铁路运输扩能改造措施综合评价 指标体系构建研究

雷 蕾，李猛杰

(1. 中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081；2. 北京交通大学 经济管理学院，北京100044；3. 北京交通大学海滨学院 经济管理学院，河北 沧州 061199)

0 引言

随着国家产业结构和运输市场功能调整，大宗货物产销地愈加集约化、规模化，铁路承担的公路转移运量和水铁联运运量逐步增加。货运需求迅猛增长，即使在客货逐步分流趋势下，铁路既有线部分区段和结点货运能力的瓶颈问题依旧突出，制约着铁路发挥绿色骨干运输作用，以及全社会综合交通运输网络效率效益的提升。现阶段，解决既有线货运能力瓶颈问题的主要方式是增加行车密度或提高列车重量以及两者的综合[1]，涉及的扩能改造措施较多，常用措施有动力更新、设备改造和工程改造等。

铁路运输扩能改造措施属于铁路投资项目之一，在日常管理中又称“铁路运输设施设备更新改造”，实际决策中通常依据国家关于建设项目投资管理规范及企业相关管理办法，开展项目的(预)可行性研究。学者大多从某类指标开展扩能改造措施的评价，张翔[2]按照先比选确定技术方案再进行经济评价的步骤进行；董玉莹等[3]侧重经济评价，选取财务净现值、财务内部收益率等指标对铁路快运项目的评价方法和主要评价指标进行论述；何宇强[4]侧重运输能力评价，以咽喉通过能力和到发线通过能力评价扩能改造项目预期目标的实现情况；庄河[5]以开车能力和出发列数运输能力指标评价改造方案。另一方面，少数学者考虑单类指标评价的不足，尝试开展综合评价。罗园等[6]考虑经济条件、社会条件和环境条件，构建铁路选线方案的综合评价指标体系；王涛峰等[7]综合国民经济效益、社会经济效益和运输综合效益，构建层次分析模型对新建铁路项目进行综合经济评价。

铁路运输扩能改造不同于新建项目投资，扩能改造项目主要是在适量投资且对原有线路运行影响不大的前提下，扩大既有线能力，盘活既有线资产，实现以增量调动存量的目标。因此，既有铁路的扩能改造，不仅要考虑客货运输需求、环境影响等外部市场因素，还要统筹考虑工程条件、投资规模、后期运维、投资效益，以及对既有运输组织的影响等内部影响因素。因此，需要从更广阔的范围内选取合适的铁路扩能改造措施评价指标，构建铁路扩能改造措施综合评价指标体系。

1 铁路运输扩能措施综合评价指标体系构建

1.1 评价指标选取原则

（1）全面性原则。铁路运输扩能改造是项系统工程，包含较多关键业务结点，且影响范围深远。因此，不仅要考虑到施工中的工程经济技术指标，还要考虑项目完成后对当地以及周边的运输网络、生态环境及经济的影响。

（2）独立性原则。综合评价方法是将各指标得分进行加权求和，因而指标的独立性显得非常重要。研究从技术、经济、工程、运输和环境等方面建立指标，其中技术包括工程技术条件，经济包括财务评价和国民经济评价，工程包括施工期间的营业线安全和风险因素(如近远期建设工程匹配度)，运输包括运输能力与需求不匹配程度、本线铁路运营效率、其他(如交通方式网络互联影响)，环境包括生态环境影响、沿线经济影响。

（3）分布合理化原则。定量指标有利于进行准确、科学、合理的评价，如经济效益类指标，但对于一些难以量化的内容，如生态环境、网络互联影响，宜采用定性指标。2类指标地选取比例和分布应相对合理，否则将影响评价的精确度。

（4）可比性原则。指标的选取必须顾及指标的可比性，不具有可比性的指标可能会引起体系混乱。为便于比较，设置定量指标多为相对值指标，如运输需求满足率、技术指标与技术标准的匹配度、财务内部收益率等。

（5）可操作性原则。选取的指标应该简单明确、使用方便、便于统计和量化计算，尽量选择可行性研究内已有指标。

1.2 评价指标选择

结合评价指标选取的原则、《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》[8]的有关经济指标和《铁路技术管理规程》[9]工程技术指标的规定，根据铁路运输扩能改造措施的特点、目的以及产生的影响等，从技术、经济、工程、运输和环境角度构建综合评价指标体系。铁路扩能改造措施综合评价指标体系构建共设置7个一级指标，每个一级指标下分别设置不同的二级指标，共计23个。铁路扩能措施评价指标体系如表1所示。

2 铁路运输扩能措施综合评价指标权重测算分析

2.1 指标权重测算

层次分析法是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备选方案的顺序分解为不同的层次结构，然后求解判断矩阵特征向量的方法。考虑层次分析法比较适合于具有分层交错评价指标的目标系统，而且目标值又难于定量描述的决策问题。由于综合评价指标体系当中包含定量指标和定性指标，而且定量指标的计算口径不一致，不同指标的判断标准不一致，为了对铁路运输扩能改造措施进行综合评价，采用专家打分法确定指标彼此之间的相对重要程度，构建判断矩阵。

（1）构建目标层到第1层指标的判断矩阵，计算指标权重。目标层到第1层判断矩阵及权重如表2所示。表2中，S，Z，J，T，B，Y和Z代表不同的指标；Wi代表指标权重，所有的指标权重构成判断矩阵的特征向量W；AW代表判断矩阵与特征向量的乘积所得向量，其中的分量用AWi表示；AWi / Wi代表判断矩阵对应的特征值，再通过求平均数得到判断矩阵的最大特征根；CI代表一致性检验指标，CR代表随机一致性比率。

经计算得，判断矩阵特征值为7.233，CI为0.039小于0.1，CR为0.029小于0.1，矩阵通过一致性检验。

（2）同理构建第1层一级指标到第2层二级指标的判断矩阵，并计算得到各指标权重为:Z= (0.107，0.155，0.270，0.174，0.295)，J= (0.076，0.196，0.354，0.374)，T= (0.524，0.150，0.326)，B= (0.278，0.467，0.095，0.160)，Y= (0.156，0.185，0.693)，X= (0.230，0.648，0.122)。经计算得，所有指标的CI和CR取值均小于0.1，通过一致性检验。

（3）计算各指标总权重。指标权重总排序如表3所示。注:指标类型列中，Δ为定量指标，O为定性指标。

表1 铁路扩能措施评价指标体系Tab.1 Evaluation index system of railway transportation capacity expansion and reconstruction measures

2.2 研究结论

根据计算结果，研究结论如下。

（1）在选择铁路运输扩能措施时，扩能改造项目与新建铁路项目考虑的重要因素基本一致。一级指标经济效益、运输能力与运输需求不匹配程度、工程技术条件的权重排名前3，反映出这3个因素是影响扩能改造措施方案的最重要因素(占73.5%)；其他因素虽然占比不大，但权重分布均匀，也应纳入考虑范围。这与常规铁路建设项目考虑角度基本一致，而且通过因素的重要程度排序，突出了扩能改造项目需要在经济合理基础上，开展运输能力缺口补足的技术方案选择。

表2 目标层到第1层判断矩阵及权重Tab.2 Judgment matrix and weights from layer target to layer 1

表3 指标权重总排序Tab.3 Ranking of index weights

（2）扩能改造项目满足运输需求的目标导向明晰，但约束条件多于新建铁路项目。二级指标运输需求满足率、经济内部收益率、财务内部收益率、投资回收期的权重排名前4，即均为影响扩能改造措施方案的最重要因素，反映出一般扩能改造项目最终目标在于满足运输需求。经济效益二级指标的排序先后，使不同扩能改造措施有更多的比较维度。另外，存在排名相同的二级指标，分布在不同一级指标内，表明重要指标和一般指标分布合理、权重选取适当，反映出扩能改造项目限制因素较多，比新建线路更为复杂。

（3）通过定性与定量指标的结合，铁路运输扩能措施评价指标体系较好地反映铁路扩能改造措施的主要影响因素。部分定性指标权重较大，如网络互联影响指标权重排名第6，超过工程技术的每一个二级指标，说明扩能改造项目应特别重视对本线外的其他交通方式产生的影响。

3 结束语

既有线扩能改造项目与新建铁路有本质区别，特别是在评价过程中，扩能改造项目中路网发挥的作用、对邻线的影响、技术经济限制与工程条件等方面都显著区别于新建铁路，其措施评价比选时考虑的影响因素更加复杂多变。由于受限于生态环境影响、网络互联影响等部分因素难以量化，需要从工程实操性角度出发，建立铁路运输扩能改造措施综合评价指标体系，可以弥补单类评价指标在应用中的不足，纳入影响程度较大的定性指标，使得评价更为全面，符合真实情境下的扩能改造措施决策过程需要。但是，风险因素的评估具有预测性质，参数值的确定有一定难度，还有待进一步深入研究。