市域快速鐵路綜合效益評價研究

穆禮彬

（西南交通大學(xué) 交通運輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

1 市域快速鐵路概述

日本、德國、法國、前蘇聯(lián)等國家從 20 世紀(jì) 50 年代起就開始建設(shè)市域快速鐵路或市郊鐵路。巴黎是典型的多中心城市結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化帶來城市人口的急劇增長，特別是郊區(qū)人口增長很快，市區(qū)與郊區(qū)之間大量的人流集散給城市交通造成了巨大的壓力。巴黎快速鐵路是建設(shè)運營較為成功的例子之一，滿足了每天早、晚高峰快速運送在遠(yuǎn)郊居住而在巴黎工作的人進(jìn)出城的需求，為緩解客流起到極為重要的作用。巴黎建設(shè)了5條快速鐵路線，總長 700 多 km，每條線路平均長度 100 多 km，線路服務(wù)區(qū)域達(dá) 8 400 km2，覆蓋于整個大巴黎地區(qū)[1]。

2010 年，我國第一條市域快速鐵路——成都—都江堰快速鐵路 (成灌快鐵) 通車運營，主要服務(wù)于城市公共交通。成灌快鐵全長 65 km，沿線設(shè) 10 個車站，大站直達(dá)列車采用速度目標(biāo)值為 200 km/h 的 CRH1 型動車組，站停列車采用速度目標(biāo)值為 140 km/h 的 CRH1 型動車組。在城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的趨勢下，成灌快鐵承擔(dān)著成都市中心城區(qū)與衛(wèi)星城之間公共交通的任務(wù)，體現(xiàn)了快速、高密度、公交化的城市公共交通的特點。

根據(jù)國內(nèi)外市域快速鐵路的發(fā)展，結(jié)合我國實際情況，將市域快速鐵路定義為：市域快速鐵路是在都市圈范圍內(nèi)運營，在市中心與衛(wèi)星城鎮(zhèn)及城鎮(zhèn)與城鎮(zhèn)之間開行大運量、高速度、公交化的快速列車，以服務(wù)于城市中心區(qū)與衛(wèi)星城鎮(zhèn)之間居民出行客流的快速軌道交通。其服務(wù)對象包括城市內(nèi)部居民出行客流及中心城市與衛(wèi)星城鎮(zhèn)的大運量通勤客流。

市域快速鐵路的建設(shè)規(guī)劃理念與一般市區(qū)城市軌道交通有較大的不同，從順應(yīng)客流需求，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^市域快速鐵路的規(guī)劃建設(shè)引導(dǎo)客流、引導(dǎo)土地開發(fā)和利用。因此市域快速鐵路的功能和作用即以軌道交通為先導(dǎo)，形成城區(qū)與衛(wèi)星城鎮(zhèn)的客流走廊，綜合性地開發(fā)地塊，最終形成以軌道交通車站為中心的、多種交通方式合理并存、各自承擔(dān)交通功能的社區(qū)和城市組團(tuán)。

市域快速鐵路與常規(guī)地鐵和市郊鐵路在車輛與線路上有比較大的區(qū)別，在服務(wù)范圍、行車速度等方面也有所不同，市域快速鐵路、地鐵及市郊鐵路的技術(shù)特征比較如表1[1]所示。

表1 市域快速鐵路、地鐵及市郊鐵路的技術(shù)特征比較

2 市域快速鐵路綜合效益評價指標(biāo)體系的建立

城市軌道交通效益可以分為經(jīng)濟(jì)效益、交通效益和社會效益三大類。經(jīng)濟(jì)效益主要針對的評價主體是交通的經(jīng)營者；交通效益主要針對的評價主體是交通的使用者；社會效益主要針對的評價主體是周邊居民、自然生態(tài)環(huán)境、地方政府和國家。市域快速鐵路的綜合效益主要是從經(jīng)濟(jì)效益、交通效益、社會效益方面進(jìn)行分析與評價。結(jié)合綜合效益的概念，市域快速鐵路的綜合效益評價為：針對市域快速鐵路系統(tǒng)，通過對作為評價主體的所有效益進(jìn)行全面、系統(tǒng)、綜合的計算和分析，建立評價模型，比較和判斷評價方案的綜合效益，并得出其優(yōu)劣性。

市域快速鐵路綜合效益的評價指標(biāo)體系，首先，應(yīng)能夠準(zhǔn)確描述其內(nèi)部經(jīng)濟(jì)效益現(xiàn)狀及功能狀況、各子系統(tǒng)之間及其對城市經(jīng)濟(jì)和社會領(lǐng)域帶來的影響；其次，選擇的指標(biāo)應(yīng)盡可能簡單明了，并具有代表性，能夠準(zhǔn)確地反映問題；第三，指標(biāo)應(yīng)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上，以定量分析為主，輔以定性分析使定量計算具有科學(xué)性。市域快速鐵路綜合效益評價體系主要分為3個層次：目標(biāo)層 A，一級子系統(tǒng) B1—B3，二級子系統(tǒng) C1—C12，如圖1所示。

項目綜合效益評價的常用方法有定量與定性分析法、有無對比分析法、綜合分析評價法3種，主要采用前兩種方法對單項指標(biāo)進(jìn)行分析。

2.1 經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)

在研究市域快速鐵路的經(jīng)濟(jì)效益時，站在鐵路運營者的角度上，只分析和評價企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，即企業(yè)的費用和收入的對比關(guān)系，而將社會經(jīng)濟(jì)效益納入社會效益統(tǒng)一考慮[2]。

（1）財務(wù)內(nèi)部收益率FIRR，指項目的收入現(xiàn)值總額等于費用現(xiàn)值總額時的折現(xiàn)率。FIRR 的大小說明備選方案獲利的大小、投資效果的好壞。

式中：Bt為第 t 年的收費收入；Ct為第 t 年的費用；n 為項目的計算年限；r 為社會折現(xiàn)率。

（2）財務(wù)效益費用比 FBCR，指項目的各年收入現(xiàn)值總額與各年費用的現(xiàn)值總額的比率。從經(jīng)濟(jì)合理性分析，F(xiàn)BCR越大經(jīng)濟(jì)性越好。

（3）財務(wù)投資回收期，指項目的收費收入抵償總建設(shè)費用所需要的時間。通常，投資回收期短表明項目獲利能力較高，風(fēng)險較小。

財務(wù)投資回收期=累計財務(wù)凈收入開始出現(xiàn)正值年份數(shù)－1+上年累計凈收入的絕對值/當(dāng)年凈收入

圖1 市域快速鐵路綜合效益評價指標(biāo)體系

（4）投資利潤率，指項目運營期的一個正常經(jīng)營年份的年利潤總額與項目總投資的比率。它是考察項目單位投資盈利能力的靜態(tài)指標(biāo)。

投資利潤率=年利潤總額/項目總投資 × 100%

2.2 交通效益指標(biāo)

交通效益是市域快速鐵路產(chǎn)生的最基本、最直接的效益，是綜合效益的核心基礎(chǔ)，是分析經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的基礎(chǔ)，是評價市域快速鐵路交通功能和客運效果的重要指標(biāo)。

（1）時間節(jié)約效益[3]。由于市域快速鐵路采用動車組運行，比公共汽車的運營速度高，可以節(jié)省乘客乘車時間。

式中：C5為第 t 年乘客節(jié)約時間，人.h/年；Qg為市域快速鐵路分配至公交車的年客運量，萬人次/年；Va為公交車的平均運行速度，km/h；Vb為市域快速鐵路的平均運行速度，km/h；L 為市域快速鐵路的平均運距，km；Wt為計算年份的乘客人均單位工作時間價值，元/(人.h)。

（2）經(jīng)濟(jì)節(jié)約效益。減少乘客乘坐公交車疲勞所導(dǎo)致的勞動生產(chǎn)率的提高即體現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)節(jié)約效益。

式中：C6為經(jīng)濟(jì)節(jié)約效益；θ為工作客流系數(shù)；β 為市域快速鐵路乘客比公交車乘客勞動生產(chǎn)率提高的增加系數(shù)，取 0.06[3]；T 為勞動者日工作時間。

（3）提高客運能力。市域快速鐵路可以縮短市中心城區(qū)與衛(wèi)星城間的時空距離，形成快捷客運通道，擴(kuò)大了城市路網(wǎng)規(guī)模，完善城市內(nèi)部路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)客流輸送能力?？瓦\周轉(zhuǎn)量的增加可以用于評價市域快速鐵路的開通運營對通道旅客運輸?shù)挠绊?，客運能力的提高可以采用有無市域快速鐵路時通道客運周轉(zhuǎn)量之差進(jìn)行量化表示。

（4）減少事故的效益。市域快速鐵路擁有相對獨立的軌道，而且可以分流地面公交客流，緩解地面交通擁堵程度，從而間接減少地面機(jī)動車發(fā)生交通事故的頻率。

式中：C8為減少事故的效益；α 為單位客運周轉(zhuǎn)量的交通損失，元/(人.km)。

2.3 社會效益指標(biāo)

社會效益是從宏觀經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)考慮市域快速鐵路對社會的影響。它不僅包含社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)等方面的效益，還包含自然環(huán)境等方面的效益，具有宏觀性。

（1）促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長。國內(nèi)專家研究得出：軌道交通建設(shè)投資對城市 GDP 的直接貢獻(xiàn)率為 2.63倍。即每投資1億元，可新增 2.63 億元 GDP，并提供8 466 個就業(yè)崗位[4]，同時帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈和沿線金融、商貿(mào)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展，其綜合貢獻(xiàn)率達(dá)到6.2 倍。因此，可以根據(jù)市域快速鐵路的投資總額計算其促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的效益。

（2）帶動土地升值。根據(jù)各地的實際情況，城市軌道交通的建設(shè)，沿線土地均有不同程度的升值。城市軌道交通的建成，會引起車站500～800 m 范圍內(nèi)土地的升值，其升值幅度約為15%[3]。土地升值幅度可根據(jù)各市域快速鐵路線路所經(jīng)城市區(qū)域的具體情況決定。

（3）節(jié)約能源效益。城市軌道交通單位能耗比公交車節(jié)約 459 kJ/(人.km)，比私人汽車節(jié)約 2 260 kJ/(人.km)[3]。參照城市軌道交通的單位能耗，再根據(jù)市域快速鐵路的客運周轉(zhuǎn)量可定量計算其相對于公交車和私人汽車所節(jié)約的能源 (以汽油計)，再乘以汽油價格即可得到市域快速鐵路節(jié)約能源消耗的效益。

（4）減少空氣污染的效益。據(jù)世界銀行估算，汽車的 CO2單位釋放量是軌道交通的 26.7 倍， SO2單位釋放量是軌道交通的 1.9 倍。每噸 CO2造成的溫室效應(yīng)的損失為 20 美元，發(fā)達(dá)國家每噸 SO2的治理成本折合人民幣 2 500元[5]。因此，通過將市域快速鐵路的客運周轉(zhuǎn)量分配到公交車和私人汽車，可以計算減少的 CO2和 SO2釋放量，由此確定減少城市空氣污染的效益。

3 綜合效益評價

3.1 指標(biāo)權(quán)重的確定

權(quán)重的確定可以采用德爾費法、層次分析法、連環(huán)比率法等。市域快速鐵路綜合效益評價指標(biāo)權(quán)重采用層次分析法確定，其過程就是把復(fù)雜的問題分解成各個組成元素，按支配關(guān)系將這些元素分組，使之形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上通過兩兩比較的方式判斷各層次中各元素的相對重要性，然后綜合這些判斷確定各元素在決策中的權(quán)重。

層次分析法的基本步驟為：①建立所研究問題的遞階層次結(jié)構(gòu)；②構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；③計算特征向量 W。

在層次分析法中，為了使決策判斷定量化，形成數(shù)值判斷矩陣，通常根據(jù)一定的比率標(biāo)度將判斷定量化，如表2所示。

表 2 判斷矩陣標(biāo)度及其含義

構(gòu)造各層次間的比較判斷矩陣，如表3—表6所示。

表3 判斷矩陣 A

表4 判斷矩陣 B1

表5 判斷矩陣 B2

表6 判斷矩陣 B3

計算特征向量 W，通過計算得到權(quán)重集：

經(jīng)綜合判斷一致性檢驗，判斷矩陣都具有滿意的一致性。

3.2 模糊綜合評價法評價市域快速鐵路的綜合效益

（1）模糊評價因素集的確定。因素集以U表示，市域快速鐵路綜合效益評價影響因素眾多，為避免單級評判的缺點而又不致于過分復(fù)雜，將各因素分成2個層次進(jìn)行二級模糊綜合評判。將因素集劃分為經(jīng)濟(jì)效益、交通效益、社會效益3個子集，記作U1,U2,U3,U1={U11,U12,U13,U14}，U2={U21,U22,U23,U24}，U3={U31,U32,U33,U34}。Uij為第 i 個子集的第 j 個影響因素。

（2）確定評價集 (即評價等級)。評價表示如下：V={V1(好)，V2(較好)，V3(一般)，V4(較差)}。

（3）確定各級評判矩陣。由評價人員對各因素打分，給出每個因素相對于不同備選評語的隸屬度。以交通效益評價為例，交通效益單因素評價打分表如表7所示。

表7 交通效益單因素評價打分表

則交通效益的評價矩陣為：

同理可得：

通過模糊統(tǒng)計和模糊交換得到的一級模糊評價矩陣 R 為：

第二級綜合評判，通過模糊交換得到二級評價矩陣：

得到二級綜合評價向量之后，按最大隸屬度原則確定評判結(jié)果，即取與最大的評判指標(biāo)相對應(yīng)的評判備選集中的元素 Vj作為評判的結(jié)論。依據(jù)最大隸屬度原則，0.350 最大且對應(yīng) V 中的“較好”，即市域快速鐵路的綜合效益較好。

4 結(jié)束語

在對市域快速鐵路進(jìn)行綜合效益分析時，不僅要考慮運營企業(yè)自身的效益，還要從軌道交通在整個國民經(jīng)濟(jì)、社會功能的地位和作用出發(fā)，著眼于宏觀角度衡量市域快速鐵路對宏觀社會領(lǐng)域各個部分所產(chǎn)生的影響。以上建立的市域快速鐵路綜合效益評價指標(biāo)體系仍然具有一定的局限性，應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)實際情況增加或改變指標(biāo)，并加以擴(kuò)充和完善。

[1]徐瑞華，杜世敏. 市域軌道交通線路特點分析[J]. 城市軌道交通研究，2005(1)：10-12.

[2]陸化普. 城市軌道交通規(guī)劃的研究與實踐[M]. 北京：中國水利水電出版社，2001.

[3]李 志. 城市軌道交通的綜合效益評價[D]. 成都：西南交通大學(xué)，2006.

[4]沈曉陽. 淺談軌道交通建設(shè)對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用[J].地鐵與輕軌，2003(1)：1-3.

[5]岡田宏. 東京城市軌道交通系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)和管理[J].城市軌道交通研究，2003(3)：1-7.