高鐵建設對緩解交通壓力的影響

榮文濤

（1.山東交通職業學院，山東 濰坊 261206；2.山東省交通運輸行業公路工程材料教學研究實驗室，山東 濰坊 261206）

引言

高鐵的迅速發展，對國家經濟發展起到了促進作用，有助于緩解交通壓力［1-2］。國內眾多學者對高鐵開通的有利影響進行了分析，張森等［3］分析對比高鐵、高速公路以及普通列車的出行方式，并對發展不同的城市，研究了高鐵配置的最佳數量。李娟麗［4］就高鐵開通是否對高速公路車輛通行壓力有所減輕進行了探討，并分析了城市高鐵最優數量的配置，從各項指標出發，建立了出行分擔率效用預測模型，以此分析高鐵的出行分擔程度。朱桃杏等［5］利用 Logit 模型，分析高速鐵路相比較普通鐵路、公路的分擔率。張蕾［6］對高鐵運營狀況、客流特征和客流變化規律進行分析，并提出合理化建議。

1 模型建立

1.1 Logit 模型建立

Logit 模型采用效用函數（廣義費用）表示旅客選擇某種交通方式的概率，高鐵和高速公路兩種方式表示形式［5］：

式中：Pi、Pj—高鐵和高速公路的分擔率；Vi、Vj—高鐵和高速公路的效用值。不同運輸方式的效用函數是該模型的核心。因此，首先需要建立不同運輸方式的效用函數。

運輸產品的效用值指以安全、經濟、速度、舒適四大因素共同確定的效用，一般可以用一個線性表達式來描述效用值：

1.2 權重值Wi 的確定

通過層次分析法模型的建立，可以得出層次結構模型，其中目標層A為選擇滿意乘車方案，準則層Bi（i=1，2，3，4）分別為安全性、經濟性、舒適性及運行速度。關于各評價因素權重的確定，采用層次分析法進行確定（至準則層即可）［7］。

（1）建立判別矩陣

（2）歸一化求解近似權向量

（3）求解最大特征根

（4）一致性檢驗

①計算一致性指標：

②通過表1 確定相應的平均隨機一致性指標：

表1 平均隨機一致性指標

③計算一致性比例：

當CR=0 時，認定判別矩陣具有完全一致性；當CR＜0.1 時，認定判別矩陣一致性可以接受；當CR＞0.1 時，認定判別矩陣不符合致性要求，需要重新構造判別矩陣，并加以修正。

1.3 特征值的確定

對于非結構性指標，采用問卷調查等方式進行確定；對于結構性指標，采用線性插值法求基礎指標特征值：

正指標［8］：

逆指標：

式中：a—各指標的實際值；amin、amax—各指標的最小和最大標準值。安全性越高，效用值越大，是正指標；票價（體現經濟性）越低，效用值越大是逆指標；行程時間（體現快速性）越大，效用值越小，是逆指標；舒適度越高，效用值越大，是正指標。

1.3.1 高鐵

（1）對于安全性指標，根據調查顯示，高鐵發生事故率近乎為0，因此特征值為1。

（2）對于經濟性指標，特征值C2表達式可以采用濟南市到目標地的特等座、一等座及二等座票價取加權均值。

式中：1、2、3—濟南市到目標地的特等座、一等座及二等座票價費用權重，根據人們從濟南市到各地區乘坐高鐵時所選座位等級的數量與選座總人數之比計算；M1—特等座票價；M2—一等座票價；M3—二等座票價。經濟性指標為結構性逆指標，采用線性插值法求其特征值，最大值為1 a 內節假日加權票價均值，不應超過計算票價的110%；最小值為1 a 內旅游淡季，票價為計算票價的80%。

（3）對于快速性指標，用距離與時間之比進行特征值確定。

該指標為結構性指標，最大值為全年線路日最高時速；最小值為受自然因素與人為因素影響下的速度，取計算速度的90%。

（4）對于舒適性指標，特征值計算可以采用通過在出站口發放調查問卷的方式，確定乘客對其舒適性滿意度進行打分，滿分為10 分，改指標為非結構性指標，計算方法為調查人數的打分均值與滿分之比。

1.3.2 高速公路

（1）對于安全性指標，根據相關事故統計，特征值為0.95。

（2）對于經濟性指標，特征值C2由乘客車出行的固定費用與私家車出行的油費及過路費組成。

式中：β1—客車費用權重；β2—高速收費和私家車油費之和權重；N1—客車費用；N2—高速收費；N3—私家車油費。計算規則為根據人們從濟南市到各地區選擇高速公路的前提下，選擇乘客車出行或私家車出行的比率。采用線性插值法求其特征值，最大值為1 a 內節假日里且油費偏高情況下的加權費用均值，其不應超過計算費用的110%；最小值為1 a 內旅游淡季且油費偏低的情況下的總費用，設費用為計算費用的70%。

（3）對于快速性指標，用距離與時間之比進行特征值確定。

該指標為結構性正指標，最大值為在沒有任何外界因素干擾下，且達客車與私家車在最理想狀態下速度的均值，取90 km/h（考慮進入城市的時速）；最小值為受自然因素與人為因素影響下的速度，取計算速度的90%。

（4）對于舒適性指標，特征值計算可采用在出站口發放調查問卷的方式，來確定乘客對其舒適性滿意度進行打分，滿分為10 分，該指標為非結構性指標，計算方法為調查人數的打分均值與滿分之比。

2 模型求解

2.1 權重值Wi 的求解

通過隨機抽查10 位行人對四大因素進行評價，將10人的各因素平均權重值匯總見表2，CR值均0.1，說明認定判別矩陣一致性是可以接受的。

表2 10 人因素平均權重確定值

2.2 特征值的確定

2.2.1 高鐵

（1）安全性指標為1。（2）經濟性指標特征值為0.33。（3）快速性指標：濟南—濰坊行車區間為147.7，其特征值為0.85，濟南—北京行車區間為182.9，其特征值為0.83。（4）舒適性指標：對舒適性指標打分，確定濟南—濰坊行車區間特征值為0.95；濟南—北京行車區間特征值為0.91。

2.2.2 高速公路

（1）安全性指標為0.954。（2）經濟性指標：由線性插值法求其特征值為0.25。（3）快速性指標：濟南—濰坊行車區間其特征值為0.46。濟南—北京行車區間：其特征值為0.54。（4）舒適性指標：對舒適性指標打分，確定濟南—濰坊行車區間特征值為0.85；濟南—北京行車區間特征值為0.79。

2.3 效用及分擔率的確定

通過數據得出高鐵及高速公路效用及分擔率見表3。

表3 高鐵及高速公路效用及分擔率

可以看出在兩個路線區間中，高鐵的效用和分擔率均小于高速公路。

3 結語

（1）濟南—濰坊和濟南—北京路線區間的高鐵效用分別為0.79和0.78，分擔率分別為0.541和0.538，兩路線區間基本相同，且均大于高速公路效用和分擔率，說明高鐵的建設對緩解交通壓力起到了極大的作用。（2）特征值的確定對于非結構性指標、采用問卷調查等方式，存在一定的主觀判斷，后期可以選用客觀方式或采用大數據進行調查判斷。