王鵬

（中國(guó)鐵路總公司運(yùn)輸統(tǒng)籌監(jiān)督局 代理工程師，北京 100844）

0 引言

隨著近年來我國(guó)高鐵快速發(fā)展，高鐵已成為人民出行的重要選擇、國(guó)家發(fā)展的亮麗名片，尤其是2017年9月21日，“復(fù)興號(hào)”中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組率先在京滬高鐵實(shí)現(xiàn)時(shí)速350 km運(yùn)營(yíng)，復(fù)興號(hào)奔馳在祖國(guó)廣袤的土地上。目前，我國(guó)開行動(dòng)車組的提速既有線路已持續(xù)運(yùn)營(yíng)十余年，以京津城際為標(biāo)志的新建高速線路安全運(yùn)營(yíng)也近十年，及時(shí)對(duì)已運(yùn)營(yíng)高鐵開展綜合評(píng)價(jià)，對(duì)進(jìn)一步提高和補(bǔ)強(qiáng)安全保障能力、促進(jìn)高鐵可持續(xù)發(fā)展尤為迫切而必要。

高鐵的運(yùn)營(yíng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，影響高鐵運(yùn)營(yíng)評(píng)價(jià)的因素眾多而復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者對(duì)包括高鐵在內(nèi)的軌道交通運(yùn)營(yíng)評(píng)價(jià)開展研究。潘科等[1]基于三角模糊和可變模糊集理論的方法對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)；陳慧陽等[2]對(duì)高鐵運(yùn)營(yíng)安全構(gòu)建了指標(biāo)體系，并利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)；牛林杰[3]闡述了軌道交通安全現(xiàn)狀，利用群體可拓模糊理論對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)；謝覃禹等[4]研究了軌道交通線路的運(yùn)營(yíng)特征，從數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、綜合評(píng)價(jià)、提出建議四個(gè)階段對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)；姚國(guó)如等[5]分析了深圳城市軌道交通末班車動(dòng)態(tài)現(xiàn)象，研究了影響軌道交通正點(diǎn)的因素，并對(duì)其進(jìn)行了評(píng)價(jià)；張博昊等[6]分析了現(xiàn)有高鐵車站運(yùn)營(yíng)安全的現(xiàn)狀，構(gòu)建了高鐵車站安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，并應(yīng)用模糊方法對(duì)其進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本文擬通過現(xiàn)有技術(shù)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和事物客觀屬性，考慮量化指標(biāo)和定性分析，綜合利用AHP與Topsis方法將反映高鐵運(yùn)營(yíng)管理多項(xiàng)指標(biāo)的信息匯集在一起，綜合反映高鐵運(yùn)營(yíng)的整體情況，為提高我國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)質(zhì)量提供建議。

1 高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是否科學(xué)合理，能否全面反映高鐵運(yùn)營(yíng)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到評(píng)價(jià)工作質(zhì)量。根據(jù)中國(guó)鐵路總公司《高鐵運(yùn)營(yíng)安全質(zhì)量服務(wù)效益綜合評(píng)價(jià)辦法（試行）》[7]，高鐵運(yùn)營(yíng)安全質(zhì)量服務(wù)效益綜合評(píng)價(jià)是指對(duì)是指對(duì)已運(yùn)營(yíng)高鐵的安全管理、運(yùn)營(yíng)組織、設(shè)備狀態(tài)、客運(yùn)服務(wù)、經(jīng)營(yíng)狀況等進(jìn)行綜合檢查和評(píng)價(jià)，查找問題不足，分析研判潛在風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)安全、運(yùn)營(yíng)、質(zhì)量、服務(wù)、效益等提出優(yōu)化改進(jìn)措施；主要包括安全質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)、運(yùn)營(yíng)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)和經(jīng)營(yíng)效益綜合評(píng)價(jià)等方面。

從高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)安全質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、經(jīng)營(yíng)效益三方面入手，研究梳理各評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容項(xiàng)點(diǎn)，可以得到相應(yīng)的關(guān)鍵指標(biāo)，進(jìn)一步對(duì)指標(biāo)的類型進(jìn)行分析，構(gòu)建指標(biāo)體系如表1所示：

表1 高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

特別需要說明的是，考慮到不同高鐵線路所處地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境不同，運(yùn)營(yíng)里程、動(dòng)車組數(shù)量及結(jié)構(gòu)等設(shè)備設(shè)施情況存在差異較大，在對(duì)不同線路開展綜合評(píng)價(jià)尤其是進(jìn)行對(duì)比分析時(shí)，部分反映投入產(chǎn)出情況的量化指標(biāo)應(yīng)綜合考慮線路不同情況，減少運(yùn)營(yíng)環(huán)境、站段設(shè)置等存在的差異，因此要首先進(jìn)行歸一化處理，必要時(shí)使用單位絕對(duì)值。此外，從表1可以看出，綜合評(píng)價(jià)分析的指標(biāo)中存在大量定性指標(biāo)，分析計(jì)算時(shí)有必要先進(jìn)行量化，并通過專家打分、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法對(duì)權(quán)重進(jìn)行賦值。

2 高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)模型

2.1 層次分析法（AHP）

層次分析法 (Analytic Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱AHP)是將與決策問題有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。通過層次分析法理論建立階梯層次結(jié)構(gòu)圖，可以把復(fù)雜事務(wù)分解為元素的各個(gè)組成部分，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次組合在一起，建立一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型。當(dāng)某個(gè)層次包含的因素較多時(shí)，可以進(jìn)一步細(xì)分子層次。

2.1.1 確定指標(biāo)間的重要性

用xi(i=1,2,...,n)表示各個(gè)指標(biāo)的重要性大小。把xi按照重要性進(jìn)行排序，記x*i為排序后的第i個(gè)指標(biāo)，那么有 x*1＞x*2...＞x*n，該式表示把 xi按照重要性進(jìn)行排序后的關(guān)系式。

2.1.2 給出兩兩指標(biāo)間相對(duì)重要性數(shù)值

xk-1與xk之間重要性大小的量度用rk(k=2,3,...,n)進(jìn)行衡量，xk-1與xk重要性之比rk的賦值參考表2所示。

表2 指標(biāo)間重要性比較

2.1.3 計(jì)算權(quán)重系數(shù)

若專家給出的理性賦值rk滿足rk-1*rk＞1，則wn=

2.2 優(yōu)劣解距離法（Topsis）

Topsis（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution，簡(jiǎn)稱 Topsis）是系統(tǒng)工程有限方案多目標(biāo)決策分析的一種常用方法，可用于效益評(píng)價(jià)、決策、管理多個(gè)領(lǐng)域。其基本思想是：基于歸一化后的原始數(shù)據(jù)矩陣，找出有限方案中的最優(yōu)方案和最劣方案（分別用最優(yōu)向量和最劣向量表示），然后分別計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案和最劣方案的距離，獲得各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案的相對(duì)接近程度，以此作為評(píng)價(jià)優(yōu)劣的依據(jù)。

2.2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

假設(shè)有n個(gè)對(duì)象、m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，原始數(shù)據(jù)記為 X=(Xij)n×m。 對(duì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理， 即 Zij=一化后得到矩陣 Z=(Zij)n×m。

2.2.2 加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣

利用歸一化后的矩陣Z=(Zij)n×m與AHP法確定的各個(gè)指標(biāo)的總體權(quán)重W相乘得到加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣V，公式如下：

2.2.3 確定最優(yōu)向量與最劣向量

最優(yōu)向量記為Z+=(Zmax1,Zmax2,Zmax3,...,Zmaxn)

最劣向量記為Z-=(Zmin1,Zmin2,Zmin3,...,Zminn)

第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)、最劣方案的距離分別為:

2.2.4 計(jì)算各方案的相對(duì)接近度

第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與方案的接近程度 （值越大綜合效益越好）為

3 實(shí)例試算

3.1 建立層次分析結(jié)構(gòu)

把問題層次化是應(yīng)用AHP分析問題的首要任務(wù)。由于高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)涉及指標(biāo)較多，尤其定性指標(biāo)較多，為驗(yàn)證模型的評(píng)價(jià)效果，應(yīng)首先對(duì)三級(jí)指標(biāo)中的定性指標(biāo)進(jìn)行量化處理。同時(shí)對(duì)定量指標(biāo)中涉及多個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)點(diǎn)的，歸納或選取一個(gè)綜合性關(guān)鍵指標(biāo)，集中反映該指標(biāo)特征并開展試算。評(píng)價(jià)試算時(shí)選擇的指標(biāo)如表3所示。

表3 評(píng)價(jià)試算指標(biāo)層次分析結(jié)構(gòu)

3.2 確定各級(jí)指標(biāo)權(quán)重

按照評(píng)價(jià)的客觀性原則，邀請(qǐng)相關(guān)行業(yè)部分專家對(duì)高鐵運(yùn)營(yíng)管理各個(gè)相關(guān)指標(biāo)的重要性進(jìn)行打分，根據(jù)打分結(jié)果，得到安全管理、運(yùn)營(yíng)管理和效益管理3個(gè)二級(jí)指標(biāo)間的重要性大小程度，進(jìn)一步得到三級(jí)權(quán)重和各個(gè)指標(biāo)的總體權(quán)重，如圖1所示。

圖1 各級(jí)指標(biāo)權(quán)重

權(quán)重打分賦值情況一定程度上反映了以專家為代表的社會(huì)各界對(duì)高鐵運(yùn)營(yíng)管理各項(xiàng)工作的滿意度和期待值。在二級(jí)指標(biāo)中，安全指標(biāo)所占比重最大，由此可見，保障高鐵和旅客安全仍是高鐵運(yùn)營(yíng)的生命線。而就整體而言，設(shè)備狀態(tài)和收入管理所占比重最大，動(dòng)車組等高鐵設(shè)備技術(shù)狀態(tài)和可持續(xù)發(fā)展能力受到關(guān)注最多。

一是在安全管理評(píng)價(jià)指標(biāo)中，綜合反映高鐵設(shè)備設(shè)施技術(shù)狀態(tài)、投入產(chǎn)出效果的動(dòng)車組日產(chǎn)量擁有更多的權(quán)重；運(yùn)營(yíng)發(fā)生的設(shè)備故障、檢查發(fā)現(xiàn)存在的問題數(shù)量及整改情況次之；基礎(chǔ)管理和外部環(huán)境因素在安全評(píng)價(jià)指標(biāo)中的權(quán)重最小，高鐵運(yùn)營(yíng)條件和線路環(huán)境等得到了社會(huì)普遍認(rèn)可。

二是在運(yùn)營(yíng)管理評(píng)價(jià)指標(biāo)中，能夠反映動(dòng)車組數(shù)量、列車追蹤間隔等因素的運(yùn)輸密度指標(biāo)得到的權(quán)重較列車客座率、旅客發(fā)送量等指標(biāo)更多，主要原因在于社會(huì)需求進(jìn)入消費(fèi)升級(jí)新的階段，人員出行頻次大幅增加，高鐵運(yùn)輸需求較為旺盛，而目前高鐵供需結(jié)構(gòu)仍不平衡，需求能否得到滿足主要取決于供給能力；旅客滿意度的權(quán)重次之，選擇高鐵出行的人群對(duì)旅行環(huán)境舒適度要求較高，旅客滿意程度成為評(píng)價(jià)高鐵服務(wù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)；行車組織在運(yùn)營(yíng)管理評(píng)價(jià)指標(biāo)中的權(quán)重最小，主要原因在于高鐵在各交通運(yùn)輸方式中正點(diǎn)率較高，旅客對(duì)高鐵準(zhǔn)時(shí)、正點(diǎn)運(yùn)行具有信心。

三是在效益管理評(píng)價(jià)指標(biāo)中，反映高鐵運(yùn)營(yíng)管理水平和可持續(xù)發(fā)展能力的收入、成本管理指標(biāo)的權(quán)重位居前兩位，降本增效是高鐵運(yùn)營(yíng)的不懈追求；得益于高鐵站車資源的比較優(yōu)勢(shì)，旅游商貿(mào)、品牌廣告、WiFi經(jīng)營(yíng)等項(xiàng)目帶來的經(jīng)營(yíng)開發(fā)收入在評(píng)價(jià)高鐵效益方面所占的比重也將越來越大，經(jīng)營(yíng)開發(fā)指標(biāo)權(quán)重緊隨其后；由于目前大部分高鐵運(yùn)價(jià)率相對(duì)固定，市場(chǎng)化運(yùn)價(jià)僅在動(dòng)臥、東南沿海、海南環(huán)島等部分線路上應(yīng)用，高鐵價(jià)格策略仍在探索完善中，因此運(yùn)價(jià)管理擁有的權(quán)重在效益管理指標(biāo)中最小。

3.3 試算案例

以字母代替線別名稱，對(duì)S1、S2、S3等3條高鐵線路運(yùn)營(yíng)管理情況開展綜合評(píng)價(jià)試算，以檢驗(yàn)評(píng)價(jià)模型的有效性。首先對(duì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到三條高鐵線路運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)的評(píng)分矩陣。進(jìn)一步，通過優(yōu)劣解距離法，與AHP法確定的各個(gè)指標(biāo)的總體權(quán)重相乘計(jì)算出加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，并得到最優(yōu)向量和最劣向量（見表4）。

表4 最優(yōu)向量和最劣向量求解

根據(jù)上述指標(biāo)和最優(yōu)、最劣向量求解，得到相關(guān)高鐵線路綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的分析結(jié)果如下（見表5）。

表5 高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

從評(píng)價(jià)結(jié)果看，三條高鐵中S1的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果最理想，S2次之，S3距離其他兩條線路存在一定差距。從二級(jí)指標(biāo)情況來看，S1安全管理情況得到的分?jǐn)?shù)最高，S2經(jīng)營(yíng)效益最好。

然而，開展高鐵綜合評(píng)價(jià)的目的不僅在于對(duì)已運(yùn)營(yíng)高鐵進(jìn)行打分評(píng)判，而是通過評(píng)價(jià)掌握高鐵運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀，及時(shí)發(fā)現(xiàn)高鐵運(yùn)營(yíng)管理中存在的不足，通過運(yùn)營(yíng)實(shí)踐追蹤未達(dá)到規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)提出目標(biāo)預(yù)期的問題及原因，有針對(duì)性地提出改進(jìn)措施，從而改善和提高高鐵運(yùn)營(yíng)管理的可持續(xù)發(fā)展能力。為此，應(yīng)根據(jù)高鐵綜合評(píng)價(jià)橫向比較情況，進(jìn)一步對(duì)某具體高鐵運(yùn)營(yíng)管理情況進(jìn)行挖掘。如對(duì)算例中總分最低的S3線路，可采用模糊評(píng)價(jià)等方法對(duì)每一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)完成情況進(jìn)行評(píng)判，深入分析影響分值的制約因素，進(jìn)而提出優(yōu)化改進(jìn)措施；對(duì)安全管理評(píng)分最低的S2線路，重點(diǎn)對(duì)檢查發(fā)現(xiàn)的問題整改情況、設(shè)備設(shè)施技術(shù)狀態(tài)及投入產(chǎn)出效率、應(yīng)急管理及基礎(chǔ)管理水平、外部環(huán)境管控情況等方面進(jìn)行逐項(xiàng)分析，排查存在的安全隱患，進(jìn)一步提升安全管理水平，確保高鐵運(yùn)輸安全持續(xù)穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

本文構(gòu)建基于AHP和Topsis方法的高鐵運(yùn)營(yíng)綜合評(píng)價(jià)體系，對(duì)兩種評(píng)價(jià)方法有機(jī)組合，通過實(shí)例試算驗(yàn)證了模型的有效性，并具備在此基礎(chǔ)上對(duì)單一線路開展專項(xiàng)分析的條件，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)合理、有針對(duì)性，對(duì)實(shí)現(xiàn)鐵路高質(zhì)量發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1）模型構(gòu)建的高鐵運(yùn)營(yíng)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，不僅考慮了各層次評(píng)價(jià)指標(biāo)的全部信息，而且將定性評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)重進(jìn)行了量化，能夠在一定程度上反映高鐵運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量，解決了評(píng)價(jià)問題中定性指標(biāo)通常難以準(zhǔn)確量化和統(tǒng)計(jì)的問題。

2）模型通過對(duì)已運(yùn)營(yíng)高鐵案例進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)試算，能夠及時(shí)了解高鐵列車的運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)高鐵運(yùn)營(yíng)管理中的不足之處，未達(dá)到規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)提出的目標(biāo)預(yù)期的問題，有針對(duì)性地提出改進(jìn)措施，從而改善提高高鐵運(yùn)營(yíng)管理可持續(xù)發(fā)展能力。

3）對(duì)于需要單獨(dú)分析的高鐵線路，模型中的指標(biāo)體系給出了評(píng)價(jià)分析的框架，可據(jù)此逐項(xiàng)研究分析指標(biāo)完成情況，為準(zhǔn)確掌握已運(yùn)營(yíng)高鐵在安全質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和經(jīng)營(yíng)效益等方面的情況及查找問題不足提供指導(dǎo)，進(jìn)一步分析研判潛在風(fēng)險(xiǎn)，提出優(yōu)化改進(jìn)措施。