城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策的優(yōu)化方法

劉新

摘要 近些年來(lái)，為保障城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)，各城市地區(qū)主動(dòng)立足于城市軌道交通建設(shè)情況，對(duì)區(qū)域內(nèi)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策方法進(jìn)行合理選擇與應(yīng)用，以切實(shí)增強(qiáng)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)水平。基于此，文章結(jié)合當(dāng)前城市軌道交通建設(shè)情況，分析城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)，對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策優(yōu)化方法進(jìn)行總結(jié)歸納，以期通過(guò)研究更好地為日后軌道交通建設(shè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的完善提供參考性意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò);規(guī)劃決策;優(yōu)化方法;分析

中圖分類(lèi)號(hào) U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）05-0046-03

0 引言

在國(guó)家相關(guān)政策的推動(dòng)作用下，國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)工作逐漸邁入高效發(fā)展階段。“十三五”時(shí)期，我國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程數(shù)呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。且伴隨著地鐵建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)增，我國(guó)城市軌道交通客運(yùn)量大幅度增加。與“十二五”相比，增長(zhǎng)約81.7%。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的健全優(yōu)化，國(guó)家相關(guān)部門(mén)針對(duì)城市軌道交通發(fā)展要點(diǎn)以及規(guī)劃決策問(wèn)題進(jìn)行了統(tǒng)籌部署。并通過(guò)貫徹落實(shí)一系列政策措施，全力推進(jìn)城市軌道交通建設(shè)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。其中，科學(xué)合理的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策作為有效促進(jìn)城市軌道交通建設(shè)健康持續(xù)發(fā)展的重要因素。要求相關(guān)人員應(yīng)該立足于城市區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件以及軌道交通建設(shè)現(xiàn)狀，結(jié)合城市軌道線網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及線網(wǎng)規(guī)模，對(duì)當(dāng)前城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)部署方案存在的短板問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)齊，以期可以從根本上強(qiáng)化城市軌道交通建設(shè)效果。

1 城市軌道交通建設(shè)價(jià)值分析

1.1 必要性分析

1.1.1 滿(mǎn)足公共客運(yùn)交通運(yùn)量需求

高質(zhì)量開(kāi)展城市軌道交通建設(shè)工作在一定程度上可以滿(mǎn)足單一方向路線峰值客運(yùn)量實(shí)際需求。如果一個(gè)客運(yùn)交通方向上的單向高峰期客流量每小時(shí)人次已經(jīng)超過(guò)限定需求，那么通過(guò)高質(zhì)量建設(shè)城市軌道交通不僅可以緩解客流量較大的問(wèn)題，同時(shí)也可以緩解路面交通堵塞問(wèn)題。最重要的是，如果一條地面常規(guī)公共線路難以承擔(dān)較大的客流量，或者是高峰時(shí)期客流量超過(guò)限定數(shù)值，那么此時(shí)就有必要對(duì)城市軌道交通路線進(jìn)行合理部署與科學(xué)修建。嚴(yán)格遵循超前預(yù)測(cè)以及適時(shí)建設(shè)的原則理念，合理構(gòu)建城市軌道交通路線以及網(wǎng)絡(luò)體系[1]。

高質(zhì)量開(kāi)展城市軌道交通建設(shè)可以滿(mǎn)足城市交通整體客運(yùn)量需求。結(jié)合行業(yè)內(nèi)部調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在人口密度相對(duì)較大且人口絕對(duì)數(shù)量相對(duì)高的城市中，在城市軌道交通建設(shè)需求方面表現(xiàn)較大。主要是因?yàn)檫^(guò)多的人口以及客流量會(huì)導(dǎo)致地面交通存在擁堵不堪的問(wèn)題。如果長(zhǎng)期未得到妥善解決，不僅會(huì)影響行人出行安全，同時(shí)也無(wú)法滿(mǎn)足客流需求。最好的解決辦法就是建設(shè)城市軌道交通網(wǎng)，通過(guò)合理利用地下空間緩解地面交通擁堵問(wèn)題。結(jié)合當(dāng)前建設(shè)情況來(lái)看，我國(guó)絕大多數(shù)城市對(duì)于城市軌道交通建設(shè)工作進(jìn)行了統(tǒng)籌部署，并且在城市客運(yùn)交通總量中所占據(jù)的比例逐年提高。

1.1.2 滿(mǎn)足城市客運(yùn)交通運(yùn)距需求

城市軌道交通系統(tǒng)響應(yīng)速度較快且客運(yùn)承載量較大，基本上可以滿(mǎn)足較遠(yuǎn)運(yùn)輸距離的客運(yùn)需求。加速推進(jìn)城市軌道交通線路建設(shè)進(jìn)程在很大程度上可以對(duì)當(dāng)前城市中心區(qū)域人口高度密集的現(xiàn)狀問(wèn)題進(jìn)行有效緩解。也可以通過(guò)利用城市軌道交通線路深度拓展城市郊區(qū)以及邊遠(yuǎn)地區(qū)的橫縱發(fā)展，為城市布局的優(yōu)化調(diào)整以及科學(xué)布置提供良好保障[2]。

1.1.3 促進(jìn)城市現(xiàn)代化發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)需求與長(zhǎng)遠(yuǎn)需求

大力發(fā)展城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作可以有效增強(qiáng)城市核心競(jìng)爭(zhēng)能力以及科技水平。主要是因?yàn)槌鞘薪煌ìF(xiàn)代化是促進(jìn)城市現(xiàn)代化發(fā)展的重要途徑。科學(xué)開(kāi)展城市交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作可以有效助推城市現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。目前城市發(fā)展更加側(cè)重于強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)以及資源可持續(xù)利用等目標(biāo)。

城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)工作必須精準(zhǔn)立足于環(huán)境保護(hù)以及資源優(yōu)化等理念，以切實(shí)滿(mǎn)足城市可持續(xù)發(fā)展需求。科學(xué)開(kāi)展城市軌道交通建設(shè)工作可以對(duì)城市科學(xué)發(fā)展起到引領(lǐng)支撐作用，同時(shí)也可以有效降低交通事故發(fā)生率。基于城市軌道交通的公民交通行為對(duì)環(huán)境所造成的污染基本上是影響最低的[3]。

1.2 充分性分析

城市軌道交通建設(shè)所涉及的投資成本相對(duì)巨大，并且在施工技術(shù)要求方面表現(xiàn)嚴(yán)格。在高運(yùn)營(yíng)管理以及設(shè)備制造要求的控制影響下，城市軌道交通建設(shè)所面臨的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題較多。在著重強(qiáng)調(diào)城市軌道交通建設(shè)可行性以及必要性的同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)城市軌道交通建設(shè)的充分性問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)研究與分析。

城市經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及發(fā)展情況基本上可以作為該城市是否滿(mǎn)足城市軌道交通建設(shè)的指標(biāo)條件。其中，城市經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及發(fā)展情況主要針對(duì)人均GDP以及財(cái)政收入等指標(biāo)而言。也可以從城市融資情況以及償債能力等因素方面進(jìn)行重點(diǎn)考慮。良好的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)是保障城市軌道交通建設(shè)效果的重要因素[4]。

高水準(zhǔn)的城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)往往依托于科技以及學(xué)科的交叉整合，單純采取某一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)或者學(xué)科內(nèi)容，難以真正實(shí)現(xiàn)城市軌道交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。先進(jìn)合理的觀念意識(shí)是保障城市軌道交通建設(shè)效果的關(guān)鍵因素。建設(shè)規(guī)劃人員應(yīng)該具備高瞻遠(yuǎn)矚的理念意識(shí)，主動(dòng)結(jié)合城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)情況以及城市軌道交通需求，從多個(gè)方面對(duì)城市軌道交通建設(shè)方案進(jìn)行科學(xué)部署。

2 城市軌道交通建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展分析

“十三五”時(shí)期，國(guó)內(nèi)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程逐步呈現(xiàn)出穩(wěn)定攀升的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。且經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)躍居成為全球城市軌道運(yùn)營(yíng)里程數(shù)第一的國(guó)家。截至2020年末，我國(guó)累計(jì)有40個(gè)城市開(kāi)通城軌交通運(yùn)營(yíng)。其中，一線城市如北京、上海等所涉及的運(yùn)營(yíng)線路較多，并且在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程方面要遠(yuǎn)超過(guò)其他城市地區(qū)。從總數(shù)上來(lái)看，2020年我國(guó)運(yùn)營(yíng)線路高達(dá)7 969.7 km。與國(guó)外城軌交通運(yùn)營(yíng)里程相比，我國(guó)部分城市地區(qū)甚至遠(yuǎn)超國(guó)外城市交通運(yùn)營(yíng)里程的2倍左右。為進(jìn)一步促進(jìn)城市軌道交通建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家相關(guān)部門(mén)以及城市軌道交通建設(shè)行業(yè)針對(duì)地鐵建設(shè)與其他制式軌道交通協(xié)同發(fā)展問(wèn)題進(jìn)行了統(tǒng)籌部署。

目前已開(kāi)通的其他制式軌道交通主要以地鐵、輕軌、有軌電車(chē)等為主。從數(shù)據(jù)上來(lái)看，地鐵運(yùn)營(yíng)線路長(zhǎng)達(dá)6 280.8 km。從累計(jì)客運(yùn)量上來(lái)看，與“十二五”相比，“十三五”增長(zhǎng)81.7%。雖然2020年受到新冠肺炎疫情的影響，國(guó)內(nèi)各個(gè)城市地區(qū)軌道交通客運(yùn)量大幅度下降。但是伴隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)活動(dòng)的不斷開(kāi)展，國(guó)內(nèi)城市軌道交通客運(yùn)量逐步呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。截至2020年末，城市軌道交通客運(yùn)量與2019年末的客運(yùn)水平相對(duì)接近。預(yù)計(jì)到“十四五”時(shí)期，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)將會(huì)得到進(jìn)一步持續(xù)深入發(fā)展，并且在運(yùn)營(yíng)里程數(shù)以及客運(yùn)量方面達(dá)到新高峰。具體可以參照表1：

3 基于多目標(biāo)決策的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃特點(diǎn)

城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃需要立足于城市總體規(guī)劃角度，針對(duì)軌道交通建設(shè)必要性以及可行性進(jìn)行深度研究與分析。該文結(jié)合城市軌道交通流量情況，對(duì)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行合理預(yù)測(cè)。因城市軌道交通建設(shè)工作所涉及的問(wèn)題較多，主要可以圍繞城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及技術(shù)等問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)籌部署與合理研究。在核心問(wèn)題的確立上，圍繞網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以及線網(wǎng)客流需求進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)。

對(duì)可行方案進(jìn)行合理篩選，并要求專(zhuān)業(yè)人員對(duì)方案內(nèi)容所涉及的潛在效益以及成本價(jià)值進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。基于多目標(biāo)決策的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃在內(nèi)容確立方面，需要以城市范圍內(nèi)的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃為重點(diǎn)研究對(duì)象。因城市軌網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃后所面臨的建設(shè)周期較長(zhǎng)，所部署的方案內(nèi)容應(yīng)該具備以下特征：線網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該與城市結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行協(xié)調(diào)匹配;線網(wǎng)規(guī)模應(yīng)該立足于客流量需求進(jìn)行合理建設(shè);線網(wǎng)密度應(yīng)該按照人口分布特點(diǎn)進(jìn)行合理預(yù)測(cè)與設(shè)置;線網(wǎng)在建設(shè)順序以及進(jìn)度的控制方面，立足于城市發(fā)展方向以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)情況進(jìn)行合理控制管理。應(yīng)注意的是，線網(wǎng)所覆蓋的范圍必須與城市總體規(guī)劃相匹配。

4 目標(biāo)決策方法在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用實(shí)踐及優(yōu)化方法

4.1 層次分析法

層次分析法可以視為目標(biāo)決策方法的重要方式，主要從優(yōu)劣主觀評(píng)價(jià)角度對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的可行性進(jìn)行分析。層次分析法需要依托于訂貨計(jì)劃，在數(shù)據(jù)量需求方面表現(xiàn)較小，通常可以在短時(shí)間內(nèi)做出決策。在運(yùn)用層次分析法的過(guò)程中，相關(guān)人員可構(gòu)建兩個(gè)層次或判斷矩陣。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，人的主觀判斷中個(gè)人偏好會(huì)對(duì)最終判斷結(jié)果產(chǎn)生較大影響，可能會(huì)出現(xiàn)決策失誤問(wèn)題。在應(yīng)用層次分析法的過(guò)程中，主觀成分所占據(jù)的影響頗大。

4.2 消除和選擇轉(zhuǎn)換方法

消除和選擇轉(zhuǎn)換方法更加側(cè)重于利用決策矩陣偏好實(shí)現(xiàn)對(duì)部分信息以及決策的獲取以及可行性分析。相關(guān)人員可針對(duì)所選定的方案進(jìn)行合理排序。排序的意義不止局限于對(duì)方案內(nèi)容的優(yōu)劣排序，更多是通過(guò)深度研究與分析方案的可能后果以及具體影響，做出相關(guān)決策。消除和選擇轉(zhuǎn)換方法所獲取的信息主要以決策矩陣為主。在解決方案的部署方面，可以通過(guò)細(xì)化以及提取程序?qū)崿F(xiàn)合理排序過(guò)程。而所謂的多準(zhǔn)則決策方法更多側(cè)重于強(qiáng)調(diào)理論研究層面，所表現(xiàn)出的實(shí)際應(yīng)用效果并不是很強(qiáng)。結(jié)合方法特征表現(xiàn)來(lái)看，消除和選擇轉(zhuǎn)換方法在特征表現(xiàn)方面主要如下：

（1）個(gè)別項(xiàng)目在低矩陣指數(shù)方面存在不足問(wèn)題并未深刻反映出各指標(biāo)的整體弱點(diǎn)。

（2）分選過(guò)程所涉及的流程內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜。如果出現(xiàn)四個(gè)及以上的替代品時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)強(qiáng)弱正相關(guān)系圖構(gòu)建科學(xué)合理的正反排序體系。

（3）利用該方法時(shí)需要設(shè)置主觀參數(shù)，并且在研究分析過(guò)程中引入某些參數(shù)。如果在參數(shù)分析過(guò)程中涉及應(yīng)用到不確定的計(jì)算方法，建議相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)魯棒性的分析結(jié)果進(jìn)行篩選、排除。

4.3 模糊綜合評(píng)價(jià)方法

模糊綜合評(píng)價(jià)方法需要針對(duì)待選對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)分值大小進(jìn)行合理排序，并做好科學(xué)評(píng)價(jià)與分析。在分析過(guò)程中，相關(guān)人員可按照最大隸屬度原則對(duì)所屬對(duì)象的等級(jí)情況進(jìn)行科學(xué)評(píng)定。雖然該方法操作可行，但是在評(píng)價(jià)過(guò)程中，會(huì)涉及主觀判斷問(wèn)題。所判斷的結(jié)果，可以表現(xiàn)出主觀性權(quán)重因素。通過(guò)大量實(shí)踐證明，該結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性會(huì)更加側(cè)重于強(qiáng)調(diào)選擇因素的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。因此，在相關(guān)因素的獲取與分析上，應(yīng)該主動(dòng)從構(gòu)成運(yùn)營(yíng)商以及重量分布特點(diǎn)等方面進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。

4.4 灰色關(guān)聯(lián)法

灰色關(guān)聯(lián)法主要依托于定量與定性相結(jié)合的分析方法，實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)過(guò)程。與其他方法不同，灰色關(guān)聯(lián)法可以有效解決以往量化評(píng)估與統(tǒng)計(jì)方面存在的短板問(wèn)題。并且在分析評(píng)價(jià)過(guò)程中，可以排除人為因素帶來(lái)的負(fù)面影響，促使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。在應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)存在難以反映絕對(duì)水平的問(wèn)題。主要是因?yàn)榫G色關(guān)聯(lián)法所反饋的采樣數(shù)據(jù)，只能作為判斷對(duì)象優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，難以切實(shí)反映出絕對(duì)水平。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)該結(jié)合城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況進(jìn)行合理應(yīng)用。

4.5 逼近于理想解的排序方法

逼近于理想解的排序方法也可以理解為雙基法雙點(diǎn)評(píng)價(jià)法，是更加側(cè)重于強(qiáng)調(diào)近似理想解決方案的排序方法。在應(yīng)用該方法的過(guò)程中，可通過(guò)立足于多目標(biāo)決策問(wèn)題以及解決方案理想選擇等優(yōu)勢(shì)，將各個(gè)訂貨計(jì)劃作為空間中的一個(gè)點(diǎn)。所涉及的理想點(diǎn)排序?qū)儆诰哂幸欢Ｊ教卣鞯亩x內(nèi)容。處于該模式條件下，可以通過(guò)尋找一個(gè)有效的點(diǎn)對(duì)相關(guān)計(jì)算排序方案進(jìn)行科學(xué)部署。另外，可按照計(jì)算排序方案要求對(duì)理想點(diǎn)的相對(duì)貼近程度進(jìn)行科學(xué)排序，以保障方案建設(shè)的可行性與高效性。

5 結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作并不是短期之內(nèi)就可以達(dá)到預(yù)期效果的工作內(nèi)容。而是應(yīng)建立在長(zhǎng)期規(guī)劃與建設(shè)角度，重點(diǎn)針對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃體系進(jìn)行健全與完善。在開(kāi)展城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作期間，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員應(yīng)該主動(dòng)結(jié)合城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策方法，如該文所研究的目標(biāo)決策方法。主動(dòng)立足于城市軌道交通建設(shè)發(fā)展以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件，對(duì)城市軌道交通線路以及換乘模式進(jìn)行深度考慮與研究分析，盡量從多個(gè)方面保障城市軌道交通建設(shè)質(zhì)量安全以及效益優(yōu)化。

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