基于模糊折中規劃的運輸通道節點布局評價方法
——以波羅的海—亞得里亞海通道為例

劉暢，孫立彬，田春青，宋佳蕓

（1.交通運輸部科學研究院，北京 100029；2.中國聯通數字科技有限公司，北京 100176）

0 引言

交通運輸通道是交通基礎設施網絡的“大動脈”，運輸通道的布局決定了未來的交通發展方向。2014年1月，經歐盟議會和歐盟理事會批準，全歐交通網絡（TEN-T）規劃到2050 年打通9 條貫穿全歐洲的“核心通道”[1]。通過Win.d（萬德）數據庫查閱并計算這9 條核心通道沿線節點國家的經濟社會指標可知[2]，波羅的海—亞得里亞海通道上6 個沿線國家GDP 的總和遠低于其他8 條通道的沿線國家GDP 總和，僅占歐盟的18.78%，但其人口密度卻在9 條通道中排名第二，為149人/平方公里，落后的經濟發展水平和居高的人口基數對交通通道建設提出更高需求。根據國家統計局2020 年統計數據[3]，我國人口密度為147 人/平方公里，與波羅的海—亞得里亞海通道相近，故研究該通道布局的關鍵指標對我國運輸通道布局規劃具有一定的借鑒意義。

國內外學者對歐盟交通和運輸通道布局已有研究。其中，國外關于歐盟交通的研究面較廣，涵蓋戰略發展、區域影響、政策制定和評估等多個方面，例如：Dunmore等[4]分析了“一帶一路”倡議對全歐交通網絡（TEN-T）和歐洲交通系統的影響；Goldmann等[5]量化了新建TEN-T 核心走廊對經濟增長的直接和間接影響；Stephenson[6]從“養成性外溢”的角度分析了歐盟共同運輸政策的發展；Szimba等[7]介紹了歐盟運輸政策評估工具HIGH-TOOL。在國內關于歐盟交通的研究中，周紫君[8]、賈光智[9]、王瀟怡[10]、王貴平等[11]、吳喜德等[12]分別從公路、鐵路、水運三種運輸方式出發，研究了歐盟關于交通政策制定、法律框架、未來規劃、發展趨勢、區域一體化等方面的內容；林坦[13]、張天悅等[14]、王濟鈞等[15]、李茜[16]等以歐盟綜合運輸通道為研究對象，分析其發展現狀、區域影響、運輸政策、發展戰略等。在國內關于運輸通道的研究中，孟國連[17]、劉強等[18]、吳明等[19]、張建旭等[20]、趙光輝[21]等分別利用重要度區位結合布局法、三層規劃模型、主成分法、多層模糊評價等模型及方法研究了運輸通道的布局。

總體來看，已有對歐盟交通系統和全歐交通網絡（TEN-T）的研究多偏重于政策研究、發展現狀總結或發展趨勢預判，過于宏觀，少數研究從項目建設的角度分析TEN-T 對我國的啟示，但關于運輸通道布局層面的研究較少。另外，已有研究多以9 條核心通道為整體進行研究，鮮少對于其中某條通道進行深入研究。鑒于波羅的海—亞得里亞海通道與我國人口密度相近的特點，對該通道節點布局的研究具有重要意義。為此，本文對波羅的海—亞得里亞海通道的節點布局展開研究，從節點選取原則入手，歸納關鍵指標，研究量化方法，基于模糊折中規劃方法建立評價體系，以期為我國國家級及省市級交通規劃的研究和編制提供參考。

1 波羅的海—亞得里亞海通道簡介

波羅的海—亞得里亞海通道是全歐交通網絡（TEN-T）中9 條核心運輸通道之一，由歐盟1315/2013 和1316/2013 號條例確定，是橫跨歐洲最重要的公路和鐵路軸線之一，連接波羅的海和亞得里亞海，全長1 800km[22]。該通道途經波蘭、捷克、斯洛伐克、奧地利、意大利和斯洛文尼亞6 個成員國，共包括21 個城市節點和機場，10 個港口和近30個鐵路終點站。2015年6月29日，歐盟委員會宣布將向“連接歐洲基金”計劃中的交通項目提供規模達131 億歐元的資金，波羅的海—亞得里亞海通道是該計劃中的重要通道之一[22]。

2 波羅的海—亞得里亞海通道節點布局指標體系

如表1 所示，TEN-T 核心通道節點識別條件包括城市功能、城市規模和客貨運節點等因素，本文總結出關鍵指標有城市定位、產業分布、人口和面積、交通發展。

表1 全歐交通網絡（TEN-T）核心運輸通道節點識別條件

2.1 城市定位

波羅的海—亞得里亞海通道沿線節點城市多為國家的首都或省（州/區/統計地區）的首府。結合城市的政治地位、文化氛圍等因素，參考全球化與世界城市研究網絡（GaWC）發布的《世界城市名冊》[23]和全球管理咨詢公司科爾尼（Kearney）發布的《全球城市指數報告》[24]，得出波羅的海—亞得里亞海通道沿線節點城市在本國的排名，如表2 所示（表中僅考慮國內前10 名排序，未在前10名的城市此指標不得分）。

表2 波羅的海-亞得里亞海通道上沿線節點城市在本國的排名

波蘭的7 個節點城市華沙、羅茲、弗羅茨瓦夫、波茲南、格但斯克、什切青和卡托維茲均為所在省份的省會。華沙為波蘭首都、歐盟第9 大首都城市和19個世界一線城市之一，波茲南曾為波蘭首都；捷克的2 個節點城市布爾諾和俄斯特拉發均為所在州的首府；斯洛伐克的2 個節點城市布拉迪斯拉發和日利納分別為斯洛伐克首都和所在州首府；奧地利的3 個節點城市維也納、格拉茨和克拉根福特中，維也納為奧地利首都和聯合國的4 個官方駐地之一，其他兩個城市分別為所在州的首府；意大利的5 個節點城市烏迪內、的里雅斯特、威尼斯、博洛尼亞和拉韋納均為所在省的首府，的里雅斯特、威尼斯和博洛尼亞為所在大區首府；斯洛文尼亞的2 個節點城市盧布爾雅那和科佩爾中，盧布爾雅那為斯洛文尼亞的首都。

2.2 人口和面積

波羅的海—亞得里亞海通道穿越的6 個國家大約有1.26 億人口，約占歐洲總人口的25%[22]。根據Win.d 數據庫統計數據[2]，6 個國家按人口由多到少排序依次為：意大利、波蘭、捷克、奧地利、斯洛伐克和斯洛文尼亞，其節點城市人口和面積占全國總數比例如表3 所示。由表3 可以看出，該通道上節點城市面積占6 國總比僅為1.38%，而人口占6 國總比高達10.14%，說明該通道節點的選取充分覆蓋了沿線國家中人口密度較大的城市。

表3 波羅的海—亞得里亞海通道上6國節點城市人口及面積占比

2.3 產業分布

波羅的海—亞得里亞海通道沿線節點城市多為所在國家的重要產業聚集地，具體產業分布情況如表4所示。

表4 波羅的海—亞得里亞海通道上沿線節點城市產業分布

表4 （續）

2.4 交通發展

波羅的海—亞得里亞海通道對沿線國家公路、鐵路、水運、航空4 種運輸方式的主要交通樞紐及干線交通網絡均有所覆蓋，沿線節點城市的交通分布情況如表5所示。

表5 波羅的海—亞得里亞海通道上21個節點城市的交通分布情況

公路方面，該通道覆蓋了波蘭干線公路E75，捷克干線公路E50,E461,E462，奧地利干線公路A21,S6,S35,A2，意大利干線公路E70,A13,E45，斯洛文尼亞干線公路E57 和E61 等（資料來源為Google Earth（谷歌地球）軟件[25]）。

鐵路方面，該通道覆蓋的鐵路線網多為高頻高壓的雙軌鐵路，共包含4 200km 的1 435mm 標準軌距鐵路基礎設施，電氣化率較高，沿線客貨運總運輸量分別約為1 100 萬人/（公里·年）和3 100 萬噸/（公里·年），承擔較重要的運輸任務[11]。

水運方面，該通道覆蓋波蘭的兩大主要港口群——格但斯克港和什切青港，二者水運量之和占全國的77%以上（數據來源為Win.d數據庫[2]）；覆蓋捷克的布爾諾港和俄斯特拉發港；覆蓋斯洛伐克的主要港口布拉迪斯拉發港；覆蓋奧地利的維也納港，該港口是西歐國家最大的內河港口和多瑙河流域最大的集裝箱港；覆蓋意大利的烏迪內港、的里雅斯特港、威尼斯港、博洛尼亞港和拉韋納港，的里雅斯特港是重要的集裝箱、鋼材和石油終端商業航運港口，威尼斯港是亞得里亞海威尼斯灣西北岸的重要港口，拉韋納港是地西線航線上的主要港口；覆蓋斯洛文尼亞的第一大港——科佩爾港，該港口是進出歐洲各類貨物的核心集散地。

航空方面，通道上所有沿線節點城市均設有機場，且大部分機場為本國甚至歐洲的主要機場，如：維也納施威夏特機場是歐洲重要的航空港之一，威尼斯馬可·波羅國際機場是歐洲最繁忙的機場之一，等等。

3 波羅的海—亞得里亞海通道節點布局評價方法

波羅的海—亞得里亞海通道沿線節點城市的城市定位、人口和面積、產業分布、交通發展4個方面均有關聯且相互影響。為了直觀地展示運輸通道布局與影響指標間的關系，本文基于模糊折中規劃方法，先歸一化處理各指標，解決指標間量綱不統一的問題，再通過模糊偏好方法，將定性的偏好分析轉化為定量的權重系數，建立具有可操作性的運輸通道節點布局評價方法。

3.1 評價指標歸一化處理

根據波羅的海—亞得里亞海通道沿線節點城市的城市定位、人口和面積、產業分布和交通發展情況，對4 個指標進行定量計算，并按式（1）[26]進行歸一化處理，使其無量綱化且取值在[0,l]。

式（1）中：U為歸一化處理的指標；Xi為該指標的值；Xmin為該指標取值范圍的最小值；Xmax為該指標取值范圍的最大值。

指標取值規則如下：

（1）城市定位主要根據城市排名進行計算，排名在前10 的城市依次為取值在[0,1]的等差數列，即第1 名得分1，第10 名得分0，第2 名至第9 名分別得分0.89,0.78,0.67,0.56,0.44,0.33,0.22和0.11，排名前10以外的城市不得分。

（2）人口和面積依據各節點城市實際數據進行計算，分別將人口數據和面積數據歸一化處理，遵循以人為本的原則，賦予人口數據0.7 的權重，賦予面積數據0.3 的權重，折算后加和得到人口面積指標取值。

（3）產業分布根據產業涉及門類及范圍進行打分，按照重工業、輕工業、農業、服務業的發達與否分為[0,1]內的4 個等級，即4 項產業均發達的城市得分1，3 項產業發達的城市得分0.75，兩項產業發達的城市得分0.5，僅1 項產業發達的城市得分0.25。

（4）交通發展依據交通分布情況計算，結合公路、鐵路、水運、航空4 種運輸方式線路和節點分布情況對城市在[0,1]內賦值，例如華沙雖沒有港口，但干線公路和干線鐵路條數分布較多，故得分為1；格但斯克雖4種運輸方式均具備，但線路條數較少，故得分0.5。

根據以上取值原則計算得到各節點城市的指標數值如表6所示。

表6 波羅的海—亞得里亞海通道上21個節點城市的相關指標取值和部分原值

3.2 評價指標權重計算

模糊折中規劃方法中權重一般基于模糊偏好思想進行計算，該方法能將定性的指標偏好轉化為定量的權重數值[26]。本文為得到各指標量化后的權重，定義了一組能確定各指標權重的偏好關系，具體計算方法如下。

步驟1：構造偏好矩陣Ra[26]：

式（2）中：當對第i種指標的偏好關心程度ti遠小于對第j種指標的偏好關心程度tj時，偏好矩陣中第i行第j列元素取0，第j行第i列元素取2；后兩種取值方式原理相同。城市定位通常是受多種指標影響而形成，重要程度較高；交通發展是運輸通道形成的基礎，重要程度僅次于城市定位；產業布局是運輸通道的主要服務對象，重要程度排名第3；人口和面積重要程度排名最后。故得到4個影響指標的偏好矩陣：

步驟2：構造偏好關系矩陣R[21]：

式（4）中：α,β,γ,δ,ε為（0,1）之間的實數，且α+β=δ+ε=1。此處取α=0.35,β=0.65,γ=0.50,δ=0.20,ε=0.80。故得到偏好關系矩陣R為

步驟3：由矩陣R定義一個有向帶權重的圖G(A,R)[26]（A為圖的節點，B為圖的邊），此圖的出邊值為：

式（6）中：a為變量，a∈A；c為變量，c∈A{a}。

步驟4：得到相應的權重系數[26]：

式（7）中：T為4 個影響指標的序號；ti為變量，ti∈T。

由此計算得到4個影響指標的權重分別為：

3.3 各節點城市綜合得分

結合上述評價指標數值和權重的確定結果，計算得到波羅的海—亞得里亞海通道沿線節點城市的綜合得分如表7所示。

表7 波羅的海—亞得里亞海通道上21個節點城市的綜合得分（按得分降序排列）

表7 中按照[0.00,0.25],[0.26,0.50],[0.51,0.75],[0.76,0.10]4 個取值區間來劃分節點城市的四級重要程度。一級重要的節點城市包括華沙、維也納和布拉迪斯拉發；二級重要的節點包括布爾諾、弗羅茨瓦夫、盧布爾雅那、格拉茨、俄斯特拉發、威尼斯、羅茲和格但斯克；三級重要的節點包括波茲南、日利納、博洛尼亞、科佩爾、卡托維茲、的里雅斯特、克拉根福特、什切青和烏迪內；四級重要的節點城市為拉韋納。可見綜合得分大于等于0.2 是節點城市被選的必要條件，首都和省份的首府是運輸通道節點的必然之選，交通樞紐和產業發展強勁的大城市也是通道覆蓋的重要對象。

3.4 對我國運輸通道節點布局的啟示

我國運輸通道節點城市的布局研究一直以來都是交通行業上位規劃編制的重點之一。本文參考歐盟對運輸通道節點的識別條件，重點研究識別條件的量化方法，通過關鍵指標歸納、量化、無量綱化處理和權重計算，形成一套能落地的節點城市選取方法，并以波羅的海—亞得里亞海通道為例展示方法的應用過程，可為我國國家級、省市級交通規劃中的通道布局工作提供一定的參考。在研究過程中，可以得出歐盟運輸通道的規劃思想和發展理念對我國運輸通道布局的啟示，主要包括以下方面：

一是注重頂層設計，提早布局。歐盟較早地意識到交通運輸一體化及通道建設對促進經濟社會發展的重要意義，從1996 年開始啟動TEN-T計劃，并出臺系列文件，不斷強化運輸通道的頂層設計，引導通道內的交通項目建設。

二是注重運輸通道與區域發展的銜接，將城市定位及產業發展納入布局指標中。歐盟運輸通道布局不僅充分考慮了歐盟總體發展戰略，同時也考慮了區域戰略和產業規劃。在我國新一輪國土空間規劃加快推進的大背景下，通道規劃也應更加注重交通線路與沿線產業、城市協同互動，并做好各種運輸方式間交通線路的協調銜接，進一步發揮運輸通道對區域經濟發展的推動作用。

4 結語

為量化歐盟對運輸通道節點的識別條件，本文以波羅的海—亞得里亞海通道為例，總結了其通道節點城市的4 個關鍵指標：城市定位、人口和面積、產業布局和交通發展，基于模糊折中規劃方法，通過歸一化處理指標和模糊偏好處理權重，計算得到各節點城市的綜合得分，給予取值區間后對節點城市進行分級，從而形成了一套具有可操作性的運輸通道節點布局評價方法，可為我國運輸通道節點布局工作提供方法參考。在接下來的研究中，一方面可對通道的線路走向布局進行研究，進一步完善運輸通道的布局方法；另一方面，可以增加更多的布局指標，優化指標體系，使節點城市的選取方法更具有實際性和準確性。