基于价值工程的城市废弃铁路利用模式比选

张丰焰，杨 苇

(1.东南大学 交通学院，江苏 南京 210096； 2.安徽交通职业技术学院，安徽 合肥 230051；3.浙江交通勘察设计有限公司，浙江 杭州 310014；4.合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230041)

基于价值工程的城市废弃铁路利用模式比选

张丰焰1,2,3，杨 苇4

(1.东南大学 交通学院，江苏 南京 210096； 2.安徽交通职业技术学院，安徽 合肥 230051；3.浙江交通勘察设计有限公司，浙江 杭州 310014；4.合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230041)

针对城市规模扩大和产业结构调整导致城市中心区废弃铁路增加的现象，从功能和成本角度出发，利用价值工程理论对废弃铁路的合理利用开展研究。通过分析各利用模式的功能和成本构成选定评价指标，基于价值工程建立评价模型，运用价值系数选择最优利用模式。价值系数较大的利用模式能够以较小的成本获得较多的功能，是较为经济合理的废弃铁路改造模式。最后以合肥市老淮南铁路线为例，利用价值工程比选模型分析各模式的价值系数，确定有轨电车为其最优利用模式。研究表明，价值工程比选评价模型基本反映该废弃铁路的利用效果，具有较强的实用价值。

轨道交通工程；废弃铁路；价值工程；城市中心区；利用模式

伴随城市规模的扩大、产业结构的调整和土地资源的大面积开发利用，原来位于城市郊区的工厂已包含在城市内部，加之工业的调整，部分工业用地逐步荒废，附属于工厂、仓库的铁路专用线也基本随之废弃。近年来，城市中的废弃铁路迅速增加，其沿线大量土地被废弃、闲置。这不仅造成了土地资源的浪费，影响城市景观，也制约了城市的有序发展。废弃铁路是城市发展过程中的必然产物，对它的改造利用是每个城市不可回避的问题[1]。

目前，国内外有不少对废弃铁路改造的先例，如上海市、昆明市、长沙市、芝加哥等地利用废弃铁路分别改造为地铁、市郊铁路、城市道路和公园绿地等[2-3]。根据废弃铁路改造现状可知，废弃铁路的走廊可改造为轨道交通、市郊铁路、城市道路、城市绿廊和建筑用地等多种形式来焕发土地的价值[4-5]，部分国内外废弃铁路改造实例如表1所示。

表1 国内外废弃铁路改造实例

尽管这些改造模式功能各异，但都具有拆迁量少、施工简便、开工面宽、投资少等优点，在合理利用城市中心区土地资源的同时带动了沿线土地的开发[6]。面对众多改造模式，如何选择最佳利用模式，变“废品”为“珍宝”，充分发挥土地的经济效益，是目前各个城市建设中面临的重大课题。根据国内外对废弃铁路的研究可知，现有成果只限于对废弃铁路改造模式的定性分析，并没有定量考虑各利用模式所产生的价值和需要承担的成本。另外，对城市中心区应如何利用废弃铁路的相关研究也很少。

城市中心区具有土地资源紧张、交通体系复杂、人口密集等特点，废弃铁路如果处理不好，就有可能阻碍城市的发展，因此，一些城市要么利用废弃铁路走廊改建轨道交通，要么改造为城市道路，要么改造为公园或街道。然而，这些利用模式特点各异，如何用最小的成本获得最大的功能，是决策者应思考的问题[7-8]。本文正是针对现有研究的不足，从功能和成本角度出发，利用价值工程理论构建比选模型，量化分析城市中心区废弃铁路利用模式的选择，旨在为相关部门的规划决策提供理论依据。

1 价值工程理论基础

价值工程是通过集体智慧和有组织的活动对产品或服务进行功能分析，使目标以最低的总成本(寿命周期成本)，可靠地实现产品或服务的必要功能，从而提高产品或服务的价值。主要思想是通过选定研究对象的功能及费用分析，提高对象的价值[9]。这里的“价值”是功能和实现功能的成本的比值，即：价值=功能/成本[10]。

价值工程虽然起源于材料和代用品的研究，但这一原理很快就扩散到各个领域，有广泛地应用范围，大体可应用在两大方面：一是在工程建设和生产发展方面；二是在组织经营管理方面。价值工程应用的一般步骤如下：1)选择价值工程对象，拟订价值工程的评价方案；2)搜集资料，确定功能评价指标体系和成本指标体系；3)确定功能评价指标和成本指标的权重；4)确定不同产品方案功能评价系数和成本系数；5)确定价值系数，准确选择方案[10]。

价值工程理论的核心内容是将产品价值、功能和成本作为一个整体同时考虑，并将功能转化为能够与成本直接相比的量化值。利用价值工程理论比选方案时，主要有两种情况：1)当产品的价值系数不同时，价值系数越大，方案越优；2)当产品的价值系数相同时，可结合产品的具体需求选择功能较多或成本较低方案。

2 废弃铁路利用模式比选模型的构建

科学合理的比选模型是对各种废弃铁路利用模式做出客观选择的必要保证[5]。本文利用价值工程理论从废弃铁路改造的功能和成本两方面进行定量分析，并通过比较综合价值系数选取最优利用模式。废弃铁路利用模式比选模型构建步骤如下。

2.1 构建指标体系

废弃铁路的改造利用将对沿线经济、社会、交通和环境产生影响。新的改造模式会引导沿线土地的用途发生改变，影响沿线土地的利用价值，比如沿线商业的发展会对其区域产业结构起到优化作用，提高土地的利用效率。同时，废弃铁路的改造能够影响沿线的居民出行方式选择和出行时间，从而也影响到出行费用和能源消耗等经济效益。

废弃铁路的改造带来沿线发展会新增大量就业岗位，从而会有提升人均可支配收入和沿线居民生活水平的可能。同时随着沿线环境的改变也会影响人口的聚集程度。废弃铁路对现有综合交通运输系统造成一定程度的分隔，新的改造模式可能会有效地衔接各种交通方式，提高运输能力、公共交通服务水平和安全水平，能有效缓解道路交通拥堵。废弃铁路的改造将对周围环境产生不同影响，具体会反映在空气污染、噪声污染及景观绿化等方面[1]。因此，为体现上述影响，废弃铁路改造利用模式的功能指标体系应从经济、社会、交通、环境等4个方面来考虑，进而细化为15个功能指标来表征，具体构建的功能指标体系如表2所示。

表2 功能评价指标体系

废弃铁路的改造带来功能转变的同时，也需要承担相应成本。除了废弃铁路本身建设需要承担建设成本和运营成本外，还需要承担由此造成的空气污染、噪声污染、交通事故、交通拥堵等外部成本[11]。因此，成本体系结合内外部成本确定6个成本指标，具体构建的成本指标体系如表3所示。

表3 成本指标体系

2.2 计算比选指标

本文建立的废弃铁路利用模式比选指标均为定量指标，通过查阅资料或换算得到，反映项目的直接或间接效益及影响。如出行节约时间效益指标通过改造后居民平均出行节约时间占改造前总平均出行时间的百分比来表示；能源的有效利用指标为改造后各模式穿过原有铁路走廊所节约的能源占改造前出行能源总消耗比值[12-13]；土地集约节约指标为废弃铁路改造后节约的土地面积占废弃铁路走廊总面积的比值。由于各个城市的实际情况不同，具体项目指标计算还需要紧密结合城市的具体情况来定。

2.3 确定指标权重

由于各指标在废弃铁路利用模式中的影响和作用不同，因而需要确定权重，一般可采用层次分析法确定功能权重和成本权重。

2.4 构建系数计算模型

利用价值工程理论，通过计算废弃铁路利用模式的功能与成本的比值来确定模式所具有的价值。计算公式为

(1)

式中:Vj为第j种模式的价值系数；Fij为在第j种改造模式中，第i个功能指标的功能系数；Cij为在第j种改造模式中，第i个成本指标的成本系数；WFi为第i个功能指标的权重数；WCi为第i个成本指标的权重数；i为 废弃铁路改造模式选择的指标数，i=1,2,…,n；j为废弃铁路改造模式选择的模式数，j=1,2,…,m。

2.5 设定判定准则

在废弃铁路利用模式选择中，不仅要考虑降低工程投资，还要尽可能有完善的功能，使利用模式达到综合效果最佳。在综合评判何种模式最优时，应遵循一定的准则，即：当Vx>Vy时，第x种模式为最优改造模式；当Vx=Vy时，各地需要根据经济发展情况，选取功能较全或者成本较低的利用模式。

3 实证分析

本文以合肥市老淮南铁路线为例开展实证分析，检验所建模型的可行性和可操作性。

3.1 合肥老淮南铁路线

淮南铁路自安徽省淮南市田家庵至裕溪口，跨越合肥市。随合肥老火车站的改造搬迁，市区北二环至钟油坊段，全长11.2 km废弃。目前，路段周边主要是待搬迁的工厂厂房、荒地和少量多层住宅，土地利用率较低。该废弃铁路位于城市中心区，并与12条城市道路交叉，如图1所示。根据合肥市未确定废弃铁路改造模式时的沿线用地规划可知，老淮南铁路周边将以住宅为主，存在少量商业、仓储与工业用地，未来土地开发利用效率整体不高，如图2所示。

图1 老淮南铁路现状

图2 老淮南铁路未确定改造模式时沿线土地用地规划

实际上老淮南铁路具有较大的改造价值，应如何选择合理的改造模式，充分发挥其带动作用是当前亟待解决的问题。根据老淮南线的特点和合肥市相关部门的意向，改造模式在轻轨、有轨电车、城市道路三者之间徘徊。从《合肥市老淮南线现代有轨电车建设工程技术方案》可知，轻轨模式可利用废弃铁路的现有走廊修建轻轨，交叉口处采取上跨方式穿越城市道路，客运能力较大，能够满足远期城市发展的大运量客运需求；有轨电车模式则是直接利用部分铁路轨道，基本做法是将有轨电车位于道路中央，机动车道、非机动车道和人行道设于两侧，站台设置于绿化带上，有轨电车和机动车道区间利用绿化带进行物理隔离，从而保证有轨电车有专用空间，交叉口处根据相交道路的交通量情况，适当采取立交或平交，运载能力基本能满足沿线客运需求，同时改造成本低；城市道路模式则需完全拆除废弃铁路，重新修建道路，交叉口处与城市道路基本是平面交叉，汽车行驶较为方便，主要客运任务可能是通过公交车辆完成。在各方意见争执不下的情况下，决定采用定量分析方法来评定孰优孰劣，因此，用上述所建的废弃铁路利用模式比选模型就为老淮南线的改造模式提供了定量决策的依据。

3.2 利用模式比选

3.2.1 功能指标数据获得

大部分功能指标实际上在各改造模式的工程可行性研究报告里均有体现，可以在工程可行性研究报告中查到其相应的数据，其它功能指标则参照合肥市经济社会现有发展水平及发展趋势，通过类比或一些成熟数学模型求得数据。为尽可能反映实际情况，排除由于各项指标的单位不同以及其数量级间的悬殊差别所带来的影响，对各项功能指标进行了无量纲化处理[14-15]。具体结果如表4所示。

利用层次分析法计算得到各个功能指标的权重如表5所示。

表4 功能评价指标的无量纲值

表5 功能评价指标权重值

3.2.2 成本指标数据获得

在对老淮南铁路改造成本指标测算中，通过对方案进行投资估算，确定各模式的建设成本和运营成本；通过查阅各模式环境评价资料及合肥市交通运行和管理数据，得到其它成本指标数据。同理也对各项成本指标进行了无量纲化处理。具体结果如表6所示。

表6 功能评价指标的无量纲值

利用层次分析法计算得到各个成本指标的权重分别如表7所示。

表7 成本指标权重值

3.2.3 价值系数计算

根据模型分别计算出轻轨、有轨电车、城市道路等3种改造模式的功能系数与成本系数， 最后求出此3个方案的价值系数，结果如表8所示。

表8 3种模式的价值系数

由表8可知，3种改造模式中，轻轨功能较强，但成本较高；城市道路功能低于有轨电车，且成本远超有轨电车；由于有轨电车模式能充分利用现有废弃铁路，改造成本很低，且其也属于大运量低碳环保的交通方式，故其价值系数值偏高。因此，有轨电车为老淮南铁路利用模式选择的最优方案。

根据合肥市最新确定的老淮南铁路改造技术方案可知，有轨电车为其最终改造模式，进一步验证了基于价值工程的城市中心区废弃铁路利用比选模式的可行性。有轨电车的开通运营将极大地改善沿线出行环境和条件，进而会影响沿线土地的利用价值，因此，合肥市对老淮南线沿线土地利用规划也做了相应调整，极大地增加沿线商业、居住、办公等混合用地用量，加大了土地开发强度，从而带来极高经济效益。规划调整结果如图3所示。

图3 老淮南铁路改造为有轨电车后沿线用地规划调整

4 结束语

针对中心城区废弃铁路改造利用模式有多种，而城市决策者却苦于缺乏比选依据，从而使决策分析偏向定性化等问题，本文引入价值工程的分析方法，从功能与成本角度出发，建立起废弃铁路改造利用模式比选模型。该模型充分考虑了反映功能和成本的各项因素，构建了功能和成本的评价指标体系，从整体上判断出各模式的综合价值，从而使决策结果具有一定的科学性。本文以合肥市老淮南铁路线为例，应用此比选模型分析各种利用模式的价值系数，分析结果已被合肥市有关决策部门采纳，并在确定为有轨电车改造模式后还对原有沿线区域的土地利用规划和城市规划做了调整，极大地提升了沿线土地综合利用价值，也推动了交通与土地利用的一体化。总体来说，利用此模型对中心城区废弃铁路的利用模式进行比选研究，因其评价指标全面，计算方法简单实用，分析结果客观可信，可以进行推广应用。

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[责任编辑：郝丽英]

Research on utilizing abandoned railway in urban area using value engineering theory

ZHAGN Fengyan1, 2,3， YANG Wei4

(1.School of Transportation, Southeast University, Nanjing 210096, China; 2.Anhui Communications Vocational &Technical College, Hefei 230051, China; 3. Zhejiang Communications Survey & Design Co.,Ltd., Hangzhou 310014, China; 4. Hefei Urban Planning and Design Institute, Hefei 230041, China)

Currently, in China, more and more railway lines in urban area are abandoned due to urban area expansion and urban industry's reorganization and redistribution. To effectively reuse these railways, this paper develops a method using the theory of value engineering to evaluate different possible alternatives of reutilization. Based on the benefits and costs of alternative reutilizations, performance indices are identified. Then the theory of value engineering is applied to establishing the evaluation model to calculate the value index for each alternative. The alternative with the highest value index is considered as the optimal alternative. A case study of the old Huainan railway line in Hefei has been carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed method. It is shown that the tram car alterative is the best for the reutilization of the old Huainan railway line. In addition, this method generally reflects the utilization effects of the abandoned railway, which has fairly practicality for decision-making department to select reutilization model reasonably.

rail transit engineering; abandoned railway; value engineering; urban center; utilization model

2016-12-26

安徽高校省级自然科学研究项目(KJ2012B051)

张丰焰(1972-)，男，教授级高级工程师，工学博士，研究方向:交通规划与管理.

10.19352/j.cnki.issn1671-4679.2017.04.004

U218

A

1671-4679(2017)04-0012-07