高速铁路城市综合枢纽站系统评价研究

郭 捷

（陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710300）

前言

高速铁路是一种高速运营的铁路系统，简称“高铁”。高铁可以通过改造原有线路使最高营运速度达到特定要求（通常为200km/h），也可以修建“高速新线”使营运速度达到更高的标准（大于250km/h）。虽然高铁建设或改造费用巨大，对机车、轨道、操作、运营环境等都要求很高，但高铁对经济的促进作用同样巨大，特别是对沿线地区或城市的发展意义重大。1964年日本东海道新干线建设通车，成为当时全世界第一条高速铁路，标志着人类即将进入“高铁时代”。后续的八、九十年代，许多发达国家特别是欧洲发达国家，陆续开始建设高速铁路，“高铁时代”正式开启。中国的高速铁路起步较晚，发展时间较短，但却取得了举世瞩目的成绩。特别是2004 年1 月《中长期铁路网规划》通过审核，这标志着我国的“高铁时代”的到来。目前，我国的投入运营的高速铁路营运里程突破 1万公里，约占世界高铁运营里程的45%，位居世界第一位[1]。

高速铁路之所以发展迅速，主要是普通铁路运输系统已无法满足社会经济发展的需求，相比之下资源节约型的高速铁路系统建设成为必然趋势。当前，我国的城市化进程继续加速发展，客货运周转量不断攀升，城市发展需求不断增大，特别是以大城市为中心的都市经济圈或经济区的形成，极大地刺激了高铁系统的发展建设。

如前所述，高铁的发展对机车、轨道、操作、运营环境等都提出了很高的要求，这其中的运营环境就包括了高铁系统同城市交通系统的衔接部分，即高铁城市枢纽站。本文后续将以西安北站为例介绍高铁城市枢纽站的发展和建设情况，并重点对该站进行系统评价，以期获取对高铁城市枢纽站的建设和发展进行全面合理评价的途径和方法，从而为高铁和城市经济的发展提供些许参考和帮助。

1 高速铁路城市枢纽站

高速铁路枢纽站位于铁路网的交汇点或终端地区，包括站场设施、设备及联络线和进出站线等，是客货流从一条高铁转运到各接轨高铁、普通铁路或其它运输方式线路的中转区域，也是所在城市客货到发及联运的区域[2]。随着我国高速铁路的不断建设和运营，一批现代化的高铁车站或枢纽陆续投入使用，2012年我国的高铁车站就达到了500多个，其中大型车站即枢纽站55个[3]。

和普通铁路枢纽站类似，高铁枢纽站对于工农业生产的发展、城市建设以及各种交通运输工具之间的分工与协作，都有密切的关系，它们是综合运输体系中的重要组成部分。不同于普通铁路枢纽站，高铁枢纽站从选址、规划设计和规模、设施设备等方面都要更加严格和提升。比如，高铁枢纽站的选址，必须认真考虑其和所在城市的关系，考虑它对城市发展、城市居民生活的影响，既要有较大的用地规模，又不能距离城市过远，同时还要和城市交通系统方便衔接。根据运载对象的不同，高铁枢纽站通常可分为高铁客运枢纽站和高铁货运枢纽站。对于高铁客运枢纽站，有直通、管内和市郊旅客列车的作业等，既直接关系城市居民的对外交通，又同时直接影响城市的交通系统，而且还是城市的对外窗口，功能完备、交通便捷的高铁客运枢纽站不仅能够便捷加速人们的出行、拉动城市经济的发展，并且能提升城市的整体形象，因此本文将重点研究和分析高铁客运枢纽站。进一步地，我们将位于城市范围内、同城市交通系统紧密联系的高铁客运枢纽站称为“高铁城市枢纽站”，如果该枢纽涉及三种或三种以上的交通方式，可称之为“高铁城市综合枢纽站”。目前，国内许多高铁站都属于“高铁城市综合枢纽站”，其中西安北站更是其中的典型。

西安北站作为国家高速铁路网上最重要的核心枢纽站之一，位于未央路和北三环、绕城高速公路衔接处，占地面积800亩，建筑面积33.1万平方米，分三个站场，共18站台（34站台面）34线，是当时全国接线最多、站场规模最大的特大型铁路客运枢纽，号称“全国之冠、亚洲之最”。西安北站最大的亮点之一，就是和城市交通系统的“无缝衔接”，特别是同地铁二号线的“零换乘”。北站所涉及的城市公共交通（工具）方式主要包括地铁、地面公交和出租车，此外还有长途车、社会车辆、贵宾车辆等。目前，北站正在规划建设环站轻轨，建成后市民无论是选择高铁、长途，还是地铁、公交、出租，甚至自行车，都可以在北站实现“零换乘”（参见图1）[4]。另外，北站的整体设计既有新技术、新结构与新材料创造出的现代气息，又有出檐深远、墙身外露、台基浑厚传承出的汉唐风韵，现代与古朴交相辉映完美结合，是北站的又一亮点。

图1 西安北站与城市交通的无缝衔接

2 评价指标体系构建

2.1 评价方法选择

层次分析法（AHP）是一种系统评判方法，它将复杂的系统决策过程模型化、数量化，能够实现定性分析和定量计算的融合，为选取最佳方案提供依据。作为一种经典评价方法，层次分析法将复杂问题拆分为若干层次和若干因素然后再分析求解，这非常符合人们的思考模式。但在现实的复杂系统中，比如高铁城市综合枢纽站，评价的影响因素非常多，而且各因素之间还存在着不同的层次。在这种前提下，仅仅用层次分析法进行评价时，需要将评判因素集合根据一定的属性分类，然后进行层次单排序和总排序。显然，这样做不仅指标层的单排序很复杂，而且方案层的总排序更复杂（因为每个指标将对应一个方案的判断矩阵），是以本文考虑用层次分析法获得最底层的指标的权重总排序及具体大小，然后通过方案对应的隶属矩阵计算（属于模糊综合评价法），来定量确定方案的综合评价值。不妨将这种把层次分析法和模糊综合评价法相融合的评价方式称为模糊层次分析法。显然，模糊综合评判方法则是一种运用模糊数学分析原理和系统评价层次结构的具有“模糊性”和“层次结构”的系统评价方法，而且能有效缩减问题求解复杂度。

2.2 指标体系设计

为了设计合理的指标体系，本文参考了国内外大量的文献资料[5,6,7]，并通过设计调查问卷进行实际调查，包括：（1）北客站工作人员、行业专家及从业人员，包括部门主管、安检员、咨询台、长安大学教授、公交司机、出租车司机、社会车辆司机等；（2）普通旅客，即枢纽站的一般受众，包括不同职业、性别、年龄段和进出站的旅客。以此为基础，创建了较为全面的评价指标体系，其中包含三个一级指标或准则：便捷流畅、安全稳定和配套资源及其它，各个准则下均包括具体的二级评价指标，具体详见表格1：

表1 高铁城市综合枢纽站评价指标体系

3 系统评价研究

3.1 递阶层次结构设计

对应于所设计的指标体系，建立高铁城市综合枢纽站评价的递阶层次结构如图2所示。

图2 高铁城市综合枢纽站评价的递阶层次结构

3.2 系统评价研究

（1）判断矩阵的构造

层次分析法中，必须根据某个准则对下一层次各因素的相对重要性做出判断，这些判断用具体数值陈列出来，列成矩阵形式就是判断矩阵。

这里，需要创建的判断矩阵有4个，具体为：针对1个目标（要素）确定三个准则相对重要性的1个矩阵和针对3个准则层（要素）分别确定各自下辖指标相对重要性的3个矩阵。由于篇幅的限制，这里只给出通用的判断矩阵，矩阵元素的具体数值通过调查确定。

表2 判断矩阵A

其中， A1…An为同一层的影响因素，Ck为上一层的准则。判断矩阵元素aij表示，针对准则Ck而言因素Ai与Aj对于的相对重要性量化值，其大小利用打分取均值的简便方法确定。

（2）评价指标的层次排序

计算获得判断矩阵后，再进一步计算与判断矩阵最大特征值对应的正交特征向量，即某个准则下各要素的相对权重。本着计算方便的原则，这里采取近似算法中的方根法[8]。计算获得指标层的排列顺序为：C2，C6，C9，C1，C4，C11，C7，C10，C3，C13，C5，C8，C12。详细计算结果参见表3的第二列数值。

这里的结果经过了一致性检验：C.R=＜0.1，所以认为判断矩阵没有逻辑错误，结果可靠。

（3）隶属度矩阵的构造

首先，创建一套由评价结果集合而成的评价集，它是评价者对评价目标做出的所有可能的评价结果合成的集合。这个评价集具体分为{优良，较好，一般，较差}四个等级，四个等级可对应四个模糊子集。建立了等级模糊子集后，要对被评事物逐个评价，并从每个评价指标上进行定量评价，从而确定从单个因素角度分析被评事物对等级模糊子集的隶属度向量，进一步获得模糊关系矩阵（隶属度矩阵）[8]。一般隶属度矩阵的表示形式如公式（1）所示。其中，Ri称为第i个评价指标的隶属度向量。

这里的评价主体就是前述的调查对象，包括两大类，第一类相关人员19名、第二类人员55名，分别就C1至C13的13个指标进行四个不同等级的评价，调查数据及评价结果详见表3。需要说明，本文采用的调研可称为“差异化调研”，针对两类人员设计有差异的调查问卷，并对调查结果差异对待。具体地，第一类人员的调查问卷减少配套资源方面的调查点，第二类人员减少安全稳定方面的调查点；同时，鉴于专业知识和感受时间的双重差异程度，认为第一类人的评价结果的权重是第二类的2倍。最后得到隶属度矩阵，详见表4。

表4 隶属度矩阵

（4）计算综合评价值

最终模糊综合评价时，评价指标的权向量：W =（w1，w2，…，w13）在层次分析时已确定。进一步地，计算评判对象的综合综合隶属度B，B = W·R，即：

标定评定等级vj对应评定值sj，则利用总分法计算综合评定值为：

表3 评价调查结果

3.3 评价结果分析

首先，根据指标的权重及调查情况来看，“衔接性”、“安全性”、“应急能力”等对评价结果影响比最大，说明人们一方面注重出行的便捷性，同时安全意识也比较强。

其次，依据评价指标的隶属度向量，也能够分析评价目标的优势和劣势。C5、C8、C12的隶属度向量取值较小，说明西安北站需要在对应方面进行改进。这同实际调查结果完全吻合，包括：空间利用率不是非常合适，如VIP候车区私密性不强、占用空间过大（上座率极低），标识标记不是特别明晰，服务水平也有待提高，能力障碍人士的设施设备运行情况一般等，商业服务特别是就餐环境较差（人少冬天温度低），衔接性和运营环境的结果稍稍出乎意料，如、出租拼座、黑车拉客等，特别是一些调查者并不是特别认可所谓“零换乘”或者“无缝衔接”，相关意见主要集中在太晚时公共交通跟不上。这些不足的地方，有些将随着北客站的利用率的提高得到改善，有些需要相关职能部门着力改进。

最后，从评价的总体结果看，84.2的得分一方面肯定了北客站的实力和地位，另一方面更显示出，虽然北客站是投入运营时间不长的综合型高铁枢纽站，但问题已经显现且亟须改进。

4 结论

作为一种现代交通运输方式的交汇点或终端区域，高速铁路枢纽站对于城市建设及城市经济发展影响巨大，因此近几年国内外很多人提出了不少评价高铁枢纽站的方法或途径，但往往是针对枢纽站的某个方面进行评价，全面的、整体性的评价研究较少。本文参考这些研究成果，将层次分析法和模糊综合评判法相融合，基于对评价目标即西安北站的特点分析，提出了一种将定性和定量分析相融合的评价手段，针对性地建立了评价指标体系。进一步地，通过实际调查和西安北站的综合评价，表明了本文设计的评价方法的可行性和实用性。这其中，本文采用的差异化调查方法较准确地体现了不同调查主体对调查结果乃至评价结果的影响程度。

[1] 中国铁道科学研究院.我国高速铁路突破一万公里[N].人民日报,2013.9.27.

[2] 李学伟.高速铁路概论[M].北京:中国铁道出版社, 2010.

[3] 于浩.我国高速铁路车站商业开发与管理模式探讨[J]. 铁道运输与经济, 2012(8): 39-43.

[4] 华商新闻.北客站将建环轨贯通四条地铁线打造综合交通枢纽[N]. http://news.hsw.cn/system/2013/03/26/051633219.shtml.

[5] 徐苗,等.高铁型综合交通枢纽换乘组织综合评价[J].山西建筑,2010, 36(2): 33-34.

[6] Marigorta R., Barnicle C.Spanish rail invest- ment [J]．Sectoral Report: Rail, 2010(3)：26-32.

[7] 王国辉. 铁路客运枢纽站与城市交通的衔接与协调研究[D].成都:西南交通大学硕士学位论文, 2007.

[8] 汪应洛.系统工程（第四版）[M]. 北京:机械工业出版社, 2009.