基于可拓評(píng)價(jià)法的高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益分析*

程學(xué)慶 ，賴宏智 ，黃 唯 ，王 鑫

（1西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院、西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院智能化國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室 副教授、博士，四川 成都 610031；2、3、4西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院 碩士研究生，四川 成都 610031）

0 引言

當(dāng)下，在中國(guó)經(jīng)濟(jì)向“新常態(tài)”階段過渡的情況下，小批量、多品種、高價(jià)值的貨物運(yùn)輸需求有增高趨勢(shì)[1]，但關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大宗貨物運(yùn)輸目前仍由鐵路貨運(yùn)支撐。以煤運(yùn)需求增加為例：經(jīng)濟(jì)形勢(shì)好轉(zhuǎn)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2017年一季度房屋新開工面積31 560萬m2，增長(zhǎng)11.6%，增速提高 1.2個(gè)百分點(diǎn)。與此同時(shí)，冶金行業(yè)產(chǎn)量亦穩(wěn)步增加，拉動(dòng)煤炭需求增長(zhǎng)；且2017年3月份我國(guó)南部地區(qū)由于降水不足，3月份水電發(fā)電量同比下降1.3%，受水電出力不及預(yù)期影響，火電發(fā)電量同比增長(zhǎng)7.7%，火電需求增加了煤炭需求。迫切需要對(duì)鐵路貨運(yùn)效能進(jìn)一步提升開展深入研究。

高效能貨物運(yùn)輸是一種充分利用大功率機(jī)車和大軸重車輛、改變列車編組、提高列車重量、大大降低運(yùn)輸成本、增加運(yùn)輸效率的貨物運(yùn)輸方式。發(fā)展高效能貨物運(yùn)輸符合當(dāng)下經(jīng)濟(jì)新常態(tài)發(fā)展的諸多特性：能促進(jìn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)、顯著提高節(jié)能減排水平[2]，能促進(jìn)新材料、新技術(shù)的全面推廣和應(yīng)用[3]，能提高我國(guó)鐵路貨車技術(shù)的地位。由此可見，發(fā)展高效能貨物運(yùn)輸方式，是提高綜合效率、降低運(yùn)輸成本的必由之路[4]。

鐵路高效能運(yùn)輸具有極強(qiáng)的公益性，這類特殊貢獻(xiàn)不能只單純從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行效益評(píng)價(jià)，應(yīng)當(dāng)從鐵路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的影響以及對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)、客戶協(xié)調(diào)發(fā)展等多視角的社會(huì)效益予以評(píng)價(jià)。遺憾的是目前在高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益評(píng)價(jià)方面的研究相對(duì)欠缺，本文以此立意選題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 國(guó)內(nèi)外研究與方法分析

1.1 國(guó)內(nèi)外研究

國(guó)外方面，美國(guó)聯(lián)邦鐵路管理委員會(huì)發(fā)布《鐵路貨運(yùn)和汽車運(yùn)輸能耗對(duì)比研究報(bào)告》(2009)，報(bào)告采用先進(jìn)的分析工具和科學(xué)的分析模型，指出鐵路貨運(yùn)的能量利用率比汽車運(yùn)輸利用率要高；AAR(2010)的統(tǒng)計(jì)資料表明：鐵路運(yùn)輸?shù)氖袌?chǎng)占有率從1998到2007年逐年增加，到2007年占有率高達(dá)42．7%[5]；據(jù) AAR(2011)統(tǒng)計(jì)，2008 年北美鐵路運(yùn)輸年收入達(dá)634．14億美元，其中重載運(yùn)輸總收入612．43 億美元，占總收入的 96．58%，可見鐵路運(yùn)輸具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)方面，謝賢良(2003)分別用法國(guó)TGV高速鐵路、日本新干線高速鐵路和西班牙Madrid．Sevilla高速鐵路三個(gè)實(shí)際例子來說明高速鐵路的作用。這些鐵路的共同點(diǎn)就是具有可觀經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，具有良好的社會(huì)效益[6]。范振平、魏玉光、林柏梁(2007)使用經(jīng)濟(jì)效益收入方法研究重載擴(kuò)能引起的貨物流量變化。通過大秦線的實(shí)例計(jì)算，得出大秦線在實(shí)現(xiàn)4億t年運(yùn)量的擴(kuò)能中，2007年實(shí)現(xiàn)社會(huì)定量效益比2005年增加兩千多億元，在擴(kuò)能過程中伴隨有社會(huì)效益產(chǎn)生[7]。由此可以看出，在鐵路社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的分析上國(guó)內(nèi)外的調(diào)查研究很多，但是關(guān)于高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益的研究，國(guó)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)分析就不及國(guó)外的詳細(xì)，缺乏將其量化的研究成果。

1.2 方法分析與評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

對(duì)于多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法眾多，結(jié)合各評(píng)價(jià)方法的特點(diǎn)，考慮到高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益具有宏觀性、多面性、間接性等特點(diǎn)，運(yùn)用精確數(shù)據(jù)量化分析高效能貨物運(yùn)輸?shù)纳鐣?huì)效益非常困難[8]。而可拓評(píng)價(jià)方法是以可拓集理論為基礎(chǔ)，通過可拓變換，建立相應(yīng)的關(guān)聯(lián)函數(shù)，確定物元的經(jīng)典域和節(jié)域，并結(jié)合定性和定量方法的一種綜合評(píng)價(jià)方法。因此，本文邀請(qǐng)20位專家進(jìn)行評(píng)定，運(yùn)用德爾菲法和層次分析法相結(jié)合完成指標(biāo)權(quán)重的確定，利用可拓評(píng)價(jià)方法對(duì)高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。

遵循客觀性和科學(xué)性、全面性和簡(jiǎn)明性以及層次性等相關(guān)原則，將鐵路高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益體系分為三層：第一層次為目標(biāo)層，即高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益；第二層為準(zhǔn)則層，反映目標(biāo)層的各種效益，具體體現(xiàn)為宏觀社會(huì)效益、區(qū)域社會(huì)效益、相關(guān)產(chǎn)業(yè)社會(huì)效益、鐵路企業(yè)社會(huì)效益、客戶社會(huì)效益五個(gè)方面；第三層為指標(biāo)層，是繼續(xù)細(xì)化被用來具體反映評(píng)價(jià)目標(biāo)和因素的指標(biāo)。由此建立指標(biāo)體系框架如圖1所示。

圖1 高效能貨物運(yùn)輸評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)圖

2 多級(jí)可拓評(píng)價(jià)

根據(jù)高效能貨物運(yùn)輸相關(guān)特性，本文利用德爾菲法和層次分析法確定評(píng)價(jià)體系各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，再構(gòu)建多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型對(duì)高效能貨物運(yùn)輸?shù)纳鐣?huì)效益進(jìn)行評(píng)估[9]。

2.1 確定指標(biāo)權(quán)重

評(píng)價(jià)體系中，指標(biāo)所占權(quán)重系數(shù)的不合理，會(huì)嚴(yán)重影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，而德爾菲法和層次分析法對(duì)于權(quán)重的計(jì)算不僅簡(jiǎn)便明確，還適用于存在不確定性和主觀信息的情況，解決傳統(tǒng)最優(yōu)化技術(shù)無法解決的問題。該方法的精髓在于組織若干位專家，使他們獨(dú)立地完成指標(biāo)重要程度的確定，并統(tǒng)計(jì)、歸納給出結(jié)論。

1）根據(jù)專家打分構(gòu)建判斷矩陣A。

2）采用和積法計(jì)算權(quán)重[10]。

首先，將判斷矩陣A的各列作歸一化處理，然后，按行相加并再次作歸一化處理，由此構(gòu)造出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重w=(w1,w2,...wn)。

3）對(duì)上述計(jì)算的權(quán)重系數(shù)的合理性，作一致性檢驗(yàn)[11]。

2.2 多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

多級(jí)可拓綜合評(píng)價(jià)法是一種定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，通過靈活調(diào)整經(jīng)典域與節(jié)域，可解決各種實(shí)際問題，而且還可以保持較高精度，不會(huì)受到樣本數(shù)量的影響，具有較強(qiáng)的可操作性。通過綜合關(guān)聯(lián)度可確定評(píng)價(jià)目標(biāo)的優(yōu)度等級(jí)，還可以確定評(píng)價(jià)目標(biāo)對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬程度，與其他評(píng)價(jià)方法相比有較突出的優(yōu)勢(shì)。

設(shè)R為物元，C為評(píng)判因素集，C={c1,c2,...,cl}，其中l(wèi)為評(píng)判因素的個(gè)數(shù)[12]。根據(jù)影響被評(píng)價(jià)對(duì)象的各因素的特征，按被評(píng)價(jià)對(duì)象社會(huì)效益的大小，將被評(píng)價(jià)對(duì)象劃分為不同的社會(huì)效益級(jí)別，建立社會(huì)效益級(jí)別域U，U={u1,u2,...,um}，其中m是社會(huì)效益級(jí)別數(shù)[13]。

2.2.1 確定經(jīng)典域、節(jié)域

式中：Rj為經(jīng)典域，Vj為評(píng)價(jià)指標(biāo)集C關(guān)于社會(huì)效益等級(jí)Uj的量值范圍。

式中:Ru為節(jié)域，V為評(píng)價(jià)指標(biāo)集C關(guān)于社會(huì)效益等級(jí)U的量值范圍。

2.2.2 確定待評(píng)物元

對(duì)待評(píng)價(jià)對(duì)象，把實(shí)際調(diào)研取得旳數(shù)據(jù)用Ri表示：

式中：vi1、vi2……vip為N關(guān)于各評(píng)價(jià)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的量值，p為二級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，其中Ri為待評(píng)價(jià)對(duì)象。

2.2.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

式中:

kj(cik)為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)中第k個(gè)二級(jí)指標(biāo)關(guān)于社會(huì)效益等級(jí)j(j=1,2,...,m)的關(guān)聯(lián)度[11]。

2.2.4 多級(jí)可拓評(píng)價(jià)

1）一級(jí)評(píng)價(jià)

一級(jí)指標(biāo)對(duì)各社會(huì)效益等級(jí)的關(guān)聯(lián)度矩陣K(ci)等于各二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重向量wi=(wik)乘以二級(jí)指標(biāo)對(duì)各社會(huì)效益等級(jí)的關(guān)聯(lián)度矩陣K(cik)=(kj(cik))。

2）二級(jí)評(píng)價(jià)

待評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各社會(huì)效益等級(jí)的關(guān)聯(lián)度矩陣K(N)等于各一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重向量w=(wj)乘以一級(jí)指標(biāo)對(duì)各社會(huì)效益等級(jí)的關(guān)聯(lián)度矩陣K(C)=(k(ci))。

2.2.5 確定社會(huì)效益等級(jí)

3 高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益評(píng)價(jià)

3.1 指標(biāo)權(quán)重的確定

對(duì)20位專家打分結(jié)果處理，分析得到高效能貨物社會(huì)效益各指標(biāo)最終得分以及權(quán)重如表1所示。將計(jì)算得出的1組一級(jí)指標(biāo)與5組二級(jí)指標(biāo)權(quán)重結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果分別對(duì)應(yīng)表2中1-6組數(shù)據(jù)。如表所示，結(jié)果都具有較好的一致性。

表1 各級(jí)指標(biāo)相關(guān)參數(shù)匯總表

表2 一致性檢驗(yàn)結(jié)果

3.2 可拓評(píng)價(jià)劃分風(fēng)險(xiǎn)域等級(jí)

根據(jù)高效率貨物運(yùn)輸社會(huì)效益各因素特征，將社會(huì)效益水平劃分為三級(jí)，如表3所示。

表3 高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益水平等級(jí)

社會(huì)效益級(jí)別域U={u1,u2,...,um}={u1,u2,u3}={效益一般明顯，效益很明顯，效益相當(dāng)明顯}，一級(jí)評(píng)價(jià)因素集={c1,c2,...,cl}={c1,c2,c3,c4,c5}。

3.3 多級(jí)可拓評(píng)價(jià)

依照前文對(duì)模型的構(gòu)建方法，最后計(jì)算關(guān)聯(lián)度，得出各指標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)度[14]如表1所示。

通過一級(jí)評(píng)價(jià)計(jì)算，其一級(jí)評(píng)價(jià)各關(guān)聯(lián)度矩陣k(ci)計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 一級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果

同理：其二級(jí)評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)待評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各等級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度矩陣K(N)等于一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重向量w=(wj)乘以一級(jí)指標(biāo)對(duì)各社會(huì)效益等級(jí)的關(guān)聯(lián)度K(c)=(k(ci))。經(jīng)計(jì)算得：

最終得到的計(jì)算結(jié)果為：

maxkj（N）=k2（N）,m=2,因此，高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益為第2級(jí)，屬于效益很明顯級(jí)別。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果與研究結(jié)論

根據(jù)對(duì)高效能貨物運(yùn)輸社會(huì)效益的評(píng)價(jià)結(jié)果，我們可以看出：

1）在多級(jí)可拓評(píng)價(jià)中，目標(biāo)層的關(guān)聯(lián)度矩陣K(N)=[-0.191,0.279,-0.221] ，高效能貨物運(yùn)輸?shù)纳鐣?huì)效益顯著水平等級(jí)為2級(jí)，表明其社會(huì)效益屬于效益“很明顯”的級(jí)別，可見高效能貨物運(yùn)輸帶來的社會(huì)效益是非常可觀的。

2）在多級(jí)可拓評(píng)價(jià)中，區(qū)域社會(huì)效益、相關(guān)產(chǎn)業(yè)社會(huì)效益、鐵路企業(yè)社會(huì)效益以及客戶社會(huì)效益這些一級(jí)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)效益等級(jí)均為2級(jí)，屬于“很明顯”的級(jí)別，由此可見高效能貨物運(yùn)輸給這些方面都帶來了極高的社會(huì)效益，也體現(xiàn)出高效能貨物運(yùn)輸帶來的社會(huì)效益要比直接經(jīng)濟(jì)效益大，這也符合社會(huì)效益的本質(zhì)要求。

3）在多級(jí)可拓評(píng)價(jià)中，宏觀社會(huì)效益對(duì)應(yīng)的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)中，對(duì)國(guó)家技術(shù)進(jìn)步、綜合國(guó)力提高的影響的關(guān)聯(lián)度矩陣為[0.083,-0.071,-0.381] ，對(duì)就業(yè)質(zhì)量的影響的關(guān)聯(lián)度矩陣為[0.067,-0.286,-0.571] ，效益等級(jí)均為1級(jí)，表明目前高效能貨物運(yùn)輸在這兩個(gè)指標(biāo)中的社會(huì)效益“一般明顯”。在未來高效能貨物運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展中，可以著重從這些方面來提升其社會(huì)效益。

研究結(jié)果表明，高效能貨物運(yùn)輸既有利于鐵路運(yùn)輸企業(yè)自身的發(fā)展，又具有明顯的社會(huì)效益。在當(dāng)前鐵路“強(qiáng)基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效”主題下，實(shí)施高效能貨物運(yùn)輸，并使之成為推動(dòng)中國(guó)鐵路貨物運(yùn)輸發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的一個(gè)重要方向。