既有铁路综合利用方案比选决策研究

徐 荣，李云耀，谢 鹏

XU Rong, LI Yun-yao, XIE Peng

（中铁武汉勘察设计研究院有限公司 铁道与公路处，湖北 武汉 430074）

(Rail and Road Department，China Railway Wuhan Survey and Design Institute Co.，Ltd.， Wuhan 430074， Hubei，China)

既有铁路综合利用方案比选决策研究

徐 荣，李云耀，谢 鹏

XU Rong, LI Yun-yao, XIE Peng

（中铁武汉勘察设计研究院有限公司 铁道与公路处，湖北 武汉 430074）

(Rail and Road Department，China Railway Wuhan Survey and Design Institute Co.，Ltd.， Wuhan 430074， Hubei，China)

我国部分处于城区或市郊的低等级铁路支线，在铁路路网中的作用日益弱化，为充分利用既有铁路资源，提高铁路存量资产的利用效率，对既有铁路综合利用的可能性方案进行分析，构建既有铁路综合利用方案评价指标体系，运用定性、定量分析方法确定各方案的优劣排序，最后结合项目具体应用情况综合分析确定既有铁路利用方案。

铁路；综合利用；评价指标体系；权重

近年来，我国城市化进程不断推进，铁路建设步伐日益加快，原处于城区的低等级铁路支线多数已经处于闲置状态。由于既有铁路一般穿城而过，沿线多为人流、物流密集之地，为充分发挥铁路的地理优势，盘活铁路存量资产，提高资源利用水平[1]，将既有铁路进行改造以服务当地城市交通，成为多数城市关注的重点。然而，既有铁路综合利用方案较多，涉及城市经济、发展规划、环境保护、工程投资等多种因素。因此，需要通过综合权衡并择优选择是一个亟待解决的问题。

1　既有铁路综合利用可能性方案

既有铁路一般修建年代较早，多为单线、有砟道床、内燃牵引，线路技术标准低，其综合利用方案主要有以下方式。

1.1利用既有铁路开行市郊列车

对于位于城市中心区外、辖区内、线路在地面上、运行效率较高、与地面交通线路相衔接的市郊铁路，可以利用其快速、大容量、全天候等特点[2]参与市郊客运，缓解市郊交通紧张局面。与修建地铁、轻轨或其他城市轨道交通相比，利用既有铁路开行市郊列车具有工程投资少、建设周期短等优点，同时还能够盘活既有铁路资源，使地方政府和铁路部门达到双赢。根据不同的牵引类型，利用既有铁路开行市郊列车可以分为 2 类：①完全利用既有铁路，采用内燃机车牵引，与既有线设备结合较好，无需进行电化改造；②既有铁路进行电气化改造，采用动车组，既有铁路需要新设接触网和牵引变电所。

1.2利用既有铁路开行有轨电车

现代有轨电车是城市轨道交通系统的一种形式，采用低地板钢轮钢轨车辆，以地面专用道为主，是城市公共交通的重要组成部分，为介于城市轨道交通与常规地面公交之间的一种中低运量交通系统[3]，运输能力 0.5 万～1.0 万人次/h，具有节能环保等特点。目前，长春、大连、天津滨海新区、上海浦东新区等城区保留、改造或新建部分运营线路，北京、西安、深圳、佛山、烟台、锦州等城市也进行了项目前期工作。根据不同利用程度，利用既有铁路开行有轨电车可以分为 3 类：①完全利用既有单线铁路开行有轨电车，轨道为有砟道床，充分利用既有线路资源，工程投资省，但单线对沿线客流的吸引能力稍差；②在既有单线铁路基础上新建复线开行有轨电车，轨道为有砟道床，并增设部分中间站及乘降所，方便旅客出行，以充分吸引沿线客流；③拆除既有铁路利用其交通走廊新建现代有轨电车线路，由于既有铁路为有砟道床，后期养护维修频繁，考虑按照现代有轨电车标准一次建设双线、轨道采用整体道床。

1.3利用既有铁路开行快速公交系统 (BRT)

拆除既有铁路利用其交通走廊新建 BRT，是既有铁路资源利用的方式之一。BRT 是一种整合专有车道、站台、铰接车辆、服务、线路结构、票务系统和智能交通系统等的高质量公共交通系统，利用现代公交技术、道路专用路权并配合智能交通的运营管理，能够提供接近轨道交通的服务水平，其投资及运营成本远低于轨道交通，是一种先进的公共交通运营模式[4]。目前，北京、杭州、济南、广州、郑州、厦门、合肥、常州、盐城、枣庄等13个城市均有 BRT 线路建成通车。

1.4利用既有铁路土地作为城市储备建设用地

拆除既有铁路利用其土地资源作为城市新增建设用地，也是既有铁路资源利用的方式之一。根据国内相关类似经验，可以将既有铁路拆除作为城市新增建设用地，以弥补城市用地紧张局面，如用于建设商业步行街道、环湖休闲绿带、居住及商业地产开发等，具体利用方案可以根据城市用地调整规划加以确定。

1.5既有铁路综合利用方案因素

综上所述，既有铁路综合利用方案应主要考虑以下因素：①完全利用既有铁路，内燃牵引；②单线电气化改造，动车组牵引；③利用既有铁路开行单线有轨电车；④新建复线开行复线有轨电车；⑤利用既有铁路交通走廊新建现代有轨电车线路；⑥利用既有铁路交通走廊新建快速公交系统；⑦利用既有铁路土地资源作为城市储备建设用地。

2　既有铁路综合利用方案评价指标体系构建

既有铁路综合利用方案评价涉及城市经济、发展规划、环境保护、工程投资等因素，对于此类多因素复杂型系统决策研究，可以通过采用层次分析法进行比选论证。该方法作为一种定性与定量相结合的综合性评价方法[5]，将复杂的选择问题分解成各组成要素，将这些要素按照支配关系分组形成递阶层次结构[6]。通过将系统与因素之间的隶属关系由高到低排成若干层次，建立不同层次元素间的相互关系，并根据对一定客观现实的判断，利用定量方法对每一层次元素指标的相对重要性做出判断，最后综合得出各方案评价值。在此基础上，进一步对既有铁路综合利用方案进行分析和决策。

2.1评价体系建立的原则

（1）完备性。选取的指标体系能够全面反映公共交通的特征和状况。

（2）目的性。评价指标应能够独立反映线网规划的某一具体方面的特征，并与线网规划方案选优的目标联系。

（3）公正性。评价指标应能够适用于各种比较方案而不是对一种方式有利而对其他方式不利。

（4）可操作性。选取的指标概念清楚，指标值容易获得。

2.2评价体系的构成

对于既有铁路综合利用这一复杂问题，一般采用 3 层处理，即总体层、系统层和指标层。总体层反映评价最终目标；系统层反映评价目标的各个侧面，有具体的指标表征；指标层是最原始的可直接获取或可测量的基础数据。从服务水平、运营效果、可实施性、社会经济效益、城市战略发展 5 大类共 20 个指标进行系统评价，既有铁路综合利用方案评价指标体系如表 1 所示。

表1　既有铁路综合利用方案评价指标体系

2.3评价指标分类及定义

2.3.1评价指标分类

既有铁路综合利用方案评价指标既有定量指标也有定性指标。其中，定量指标分为效益型指标和成本型指标[7]，计算方法如下。

（1）效益型指标。效益型指标是指标值越大评价越好的指标，也称为正向指标或望大型指标，其计算公式为

式中：A 为效益型指标的评价指标得分 (0-1)；Q 为方案的效益型指标数值；Qmax为所有方案的效益型指标数值上限；Qmin为所有方案的效益型指标数值下限。

（2）成本型指标。成本型指标是指标值越小评价越好的指标，也称为逆向指标或望小型指标，其计算公式为

（3）定性指标。定性指标一般由专家凭借经验和技术分析，对该项指标进行打分，分为“优、良、一般、差”4 个级别[8]，对应的分值分别为“1，0.8，0.6，0.3”。

2.3.2评价指标定义

（1）服务水平。①服务频率，以每小时开行旅客列车对数作为衡量标准，反映其运营特征，为效益型指标。②覆盖常住人口，以车站 700 m 半径范围内所能吸引的常住人口作为衡量标准，反映车站的吸引能力，为效益型指标。③运输能力，以在一定线路区段上单位时间内所能通过的最大运输量作为衡量标准，由线路本身的物质条件、各项技术设备性能状况，以及所采用的行车组织方法等决定，为效益型指标。

（2）运营效果。①全日客运总量，以线路全天客运量之和作为衡量标准，反映客运效果和作用，为效益型指标。②换乘系数 (直达性)，以线路出行人次与换乘人次之和除以线路出行人次的值作为衡量标准，用以衡量旅客直达程度，换乘系数越小，表明直达程度越好，为成本型指标。③客运周转量，以客运量与平均乘距之积作为衡量标准，为效益型指标。④线路负荷强度，以客运量与线路长度之比作为衡量标准，反映单位线路长度承担的客流量，以评价网络运营效率和经济性，为效益型指标。

（3）可实施性。①总投资，以工程的投资总额作为衡量标准，用以评价方案的经济性，为成本型指标。②工程难易度，指工程施工的难易程度，通过对线路各类工程难点的分析，从施工角度评价工程实施难易程度，为定性指标。③工期，指各方案建成实施的时间，为定性指标。

（4）社会经济效益。①节省居民出行时间，以方案所带来的居民出行时间的减少作为衡量标准，为效益型指标。②机动车车公里减少效果，将各方案客运量转化为当量小汽车后的数量作为衡量标准，为效益型指标。③对城市道路交叉口延误的影响，以实施后对道路交叉口车辆排队等候通行延误时间的缩短值作为衡量标准，为效益型指标。

（5）城市战略发展。①环境保护效果，指线路建设与运营对城市环境影响的程度，体现与城市环境的协调程度，为定性指标。②城市历史文化及旅游产业发展，指线路建设与运营对城市历史文化及旅游产业的带动程度，体现与城市历史文化及旅游业的协调程度，为定性指标。③景观风貌的协调，指线路建设与沿线地区景观风貌的协调程度，为定性指标。④对城市空间发展的支持，指线路方案与城市总体空间规划协调程度，体现与总体规划的一致性，为定性指标。⑤沿线土地利用，指线路方案对于提升沿线土地开发利用价值的程度，为定性指标。⑥综合交通发展规划，指方案与其他运输方式的互补和相互促进作用，以及与城市综合交通目标的契合程度，为定性指标。⑦对地方财务财政收入的影响，以方案运营阶段对地方财政收入带来的增减额作为衡量标准，为效益型指标。

2.4评价结论分析

（1）权重确定。权重是指目标的评价准则及评价指标之间的相对重要程度。权重的确定对方案评价的意义重大，因而需要仔细分析、慎重进行。建议采用专家咨询结合层次分析法来确定指标权重，以保证权重分配的公正合理。

（2）各准则层综合满意度 Ui。计算公式为

式中：fij为第 i 个子系统 j 个指标的得分；Wij为对应fij的权重。

（3）整体综合满意度 U。计算公式为

式中：Wi为子系统 i 的权重；Ui为子系统 i 的得分。

（4）结论分析。以 U 值的大小作为线网方案排序和选优的依据。

3　案例分析

某铁路线路长 15.242 km，依次串联多个城市组团，目前该铁路处于基本闲置状态。由于铁路深入市区，对主城区分割严重，限制了主城区的发展，铁路的噪音及污染也对周边居民生活造成较大影响，如何对既有铁路加以综合利用成为城市发展亟待解决的问题。

研究提出 7 个既有铁路综合利用方案，即方案 1 (完全利用既有线路、内燃牵引)、方案 2 (单线电气化改造、动车组牵引)、方案 3 (利用既有铁路开行单线有轨电车)、方案 4 (新建复线开行复线有轨电车)、方案 5 (利用既有铁路交通走廊新建现代有轨电车线路)、方案 6 (利用既有铁路交通走廊新建 BRT 线路)、方案 7 (利用既有铁路土地资源作为城市储备建设用地)，对各方案进行综合比较分析。各指标权重的确定，采用专家咨询及层次分析法，以保证权重分配的公正合理。对各专家问卷调查表进行处理，确定综合评价采用的准则层及指标层权重。运用上述综合评价指标计算方法，确定各方案的指标评价得分，综合分析得到该铁路综合利用方案评价值，如表 2 所示。

通过表 2 计算得到的综合评价结果可以看出，各方案按照综合评价分值由高到低分别为：方案6、方案 5、方案 4、方案 3、方案 7、方案 2、方案1。以上评价体系采用的评价指标多，既有定量指标也有定性指标，有客观指标也有主观指标，各指标权重的确定也并非惟一，而方案评价应从综合角度衡量各方案的优劣性，是一个相对指标。因此，在决策时应避免仅根据评价分值将其绝对化，建议综合考虑确定。例如，从表 2 中得出方案 4，5，6比方案 1，2，7 具有明显的优势，舍弃方案 1，2，7，方案 3 虽然不能满足长远需求，但可以将其作为方案 4 的过渡方案。最后，结合项目具体应用情况综合分析确定既有铁路综合利用方案。

4　结束语

随着城市化进程的加快，既有铁路综合利用问题仍然是城市发展中急需解决的问题，因而铁路综合利用方案的优劣在很大程度上影响着城市的协调发展。通过既有铁路综合利用方案比选决策研究，构建既有铁路综合利用方案评价指标体系，将服务水平、运营效果、可实施性、社会经济效益与城市战略发展相结合，可以充分利用铁路存量资产更好地服务于城市建设，为决策者科学、客观进行城市化建设提供参考。

表2　铁路综合利用各方案评价表

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[2] 施正威，周 乐. 杭州地区利用既有铁路开行市郊列车的可行性分析[J]. 中国铁路，2013(1)：53-55. SHI Zheng-wei，ZHOU Yue. The Feasibility of Using Existing Railway Trains in Hangzhou Area[J]. Chinese Railways，2013 (1)：53-55.

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[4] 刘 彤，巩丽媛，王逢宝，等. 济南市快速公交发展特点与实践效果[J]. 城市公共交通，2009(7)：10-12. LIU Tong，GONG Li-yuan，WANG Feng-bao，et al. BRT Development Characteristics and Practical Effect of Jinan[J]. Urban Public Transport，2009 (7)：10-12.

[5] 郭金玉，张忠彬，孙庆云. 层次分析法的研究与应用[J]. 中国安全科学学报，2008，18(5)：148-153. GUO Jin-yu，ZHANG Zhong-bin，SUN Qing-yun. Research and Application of Analytic Hierarchy Process [J]. China Safety Science Journal，2008，18 (5)：148-153.

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责任编辑：王 静

Study on Comparison Decision on Program of Existing Railway Comprehensive Utilization

Partial low-grade railway branch lines located in urban or suburb in China have reducing role in railway network, in order to fully utilize existing railway resource and increase utilization rate of railway reserve assets, the possibility programs of existing railway comprehensive utilization were analyzed in this paper, the evaluation index system of the programs was established, and the merit ordering of each program was determined by using qualitative and quantitative analysis, in the end, combining with comprehensive analysis of specific utilization status of project, the program of existing railway utilization was determined.

Railway; Comprehensive Utilization; Evaluation Index System; Weight

1003-1421(2016)01-0074-06

U213.2；N945.16

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.01.16

2015-11-26