鐵路運輸擴能改造措施綜合評價 指標體系構建研究

雷 蕾，李猛杰

(1. 中國鐵道科學研究院集團有限公司 運輸及經濟研究所，北京 100081；2. 北京交通大學 經濟管理學院，北京100044；3. 北京交通大學海濱學院 經濟管理學院，河北 滄州 061199)

0 引言

隨著國家產業結構和運輸市場功能調整，大宗貨物產銷地愈加集約化、規模化，鐵路承擔的公路轉移運量和水鐵聯運運量逐步增加。貨運需求迅猛增長，即使在客貨逐步分流趨勢下，鐵路既有線部分區段和結點貨運能力的瓶頸問題依舊突出，制約著鐵路發揮綠色骨干運輸作用，以及全社會綜合交通運輸網絡效率效益的提升。現階段，解決既有線貨運能力瓶頸問題的主要方式是增加行車密度或提高列車重量以及兩者的綜合[1]，涉及的擴能改造措施較多，常用措施有動力更新、設備改造和工程改造等。

鐵路運輸擴能改造措施屬于鐵路投資項目之一，在日常管理中又稱“鐵路運輸設施設備更新改造”，實際決策中通常依據國家關于建設項目投資管理規范及企業相關管理辦法，開展項目的(預)可行性研究。學者大多從某類指標開展擴能改造措施的評價，張翔[2]按照先比選確定技術方案再進行經濟評價的步驟進行；董玉瑩等[3]側重經濟評價，選取財務凈現值、財務內部收益率等指標對鐵路快運項目的評價方法和主要評價指標進行論述；何宇強[4]側重運輸能力評價，以咽喉通過能力和到發線通過能力評價擴能改造項目預期目標的實現情況；莊河[5]以開車能力和出發列數運輸能力指標評價改造方案。另一方面，少數學者考慮單類指標評價的不足，嘗試開展綜合評價。羅園等[6]考慮經濟條件、社會條件和環境條件，構建鐵路選線方案的綜合評價指標體系；王濤峰等[7]綜合國民經濟效益、社會經濟效益和運輸綜合效益，構建層次分析模型對新建鐵路項目進行綜合經濟評價。

鐵路運輸擴能改造不同于新建項目投資，擴能改造項目主要是在適量投資且對原有線路運行影響不大的前提下，擴大既有線能力，盤活既有線資產，實現以增量調動存量的目標。因此，既有鐵路的擴能改造，不僅要考慮客貨運輸需求、環境影響等外部市場因素，還要統籌考慮工程條件、投資規模、后期運維、投資效益，以及對既有運輸組織的影響等內部影響因素。因此，需要從更廣闊的范圍內選取合適的鐵路擴能改造措施評價指標，構建鐵路擴能改造措施綜合評價指標體系。

1 鐵路運輸擴能措施綜合評價指標體系構建

1.1 評價指標選取原則

（1）全面性原則。鐵路運輸擴能改造是項系統工程，包含較多關鍵業務結點，且影響范圍深遠。因此，不僅要考慮到施工中的工程經濟技術指標，還要考慮項目完成后對當地以及周邊的運輸網絡、生態環境及經濟的影響。

（2）獨立性原則。綜合評價方法是將各指標得分進行加權求和，因而指標的獨立性顯得非常重要。研究從技術、經濟、工程、運輸和環境等方面建立指標，其中技術包括工程技術條件，經濟包括財務評價和國民經濟評價，工程包括施工期間的營業線安全和風險因素(如近遠期建設工程匹配度)，運輸包括運輸能力與需求不匹配程度、本線鐵路運營效率、其他(如交通方式網絡互聯影響)，環境包括生態環境影響、沿線經濟影響。

（3）分布合理化原則。定量指標有利于進行準確、科學、合理的評價，如經濟效益類指標，但對于一些難以量化的內容，如生態環境、網絡互聯影響，宜采用定性指標。2類指標地選取比例和分布應相對合理，否則將影響評價的精確度。

（4）可比性原則。指標的選取必須顧及指標的可比性，不具有可比性的指標可能會引起體系混亂。為便于比較，設置定量指標多為相對值指標，如運輸需求滿足率、技術指標與技術標準的匹配度、財務內部收益率等。

（5）可操作性原則。選取的指標應該簡單明確、使用方便、便于統計和量化計算，盡量選擇可行性研究內已有指標。

1.2 評價指標選擇

結合評價指標選取的原則、《建設項目經濟評價方法與參數(第三版)》[8]的有關經濟指標和《鐵路技術管理規程》[9]工程技術指標的規定，根據鐵路運輸擴能改造措施的特點、目的以及產生的影響等，從技術、經濟、工程、運輸和環境角度構建綜合評價指標體系。鐵路擴能改造措施綜合評價指標體系構建共設置7個一級指標，每個一級指標下分別設置不同的二級指標，共計23個。鐵路擴能措施評價指標體系如表1所示。

2 鐵路運輸擴能措施綜合評價指標權重測算分析

2.1 指標權重測算

層次分析法是將決策問題按總目標、各層子目標、評價準則直至具體的備選方案的順序分解為不同的層次結構，然后求解判斷矩陣特征向量的方法。考慮層次分析法比較適合于具有分層交錯評價指標的目標系統，而且目標值又難于定量描述的決策問題。由于綜合評價指標體系當中包含定量指標和定性指標，而且定量指標的計算口徑不一致，不同指標的判斷標準不一致，為了對鐵路運輸擴能改造措施進行綜合評價，采用專家打分法確定指標彼此之間的相對重要程度，構建判斷矩陣。

（1）構建目標層到第1層指標的判斷矩陣，計算指標權重。目標層到第1層判斷矩陣及權重如表2所示。表2中，S，Z，J，T，B，Y和Z代表不同的指標；Wi代表指標權重，所有的指標權重構成判斷矩陣的特征向量W；AW代表判斷矩陣與特征向量的乘積所得向量，其中的分量用AWi表示；AWi / Wi代表判斷矩陣對應的特征值，再通過求平均數得到判斷矩陣的最大特征根；CI代表一致性檢驗指標，CR代表隨機一致性比率。

經計算得，判斷矩陣特征值為7.233，CI為0.039小于0.1，CR為0.029小于0.1，矩陣通過一致性檢驗。

（2）同理構建第1層一級指標到第2層二級指標的判斷矩陣，并計算得到各指標權重為: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)。經計算得，所有指標的CI和CR取值均小于0.1，通過一致性檢驗。

（3）計算各指標總權重。指標權重總排序如表3所示。注:指標類型列中，Δ為定量指標，O為定性指標。

表1 鐵路擴能措施評價指標體系Tab.1 Evaluation index system of railway transportation capacity expansion and reconstruction measures

2.2 研究結論

根據計算結果，研究結論如下。

（1）在選擇鐵路運輸擴能措施時，擴能改造項目與新建鐵路項目考慮的重要因素基本一致。一級指標經濟效益、運輸能力與運輸需求不匹配程度、工程技術條件的權重排名前3，反映出這3個因素是影響擴能改造措施方案的最重要因素(占73.5%)；其他因素雖然占比不大，但權重分布均勻，也應納入考慮范圍。這與常規鐵路建設項目考慮角度基本一致，而且通過因素的重要程度排序，突出了擴能改造項目需要在經濟合理基礎上，開展運輸能力缺口補足的技術方案選擇。

表2 目標層到第1層判斷矩陣及權重Tab.2 Judgment matrix and weights from layer target to layer 1

表3 指標權重總排序Tab.3 Ranking of index weights

（2）擴能改造項目滿足運輸需求的目標導向明晰，但約束條件多于新建鐵路項目。二級指標運輸需求滿足率、經濟內部收益率、財務內部收益率、投資回收期的權重排名前4，即均為影響擴能改造措施方案的最重要因素，反映出一般擴能改造項目最終目標在于滿足運輸需求。經濟效益二級指標的排序先后，使不同擴能改造措施有更多的比較維度。另外，存在排名相同的二級指標，分布在不同一級指標內，表明重要指標和一般指標分布合理、權重選取適當，反映出擴能改造項目限制因素較多，比新建線路更為復雜。

（3）通過定性與定量指標的結合，鐵路運輸擴能措施評價指標體系較好地反映鐵路擴能改造措施的主要影響因素。部分定性指標權重較大，如網絡互聯影響指標權重排名第6，超過工程技術的每一個二級指標，說明擴能改造項目應特別重視對本線外的其他交通方式產生的影響。

3 結束語

既有線擴能改造項目與新建鐵路有本質區別，特別是在評價過程中，擴能改造項目中路網發揮的作用、對鄰線的影響、技術經濟限制與工程條件等方面都顯著區別于新建鐵路，其措施評價比選時考慮的影響因素更加復雜多變。由于受限于生態環境影響、網絡互聯影響等部分因素難以量化，需要從工程實操性角度出發，建立鐵路運輸擴能改造措施綜合評價指標體系，可以彌補單類評價指標在應用中的不足，納入影響程度較大的定性指標，使得評價更為全面，符合真實情境下的擴能改造措施決策過程需要。但是，風險因素的評估具有預測性質，參數值的確定有一定難度，還有待進一步深入研究。