基于层次分析法对水乡旅游线水乡客厅至苏州南段方案研究

潘祥南

（武汉市土地整理储备中心，湖北 武汉 430063）

0 引言

根据国家发展改革委办公厅关于印发《长江三角洲地区多层次轨道交通规划》的通知（发改基础〔2021〕811 号），水乡旅游线属于城际铁路，双线，设计速度160～200km/h，该线路始于长三角一体化示范区水乡客厅站，经江苏吴江、浙江湖州、嘉兴桐乡乌镇、海宁盐官古镇至杭州萧山机场，线路东端与上海示范区线衔接，中段与如东经南通苏州至湖州城际铁路共线，且与如东经南通苏州至湖州城际铁路吴江方向衔接，西端与如东经南通苏州至湖州城际铁路湖州方向衔接，同时在苏州南站与沪苏湖、通苏嘉甬铁路衔接。其中，水乡客厅至苏州南段控制因素主要有：在建及规划铁路、高等级公路和城市道路、大型厂矿企业、湿地保护区等。

本文采用层次分析法，从定性和定量两个方面综合分析，推荐最优线路方案[1]。

1 方案研究

1.1 沿线控制因素

图1 水乡客厅至苏州南段方案示意图

1.2 沿康力大道方案

线路自示范区线水乡客厅站引出后向西南走行，跨雪落漾后折向西北上跨沪渝高速，沿康力大道行进，在康力大道上设汾湖镇站，出站后沿康力大道继续向西走行，上跨湖北路后折向西北，以隧道形式下穿三白荡重要湿地、常嘉高速后引入苏州南站，与在建沪苏湖铁路、规划通苏嘉甬铁路、轨道交通10 号线换乘衔接。比较范围内线路长度13.984km，设站2 座。

1.3 沿沪渝高速北侧方案

线路自示范区线水乡客厅站引出后向西南走行，跨雪落漾后折向西北上跨沪渝高速，沿沪渝高速北侧向西行进，于芦莘大道上设汾湖镇站，出站后沿沪渝高速北侧继续向西走行，至三白荡重要湿地处折向西北并以隧道形式下穿三白荡重要湿地、常嘉高速后引入苏州南站。比较范围内线路长度14.219km，设站2 座。

1.4 沿城司路方案

线路自示范区线水乡客厅站引出后向西南走行，跨雪落漾后折向西北，沿城司路向西行进，并于城司路上设汾湖镇站，出站后沿城司路继续向西走行，以隧道形式下穿芦莘大道后折向西北，下穿三白荡重要湿地、沪渝高速、常嘉高速后引入苏州南站。比较范围内线路长度14.005km，设站2 座。

2 基于层次分析法的方案研究

2.1 建立层次结构模型

从上述三个方案中推荐最优线路方案，本质上是一个多目标决策问题。在推荐最优线路方案这一总目标的基础上，根据不同线路方案的工程投资、实施条件、规划协调和客流吸引能力四个方面建立分目标，最后根据总目标、分目标和线路方案的相互关系构建层次结构模型图[2]，三个方案的层次结构模型图见图2。

图2 三个方案的层次结构模型图

2.2 建立判断矩阵

综合分析工程投资、实施条件、规划协调和客流吸引能力四个分目标相对于总目标的重要程度，建立判断矩阵BA/C。

为深入研究四个分目标对不同线路方案的影响程度，下面详细分析三个方案的优缺点[3]。

其一，从工程投资方面分析，沿康力大道方案的线路长度与隧道长度均最短，工程投资较沿沪渝高速北侧方案、沿城司路方案分别节省2.406 亿元、6.258亿元。各方案主要技术经济比较见表1。

表1 各方案主要技术经济比较表

其二，从实施条件方面分析，沿康力大道方案和沿城司路方案均在路中敷设，施工难度小；沿沪渝高速北侧方案小角度跨越沪渝高速公路，在厂房和高速公路间施工，施工难度大。

在这一环节过程中，需要学生较为快速对各种数据信息进行分析与处理，尤其是较为浅显的信息应在图上进行快速标记，还有一些信息则需要学生通过题干中的未知量以及相应的坐标信息等对线段的长度距离进行表示，还需要学生较好地对距离与坐标之间的内在联系有着良好的掌握。

其三，从规划协调性方面分析，沿康力大道方案经汾湖老城区，与规划轨道交通10 号线（经新城区）形成错位覆盖，与地方规划协调性好。

其四，从客流吸引能力方面分析，沿康力大道方向辐射汾湖老城区，周边人口密度大，客流吸引能力好。

根据上述分析得出各方案在工程投资、实施条件、规划协调和客流吸引能力四个分目标的技术经济比较信息见表2。

表2 技术经济比较信息表

通过上述不同线路方案的技术经济比较分析结果，建立不同线路方案的工程投资BC1/P、实施条件BC2/P、规划协调BC3/P、客流吸引能力BC4/P四个分目标的判断矩阵：

2.3 判断矩阵的一致性检验

考虑到分目标相对于总目标重要程度的模糊性，建立不同线路方案判断矩阵的精确性有待商榷，可能引起较大误差，故需进行一致性检验。一致性指标计算公式为。（λmax为判断矩阵的最大特征值；n为判断矩阵的阶数。）

为更好地定量一致性指标CI，需引入随机一致性指标RI，RI取值见表3。

表3 随机一致性指标RI 取值表

表4 一致性检验结果

2.4 判断矩阵的相对重要度计算

通过判断矩阵特征向量计算，得到不同判断矩阵的相对重要度[4]。

BA/C（各分目标相对于总目标的相对重要度）：wT=[0.3947，0.1316，0.3947，0.0789]。

BC1/P（不同线路方案相对于工程投资的相对重要度）：wT=[0.5556，0.3333，0.1111]。

BC2/P（不同线路方案相对于实施条件的相对重要度）：wT=[0.2727，0.0909，0.6364]。

BC3/P（不同线路方案相对于规划协调的相对重要度）：wT=[0.7488，0.6108，0.0932]。

BC4/P（不同线路方案相对于客流吸引能力的相对重要度）：wT=[0.4392，0.2635，0.0878]。

2.5 综合重要度计算

通过判断矩阵的相对重要度计算，得出各方案综合重要度，见表5，P1 ＞P2 ＞P3，故沿康力大道方案为最优方案。

表5 各方案综合重要度

3 结语

本文基于层次分析法，综合考虑工程投资、实施条件、规划协调和客流吸引能力等因素，对水乡旅游线水乡客厅至苏州南段线路方案进行比选，得出沿康力大道方案为最优线路方案，该方案已通过专家评审。因此，层次分析法不仅适用于线路方案研究，还可以保证最优方案的科学性和准确性，可在类似项目中推广应用。