蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)布置研究

柴海華

摘 要：通過對國內(nèi)外城市軌道交通和現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)方案的研究，結(jié)合蘭州新區(qū)建設(shè)現(xiàn)代有軌電車的實際情況，建立基于改進賦權(quán)法的VIKOR線路優(yōu)選模型，利用MATLAB編程求解，得到線路優(yōu)選模型結(jié)果與蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃主推線路一致，驗證了該優(yōu)選模型的可行性與有效性。

關(guān)鍵詞：有軌電車 VIKOR線路 線網(wǎng)布置

1 蘭州新區(qū)城市交通現(xiàn)狀與規(guī)

蘭州新區(qū)位于蘭州、白銀、皋蘭、永登的中央位置，是國家規(guī)劃建設(shè)的綜合交通樞紐，也是甘肅與外界交流的門戶[1]。蘭州新區(qū)周邊和內(nèi)部都有快速通道，城際鐵路，公共交通通過，交通優(yōu)勢明顯，但是新區(qū)內(nèi)城市道路較少，分布不均勻，主要集中在中川循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū)及其周圍。城市道路單一，公共交通發(fā)展緩慢，不便于乘客出行，道路等級低，出行結(jié)構(gòu)不合理[2-3]。

存在的問題：

（1）交通條件整體較差，道路系統(tǒng)匱乏。

（2）公路等級較低，無法滿足與城鎮(zhèn)交通聯(lián)系。

（3）公共交通體系不完善，不便于居民出行。

（4）路網(wǎng)體系不健全，不利于城市整體規(guī)劃。

2 蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車應(yīng)用模式分析

2.1 經(jīng)典應(yīng)用模式總結(jié)

在美國，有軌電車建設(shè)的目的是為了解決都市的擁擠和空氣污染問題。

在澳大利亞，悉尼的有軌電車運輸系統(tǒng)為觀光性質(zhì)，早已成為當(dāng)?shù)氐奶厣弧?/p>

法國的有軌電車運輸系統(tǒng)，在主要城市中作為周邊衛(wèi)星城的連接。

德國有軌電車運輸系統(tǒng)發(fā)達，系統(tǒng)發(fā)展最為完備。

日本的有軌電車是城市的輔助交通運輸系統(tǒng)。

在我國，有軌電車系統(tǒng)起步比較晚，大部分城市中仍然以私人交通工具和公共交通為主，但是在面臨巨大的交通擁堵，交通癱瘓問題的同時，許多城市已經(jīng)開始發(fā)展了新型有軌電車，為了緩解蘭州新區(qū)未來交通擁堵問題，在城市規(guī)劃中對蘭州新區(qū)建設(shè)現(xiàn)代有軌電車有著重大的意義。

2.2 應(yīng)用模式種類

3 蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)方案優(yōu)選

3.1 蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)方案指標(biāo)值得確定

不同的指標(biāo)在現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃中重要度也不同，在對各指標(biāo)進行重要度排序之前，首先應(yīng)當(dāng)明確指標(biāo)的分類，根據(jù)不同的分類，對指標(biāo)進行打分，根據(jù)投資效益的不同，將影響蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃的指標(biāo)分為成本型指標(biāo)和效益型指標(biāo)兩大類；按指標(biāo)值是否能夠確定，將影響蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃的指標(biāo)分為定量指標(biāo)和定性指標(biāo)兩大類；具體分類見表2。

定量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃直接輸入或者通過相關(guān)計算可以得到；定性指標(biāo)通過劃分評價等級，根據(jù)蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃項目，蘭州新區(qū)的定性指標(biāo)可以分為四個等級：優(yōu)、良、中、差，分別對應(yīng)的分?jǐn)?shù)為10、9、8、7。

3.2 權(quán)重的確定

權(quán)重的計算全部采用MATLAB編程的方式實現(xiàn)，限于文章篇幅的限制，文章將源程序和部分過程省略。

（1）主觀權(quán)重的確定

1）重要度排序

針對蘭州新區(qū)建設(shè)現(xiàn)代有軌電車的實際情況，對各指標(biāo)排序如表3：

2）確定試驗次數(shù)N

為了盡可能提高計算精度，本文采用0.01誤差小于1%的條件，計算50次，由公式可知N5750，然后進行隨機試驗，可以求得主觀權(quán)重。具體見表4。

（2）客觀權(quán)重的確定

具體結(jié)果如表4所示。

（3）組合權(quán)重的確定

組合權(quán)重的確定，在計算組合權(quán)重時，首先確定重要度系數(shù)，分兩種情況：將主觀權(quán)重重要度系數(shù)取值0.4，客觀權(quán)重重要度系數(shù)取值0.6；將主觀權(quán)重重要度系數(shù)取值0.3，客觀權(quán)重重要度系數(shù)取值0.7；具體計算結(jié)果如表4所示。

從上表的結(jié)果可以看出，交通出行結(jié)構(gòu)（X1）、線路負荷強度（X2）、換乘系數(shù)（X4）、現(xiàn)代有軌電車全日客運量（X5）、線網(wǎng)規(guī)模（X7）以及對客流的吸引能力（X13）是比較重要的指標(biāo)；而與大型客流集散點銜接（X8）、工程難易度（X16）和工程投資（X17）是不太重要的指標(biāo)。本文采用組合賦權(quán)法，將主觀賦權(quán)法的重要度系數(shù)定為0.3，將客觀賦權(quán)法的重要度系數(shù)定為0.3。當(dāng)然在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)實際工程的需要，對重要度系數(shù)進行調(diào)整。

3.3 蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車VIKOR模型的方案優(yōu)選

運用VIKOR模型進行線網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)選的計算全部采用MATLAB計算，限于文章的篇幅，MATLAB源程序省略，各方案的VIKOR計算值如表5所示。

對方案進行優(yōu)選。

1）基于主觀賦權(quán)法的方案優(yōu)選

由排序條件對方案進行優(yōu)選：

由排序條件1可知：Ｑ２-Ｑ１=0.4251-0.0439=0.3812，0.3812＜１/（m-1）=0.5，不滿足條件1；由排序條件2可知：S2>S1，則線路2和線路3都為優(yōu)選線路。

由排序條件1可知：Ｑ3-Ｑ2=1.0000-0.4251=0.5749＞1/（m-1）=0.5，滿足條件1，則線路2為優(yōu)選線路。

綜上可知：線路3=線路2＞線路1。

2）基于客觀賦權(quán)法的方案優(yōu)選

由排序條件對方案進行優(yōu)選：

由排序條件1可知：Ｑ2-Ｑ1=0.0668-0.0598=0.0070，0.0070＜1/（m-1）=0.5，不滿足條件1；由排序條件2可知：S2>S1，則線路2和線路3都為優(yōu)選線路。

由排序條件1可知：Ｑ3-Ｑ2=1.0000-0.4023=0.5977＞1/（m-1）=0.5，滿足條件1，則線路2為優(yōu)選線路。

綜上可知：線路3=線路2＞線路1。

3）基于組合賦權(quán)法的方案優(yōu)選

由排序條件對方案進行優(yōu)選：

由排序條件1可知：Ｑ２-Ｑ１=0.2994-0.0000=0.2994，0.2994＜1/（m-1）=0.5，不滿足條件1；由排序條件2可知：S2>S1，則線路2和線路3都為優(yōu)選線路。

由排序條件1可知：Ｑ3-Ｑ2=1.0000-0.2994=0.7006＞1/（m-1）=0.5，滿足條件1，則線路2為優(yōu)選線路。

綜上可知：線路3=線路2＞線路1。但考慮到優(yōu)選線路結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性以及實用性，本文推薦使用組合賦權(quán)VIKOR模型進行線路優(yōu)選，所測的結(jié)果與蘭州新區(qū)主推線路一致，充分驗證了該方法的可行性，對蘭州新區(qū)建設(shè)現(xiàn)代有軌電車具有指導(dǎo)意義。

4 分析與建議

VIKOR模型在實際應(yīng)用中比較靈活，權(quán)重重要度系數(shù)v的取值會影響到Q值得大小，在實際工程應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況對v值進行調(diào)整，提高v值，代表決策者更重視群效應(yīng)最大化，降低Q值，代表決策者更重視最小化，通過調(diào)整權(quán)重重要度系數(shù)v，影響到Q值得改變，進而來分析線路優(yōu)選結(jié)果的改變。隨著重要度系數(shù)v的提高，Q值不斷降低，群效益逐漸最大化，就線路2而言，v=0.1時的Q值是v=0.8時的Q值得3倍，VIKOR模型靈活實用，使得評價結(jié)果更加趨于實際，得到線路優(yōu)選模型結(jié)果與蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃主推線路一致，驗證了該優(yōu)選模型的可行性與有效性。

參考文獻：

[1]莫榮韓.蘭州新區(qū)現(xiàn)代有軌電車2號線緯一路至中川機場段方案研究[D].蘭州交通大學(xué)，2017.

[2]張坤.天水市現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃研究[D].蘭州交通大學(xué)，2017.

[3]黃志遠，朱煒，徐瑞華.考慮運營組織因素的現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化[J].城市軌道交通研究，2017，20（09）：111-115.DOI：10.16037/j.1007-869x.2017.09.023.