基于熵值法和层次分析法的高铁线路选择研究

焦琳致　王海玥

摘要：自我国建设高铁以来，高铁线路规划与我国人文经济息息相关。由于行车路线不同，给周边城市及居民带来的影响不同。因此为了给高铁线路的选择提供科学严谨的建议，文章采用熵权法和层次分析法相结合的方法，根据多种影响因素构造指标评价体系，运用MATLAB计算权重，并模拟建设从丹东到锦州高铁的多条线路，运用已有的模型计算出最科学合理的方案。最后根据研究结果，向铁路规划部门提出高铁线路选择的几条合理化建议。

关键词：层次分析法;熵值法;MATLAB;评价指标

一、引言

丹东站是沈丹铁路、沈丹高铁和丹大快铁的终点。丹东站东边通过鸭绿江大桥与朝鲜平义铁路相连，作为中朝两国的边境站，担负着中国商品出口至朝鲜的重要运输任务。2015年，沈丹高铁的丹大高铁先后整式通车，旅客发送能力得到大幅提高。丹东站临近城市中心，交通发达，客流量大，目前的高铁快运已经不能满足实际需要，所以需要新的线路。锦州南站，位于锦州市松山新区东海大道，启用于2003年，是京哈线秦沈段客流量最大的中间站，西接葫芦岛北站，东接凌海南站（拟建）。锦州南站位于锦州市城郊区，距离市区较远，高铁站周边的道路交通基础配套设施仍然存在较大缺陷，未能满足地方客流、周边市民的良好使用。

叶嵩（2014）基于乘客出行特征对郊区型高铁站选址进行了分析，指出高速铁的开通，提升沿线地区经济实力，改变沿线城市的空间可达性和居民生活方式，调整城市结构。沈海燕，贺晓玲（2011）改进了传统模糊评价方法，构建了高铁站选址评价模型，在一定程度上提高了评价的准确性。杨晓姗等（2018）通过对AHP和模糊综合评价进行优化，构造评判矩阵，并以成都东客站为实例进行分析，为高铁建设选址提供参考建议。

本文结合辽宁省现有高铁线路和高铁站现状，考虑修建成本、增加人口流动性和对经济的拉动作用三个影响因素，模拟三条线路，运用已建成的数学模型，进行比较，最终选出最科学合理的方案。

二、高铁线路规划理论模型

（一）评价指标体系的构建

1. 修建成本

由于高铁站建设成本受多种因素影响，例如路线设计、铺设轨道、土地征用成本等，工程巨大，耗费人力物力财力甚多。所以修建成本是影响高铁站选址的主要因素之一。

2. 增加人口流动性

高铁对人口流动的影响复杂，可以起到转移劳动力的作用，通过缩短时空距离改变人们的生产生活方式、生活观念以及出行理念。因此增加人口流动性是高铁站选址的重要影响因素。

3. 对经济的拉动作用

高铁的建设对沿线城市经济发展起到拉动作用，有降低运输成本和提高交通安全的作用。高铁站的选取会影响产业布局、加快城市化进程以及形成交通经济带等。此外，高铁建成后会增加沿线城市居民的荣耀感和自信心，体现了现代科技的进步，所以在高铁选址时会着重考虑对经济的拉动作用。

（二）综合集成赋值法确定权重分配向量

因为AHP容易受到主观因素的影响，所以无法避免评价人员的主观片面性，导致该方法不能进行较高精度的过程评价。所以本文对是将层次分析法与熵权法相结合，降低主观因素。首先分别用层次分析法与熵权法求出权重，并且按照以下公式（1）进行合成，这样既充分保留了各种指标传递的信息，又可通过知识经验对客观权重加以修正。

三、数值模拟结果与分析

目前丹东站到锦州南站需要经过凤城东、本溪、沈阳南、沈阳和盘锦北五站，耗时2时54分，并且每天只有一趟列车，不能满足目前旅客的需求，而且出行多有不便。所以现需规划一条丹东到锦州南的新建高铁线路，考虑修建成本、增加人口流动性和对经济的拉动作用三个因素，通过查阅资料和咨询专家，结合已经建立的数学模型，来确立丹东到锦州的最科学合理的高铁站选址方案。

现模拟以下三条线路：

方案一：丹东→凤城东→营口东→盘锦北→锦州南

方案二：丹东→凤城东→鞍山西→盘锦北→锦州南

方案三：丹东→鞍山西→营口东→盘锦北→锦州南

设要比较的三种因素修建成本、增加人口流动性和对经济的拉动作用为：

U={U1，U2，U3}

四、结论与建议

本文基于AHP和熵值法理论引入高铁线路规划模型，并以辽宁省丹东到锦州高铁线路为例，利用MATLAB进行数值分析。经过上述模型分析计算，根据总层次排序权值得出从丹东到锦州的拟新建高铁线路中方案一最科学合理。

本文研究对我国高铁线路的选择提出如下建议：一是在交通发达处选址。目前许多城市的高铁站建立在城郊地区，距离城区较远，交通十分不方便，给旅客出行增添了烦恼，耗费了出行时间。二是在较偏远高铁站设立站前公交站。既方便旅客出行，又节能减排，对于增加高铁站客流量也十分有利。三是增加配套设施。在高铁站周围建设商场、酒店、饭店等设施，既方便旅客乘车间隙休闲娱乐，换乘休息，又带动城市经济发展，有利于形成新的城区，扩大城市规模。

参考文献：

[1]杨晓姗，张佳蓉，蒋雯雯，黄珊，贾越平.高铁车站选址与城市发展协调评价方法研究[J].综合运输，2018（04）.

[2]沈海燕，贺晓玲.高速铁路车站选址评价模型及算法研究[J].铁路计算机应用，2011（01）.

[3]葉嵩.基于乘客出行特征分析的郊区型高铁站选址研究[A].中国城市规划学会.城乡治理与规划改革——2014中国城市规划年会论文集（05 城市交通规划）[C].中国城市规划学会：中国城市规划学会，2014.

[4]徐晓敏.层次分析法的运用[J].统计与决策，2008（01）.

[5]刘锴.城市高铁枢纽选址规划综合评价研究[D].长安大学，2018.

（作者单位：辽宁师范大学）