基于组合方法计算权重的绿色铁路客站综合评估

贺晓霞，鲍学英，王起才

(兰州交通大学土木工程学院，兰州　730070)



基于组合方法计算权重的绿色铁路客站综合评估

贺晓霞，鲍学英，王起才

(兰州交通大学土木工程学院，兰州730070)

摘要：随着我国铁路事业的快速发展，大批的铁路项目在不断建设、改造以及投入运营。在建设绿色铁路客站，推广绿色铁路建筑，避免城市建设造成更多的能源和环境问题，是当前我国城镇化建设必须解决的重大课题。因此，绿色铁路客站的综合评价是非常有必要的。首先建立绿色铁路客站综合评估指标体系；然后采用组合方法计算各评价指标体系的权重；再依据《绿色铁路客站评价标准》的评分准则进行指标打分；最后结合具体实例，计算得出某H铁路客站的综合评价等级。该组合方法的创新之处在于融合专家权重和指标权重为一体，既体现专家自身偏好，同时又克服过于主观的缺点，得出科学、合理的权重，使绿色铁路客站综合评价结果更准确，更具有参考性。

关键词：绿色铁路客站；评价指标；组合方法；权重；综合评价

随着铁路线路网的不断完善，铁路客站枢纽功能的不断完备，在运输速度、运输能力逐步提升的情况下，铁路运量大幅增加，这对铁路客站提出了更高的要求[1]。一方面，铁路客站作为城市的主要组成部分，不仅直接影响铁路客站交通枢纽的使用功能，而且对铁路客运站周边的商业、娱乐具有一定的推动作用；另一方面，作为城市整体环境的一部分，铁路客站对城市空间环境的影响也不容忽视[1]。新建铁路客站将结合为乘客提供人性化服务、展示地域文化、节能环保要求，以及可持续发展理念等完成绿色铁路客站的建设。为此，尽快建立中国绿色铁路客站评价标准，用于规范和指导现代化铁路客站建设，将成为我国铁路事业发展的必然和需要[2]。因此，进行绿色铁路客站综合评价是十分有必要的。

完成绿色铁路客站评价，首先必须对所建立的评价指标体系进行权重计算。目前，国内外关于绿色铁路客站综合评价的论文较少，赵奕，建立中国绿色铁路客站标准的必要性探索[3]；李昕欣，我国铁路客运站绿色评价体系研究[4]等。而指标权重的确定方法大体可分为两大类：主观赋权法和客观赋权法。主观赋权法往往没有统一的客观标准，是研究者根据其主观判断来确定各个指标权数的一种方法。客观赋权法是直接根据指标的原始信息，通过数学方法或统计方法处理后获得权数的一种方法。

国内外比较有代表性的且应用较多、较成功的主要有AHP和Delphi法。主观法容易被决策者的教育背景、个人偏好所影响，而客观判断得出的结果往往与实际期望值相差较远，有时可能还会出现相悖的情况。评价参与者通常都是相关领域具有丰富经验的专家，但是各个专家看待事物的角度不同，自身偏好问题也需要考虑。因此，在绿色铁路客站综合评价时采取组合方法确定评价指标的权重，既体现这种偏好，又克服过于主观的缺点。

1组合方法计算权重

1.1建立绿色铁路客站综合评价指标体系

(1)评价指标的选取

在选取绿色铁路客站评价指标时，应在绿色建筑、绿色铁路、铁路客站的基础上，综合铁路客站环境分析，以及调查情况，同时借鉴国内外相关评价研究、指标设置和指标评价，从而合理确立绿色铁路客站评价指标。

绿色铁路客站评价体系建立应按建筑环境质量(Q)和建筑环境负荷减少(LR)两种属性指标分别进行评价。对于该体系中的评价指标选取主要依据中华人民共和国行业标准《绿色铁路客站评价标准》[5]，参考《铁道部关于印发2013年铁路工程建设标准编制计划的通知》(铁建设函[2013]39号)的要求、《铁路客站技术深化研究—绿色铁路客站标准及评价体系研究》等多项课题研究成果的基础上，以及国内外绿色建筑评价相关标准，从而进行指标选取，建立评价指标体系。明确铁路客站评价体系是结合铁路客站所在地域的气候、环境、资源、经济及文化等特点，对铁路客站全生命周期内节能、节地、节材、节水、环境保护等指标进行综合评估。

(2)建立评价指标体系

绿色铁路客站评价指标体系是依据铁路客站全生命周期设计阶段和运行阶段，把相互联系且能够说明铁路客站状况的各个指标或两阶段的公共指标，科学地加以分类、组合形成指标体系，反映铁路客站的综合状况。因此，绿色铁路客站评价指标体系是一系列既相互独立又相互联系的指标组合，力求从各个角度、各个方面反映绿色铁路客站可持续发展的总体情况。

根据上述分析，结合我国绿色铁路客站的基本要求和基本情况，采用目标分解法初步构建我国绿色铁路客站评价指标体系(图1)。该评价体系分为3个层次：第一层，目标层—绿色铁路客站综合评价；第二层，7个一级指标，节地与室外环境U1、节能与能源利用U2、节水与水资源利用U3、节材与材料资源利用U4、室内环境质量U5、施工管理U6、运行管理U7;第三层25个二级指标。其中，绿色铁路客站的特点均由各个指标来体现，以二级指标为基础，分别对7个一级指标和25个二级指标进行处理，确定权重。

图1　评价指标体系

1.2计算权重的具体步骤

现将组合方法计算权重的具体计算步骤介绍如下。

(1)将判断矩阵每一列归一化

(1)

(2)对按列归一化的判断矩阵，再按行求和

(2)

(3)

则，W=[W1，W2，…，Wn]T即为所求权重向量。

(4)不同专家对不同指标的重要性进行两两比较，构造两两比较的判断矩阵Ai，并利用公式(1)～公式(3)进行归一化得权重向量

(4)

(5)两两专家评判结果之间的一致性程度采用向量夹角余弦来定义

(5)

(6)将m个专家分成n类，聚类后第k类中包含有φk个专家，那么得到该类的置信因子为

(6)

(7)设第i个专家权重为Wi，则专家权重Wi与专家所在类的置信因子成正比

(7)

(8)融合专家权重与指标权重

(8)

2基于组合方法计算权重的绿色铁路客站综合评价

主要思路：首先，按照评分标准对各评价指标进行打分；然后，依据公式(9)和(10)计算绿色铁路客站项目各自的总得分；最后，对照图2判断绿色铁路客站的评价等级。

2.1各评价指标的评分标准

在绿色铁路客站评价指标体系中，二级指标可分为两种属性指标：建筑环境质量(Q)和建筑环境负荷减少(LR)。二级指标的评分标准可参考绿色铁路客站评价标准[5]三级指标各项的评分标准：即控制项(定性指标)和得分项(定量指标)。由于，三级指标内容较多，指标个数繁多，因此本文建立评价指标体系仅考虑到二级指标。

其中，绿色铁路客站评价指标的评分标准为。

(1)各项的基础得分均为50分。

(2)对二级评价指标根据绿色铁路客站评价标准[5]进行打分，最高得分为5分，分值为1～5分。

(3)绿色铁路客站项目的总得分计算应符合下式规定

(9)

(10)

式中Q——Q指标总得分；

LR——LR指标总得分；

Q2——Q二级指标得分；

LR2——LR二级指标得分；

wQ，2、wQ，1——Q指标二级、一级权重；

wLR，2、wLR，1——LR指标二级、一级权重。

2.2绿色铁路客站的综合评价等级

依据上述绿色铁路客站评分标准计算各项目Q和LR的总得分，将绿色铁路客站的评价结果分为一星级、二星级、三星级3个等级，具体分级标准符合图2的规定。

3实证研究

采用组合方法对某新建H铁路客站的绿色性能进行综合评估。新建H火车站是银川旧站的改扩建工程，属于改造工程，总投资额18亿元(不含站前广场等市政设施)。2009年开工，2010年建成运营，实际于2011年12月15日启用，售票、监控、广播、消防、空调、通风、供暖、照明等系统均已安装调试完毕，正式运营。

图2　等级划分

设计理念：新客站设计融入和体现了“人文绿色理念”：钢桁架为旅客创造出通透宽畅的无柱空间，伊斯兰风格的顶部展现出浓郁的民族风情。

3.1组合方法计算权重

首先，邀请决策人员、设计人员、环保人员以及运营期主要管理人员等6位业内专家，根据其自身的工作经验及铁路客站的特点，根据表1分别对一级指标节地与室外环境U1、节能与能源利用U2、节水与水资源利用U3、节材与材料资源利用U4、室内环境质量U5、施工管理U6、运行管理U77个指标的重要性进行两两判断比较，构造判断矩阵A1至A6，由于篇幅所限，现仅对第1位专家重要性比较列出，如表2所示。

表1　判断矩阵标度及其含义

注：Cij={2，4，6，8，1/2，1/4，1/6，1/8}表示重要性介于Cij={1，3，5，7，1/3，1/5，1/7，1/9}。

表2　第1位专家重要性比较A1

根据所构造的判断矩阵A1至A6，由公式(1)、公式(2)、公式(3)计算指标权重

采用SPSS软件对该矩阵进行相似性判断并对判断结果进行聚类，聚类结果见图3。

图3　系统聚类

从图3中可以将专家分成两类：第一类为3位专家，编号为：5、6、3；第二类为3位专家，编号为1、2、4。因此，得到专家权重向量为

由公式(8)，得出最终权重

w*=(0.144 3，0.183 8，0.065 0，0.131 7，

0.397 4，0.024 1，0.048 4)

同理，利用类似的方法得到所有指标最终权重。然后邀请1位综合性专业能力较高的专家对H铁路客站各项二级指标进行评分[6](分值为1～5分)，见表3。

由于考虑到U1和U7指标中均有两种属性，因此，根据二级指标各自所占权重从而权衡一级指标U1、U7中Q和LR各自的权重，见表4。

3.2综合评价

由二级指标各自的权重和得分计算一级指标得分，见表5。

表3　指标最终权重及评分

表4　节地与室外环境和运行管理指标权重

表5　计算得分

其中，计算方法如下

然后，依据公式(9)和公式(10)计算该H铁路客站Q和LR的总得分分别是：

Q=50+10×

82.0465 7

LR=50+10×(0.582 1×0.072 1+3.568 1×

0.183 8+2.415 8×0.065+3.537 2×0.131 7+

3.593 1×0.024 1+2×0.042 4)/(0.072 1+

0.183 8+0.065+0.131 7+0.024 1+

0.042 4)=73.275 0

最后，对照图2，得出H铁路客站的绿色等级为二星级，绿色性能适中，则该铁路客站属于较好(满意)的绿色铁路客站建筑，同时，也说明该组合方法能够准确的对铁路客站绿色性能进行评估。

4结语

绿色铁路客站综合评价方面的研究本身就比较新颖，且可供参考的论文极少。首次尝试运用新的方法：基于组合方法计算权重的绿色铁路客站综合评估，该组合方法所求权重在于融合专家权重和指标权重，使所求权重系数更准确，得出科学、合理的评价结果，保证了绿色铁路客站综合评估的可靠性，为今后进行的绿色铁路客站综合评价提供参考。

参考文献：

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[3]赵奕.建立中国绿色铁路客站标准的必要性探索[J].铁道经济研究，2010(3):1-3.

[4]李昕欣.我国铁路客运站绿色评价体系研究[D].北京：北京交通大学，2010.

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[6]杜栋，庞庆华，吴炎.现代综合评价方法与案例精选[M].北京:清华大学出版社，2008.

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[9]周天杰.武汉铁路枢纽总图规划再思考[J].铁道标准设计，2014(3):1-4.

[10]何志工.铁路枢纽总图规划及其评价体系的思考[J].铁道标准设计，2012(12):5-8.

[11]李明生.铁路城际客运市场开发及列车规划研究[M].北京:中国铁道出版社，2010.

[12]周晓聪，许东方，尚玲琦.绿色交通与环境的可持续发展[J].环境科学与管理，2009，34(9):168-170.

Comprehensive Assessment of Green Passenger Railway Station Based on Weight Calculation Combination Method

HE Xiao-xia， BAO Xue-ying， WANG Qi-cai

(School of Civil Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Lanzhou 730070， China)

Abstract：With the rapid development of China’s railway industry， a large number of railway projects are being constructed upgraded and put into operation. The issues encountered in the construction， promotion of green railway station building and the problems of energy resources and environment protection due to urban development are critical to the urbanization. Therefore， comprehensive evaluation of green railway station is absolutely necessary. Firstly， the a comprehensive evaluation index system of green railway station is to be established; the combination method is employed to calculate the weight of each evaluation index system weight; and then indexed are scored based on the ratings specified in Green Railway Station Evaluation Criteria; and finally， with referenced to specific examples， the grade of a H Railway Station is calculated. The advantages of the combination methodlies in the integration of expert weight and index weight， which not only embodies the expert preferences， but also to overcomes subjective shortcomings， draws scientific and reasonable weight to make green railway station comprehensive evaluation more accurate and informative．

Key words：Green railway station; Evaluation index; Combination method; Weight; Comprehensive assessment

中图分类号：X822

文献标识码：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.04.025

文章编号：1004-2954(2016)04-0103-05

作者简介：贺晓霞(1990—)，女，硕士研究生，E-mail：13893336591@163.com。

收稿日期：2015-08-15； 修回日期：2015-09-06