 北京：经济科学出版社，2007.

[2] 王 骁，郎茂祥，杨 方. 编组站危险货物运输风险模糊综合评价[J]. 铁道货运，2011，29(2)：34-38.