兰州新区现代有轨电车线网布置研究

柴海华

摘 要：通过对国内外城市轨道交通和现代有轨电车线网方案的研究，结合兰州新区建设现代有轨电车的实际情况，建立基于改进赋权法的VIKOR线路优选模型，利用MATLAB编程求解，得到线路优选模型结果与兰州新区现代有轨电车线网规划主推线路一致，验证了该优选模型的可行性与有效性。

关键词：有轨电车 VIKOR线路 线网布置

1 兰州新区城市交通现状与规

兰州新区位于兰州、白银、皋兰、永登的中央位置，是国家规划建设的综合交通枢纽，也是甘肃与外界交流的门户[1]。兰州新区周边和内部都有快速通道，城际铁路，公共交通通过，交通优势明显，但是新区内城市道路较少，分布不均匀，主要集中在中川循环经济产业园区及其周围。城市道路单一，公共交通发展缓慢，不便于乘客出行，道路等级低，出行结构不合理[2-3]。

存在的问题：

（1）交通条件整体较差，道路系统匮乏。

（2）公路等级较低，无法满足与城镇交通联系。

（3）公共交通体系不完善，不便于居民出行。

（4）路网体系不健全，不利于城市整体规划。

2 兰州新区现代有轨电车应用模式分析

2.1 经典应用模式总结

在美国，有轨电车建设的目的是为了解决都市的拥挤和空气污染问题。

在澳大利亚，悉尼的有轨电车运输系统为观光性质，早已成为当地的特色之一。

法国的有轨电车运输系统，在主要城市中作为周边卫星城的连接。

德国有轨电车运输系統发达，系统发展最为完备。

日本的有轨电车是城市的辅助交通运输系统。

在我国，有轨电车系统起步比较晚，大部分城市中仍然以私人交通工具和公共交通为主，但是在面临巨大的交通拥堵，交通瘫痪问题的同时，许多城市已经开始发展了新型有轨电车，为了缓解兰州新区未来交通拥堵问题，在城市规划中对兰州新区建设现代有轨电车有着重大的意义。

2.2 应用模式种类

3 兰州新区现代有轨电车线网方案优选

3.1 兰州新区现代有轨电车线网方案指标值得确定

不同的指标在现代有轨电车线网规划中重要度也不同，在对各指标进行重要度排序之前，首先应当明确指标的分类，根据不同的分类，对指标进行打分，根据投资效益的不同，将影响兰州新区现代有轨电车线网规划的指标分为成本型指标和效益型指标两大类；按指标值是否能够确定，将影响兰州新区现代有轨电车线网规划的指标分为定量指标和定性指标两大类；具体分类见表2。

定量指标的标准根据线网规划直接输入或者通过相关计算可以得到；定性指标通过划分评价等级，根据兰州新区现代有轨电车线网规划项目，兰州新区的定性指标可以分为四个等级：优、良、中、差，分别对应的分数为10、9、8、7。

3.2 权重的确定

权重的计算全部采用MATLAB编程的方式实现，限于文章篇幅的限制，文章将源程序和部分过程省略。

（1）主观权重的确定

1）重要度排序

针对兰州新区建设现代有轨电车的实际情况，对各指标排序如表3：

2）确定试验次数N

为了尽可能提高计算精度，本文采用0.01误差小于1%的条件，计算50次，由公式可知N5750，然后进行随机试验，可以求得主观权重。具体见表4。

（2）客观权重的确定

具体结果如表4所示。

（3）组合权重的确定

组合权重的确定，在计算组合权重时，首先确定重要度系数，分两种情况：将主观权重重要度系数取值0.4，客观权重重要度系数取值0.6；将主观权重重要度系数取值0.3，客观权重重要度系数取值0.7；具体计算结果如表4所示。

从上表的结果可以看出，交通出行结构（X1）、线路负荷强度（X2）、换乘系数（X4）、现代有轨电车全日客运量（X5）、线网规模（X7）以及对客流的吸引能力（X13）是比较重要的指标；而与大型客流集散点衔接（X8）、工程难易度（X16）和工程投资（X17）是不太重要的指标。本文采用组合赋权法，将主观赋权法的重要度系数定为0.3，将客观赋权法的重要度系数定为0.3。当然在实际应用中，可以根据实际工程的需要，对重要度系数进行调整。

3.3 兰州新区现代有轨电车VIKOR模型的方案优选

运用VIKOR模型进行线网规划方案优选的计算全部采用MATLAB计算，限于文章的篇幅，MATLAB源程序省略，各方案的VIKOR计算值如表5所示。

对方案进行优选。

1）基于主观赋权法的方案优选

由排序条件对方案进行优选：

由排序条件1可知：Ｑ２-Ｑ１=0.4251-0.0439=0.3812，0.3812＜１/（m-1）=0.5，不满足条件1；由排序条件2可知：S2>S1，则线路2和线路3都为优选线路。

由排序条件1可知：Ｑ3-Ｑ2=1.0000-0.4251=0.5749＞1/（m-1）=0.5，满足条件1，则线路2为优选线路。

综上可知：线路3=线路2＞线路1。

2）基于客观赋权法的方案优选

由排序条件对方案进行优选：

由排序条件1可知：Ｑ2-Ｑ1=0.0668-0.0598=0.0070，0.0070＜1/（m-1）=0.5，不满足条件1；由排序条件2可知：S2>S1，则线路2和线路3都为优选线路。

由排序条件1可知：Ｑ3-Ｑ2=1.0000-0.4023=0.5977＞1/（m-1）=0.5，满足条件1，则线路2为优选线路。

综上可知：线路3=线路2＞线路1。

3）基于组合赋权法的方案优选

由排序条件对方案进行优选：

由排序条件1可知：Ｑ２-Ｑ１=0.2994-0.0000=0.2994，0.2994＜1/（m-1）=0.5，不满足条件1；由排序条件2可知：S2>S1，则线路2和线路3都为优选线路。

由排序条件1可知：Ｑ3-Ｑ2=1.0000-0.2994=0.7006＞1/（m-1）=0.5，满足条件1，则线路2为优选线路。

综上可知：线路3=线路2＞线路1。但考虑到优选线路结果的可靠性、准确性以及实用性，本文推荐使用组合赋权VIKOR模型进行线路优选，所测的结果与兰州新区主推线路一致，充分验证了该方法的可行性，对兰州新区建设现代有轨电车具有指导意义。

4 分析与建议

VIKOR模型在实际应用中比较灵活，权重重要度系数v的取值会影响到Q值得大小，在实际工程应用中，可以根据具体情况对v值进行调整，提高v值，代表决策者更重视群效应最大化，降低Q值，代表决策者更重视最小化，通过调整权重重要度系数v，影响到Q值得改变，进而来分析线路优选结果的改变。随着重要度系数v的提高，Q值不断降低，群效益逐渐最大化，就线路2而言，v=0.1时的Q值是v=0.8时的Q值得3倍，VIKOR模型灵活实用，使得评价结果更加趋于实际，得到线路优选模型结果与兰州新区现代有轨电车线网规划主推线路一致，验证了该优选模型的可行性与有效性。

参考文献：

[1]莫荣韩.兰州新区现代有轨电车2号线纬一路至中川机场段方案研究[D].兰州交通大学，2017.

[2]张坤.天水市现代有轨电车线网规划研究[D].兰州交通大学，2017.

[3]黄志远，朱炜，徐瑞华.考虑运营组织因素的现代有轨电车线网规划方案优化[J].城市轨道交通研究，2017，20（09）：111-115.DOI：10.16037/j.1007-869x.2017.09.023.