基金项目:陕西省自然科学基金项目(2020-SF159)
第一作者:曹 振(1978—),男,博士,教授,主要研究城市公共交通空间综合规划与开发.E-mail:653102531@qq.com 通信作者:刘芮伶(1997—),女,研究生,主要研究城市公交场站综合开发.E-mail:819346735@qq.com
(西安建筑科技大学 土木工程学院,陕西 西安 710055)
(School of Civil Engineering,Xi'an Univ.of Arch. & Tech.,Xi'an 710055,China)
Stock land resources; Public transport facilities; Comprehensive development; VIKOR evaluation method; Evaluation model
DOI: 10.15986/j.1006-7930.2023.01.002
随着国家优先发展公共交通政策的推行,对公共交通一体化发展进行探索性试验已为各地的发展提供了指南.公交场站作为保障公交正常运转的重要阵地之一,全国各城市在前期对其规划时多缺乏长远的打算,从而导致现有公交场站面临着用地匮乏、换乘不便、设施老化等诸多问题[1].同时,我国现有公交场站多采用平面式布局,这种布局形式不能使场站的土地资源得到充分利用.由此,公交场站“独立占地”的情况将难以为继,由平面向立体式发展、与地上地下空间相结合对其进行综合开发将是公交场站发展的必然趋势.影响判断公交场站是否适合进行综合开发的因素众多,且国内各城市公交场站特点不尽相同,因此,研究出对于国内公交场站综合开发通用的指数范围对今后的城市交通发展具有重要意义.
国内外学者对于公共交通用地综合开发评价指数的研究多集中在场站开发模式探讨、商业业态的选择,以及指数模型建立等三方面.日本于20世纪初期,率先尝试以轨道交通与房地产市场相结合的形式进行综合开发[2].紧接着,新加坡也开始尝试将地铁站点与不同形式的物业相结合的方式进行综合开发[3].Voith[4]发现,位于美国费城快速轨道线路附近的房产价格上升了约8个百分点.Amstrong[5]发现位于波士顿轨道交通附近的房产价格上涨了6.7个百分点,在此基础上还发现公共交通的改善同样会引起人流的聚集.Benjamin[6]发现位于华盛顿地铁站点周边的公寓每靠近站点160 m,租金就会减少2.5个百分点.Alexa[7]通过对澳大利亚墨尔本边缘地区进行研究发现,公共汽车具有公共交通和社会交通两种属性,并探讨了其对周边房地产市场的影响.梁晓红[8]提出,我国需要根据具体情况制定差异化的政策从而最大化地利用公交场站用地.陈程[9]总结出公交场站开发的4种模式和适用范围并提出了可能存在的问题.王静[10]采用线性加权综合评价模型得到了中国省域经济高质量发展指数.曾凡龙[11]采用熵权-VIKOR与AGA-BP相结合的绩效评价模型.胡立伟[12]基于AHM构建了区域路网服务退化指数模型并成功应用于昆明市主干路路网.刘大林[13]通过VIKOR方法对在电商环境下,企业对供应商的选择进行了评价.王当仁[14]根据信息熵模型求得的中心性指数确定轨道交通站点的商业业态.
总结发现,国内外学者对于公共交通综合开发的研究多是针对轨道交通以及对公交场站开发模式的初步探讨,关于公交场站是否适合进行综合开发的指数体系研究仍不明确.且国内外对于评价方法的研究多是采用定性评价,受人为主观影响较大,多属性决策问题中的VIKOR评价法是一种既能最大化群体效益值,又能最小化个体遗憾值,还能将决策者的个人偏好加入其中的排序方法.判断公交场站是否适合综合开发并进行排序属于多属性决策问题,因此,以西安市公交场站为实例,基于VIKOR法构建出公交场站综合开发指标体系,最终输出适合进行综合开发公交场站顺序的结论,为城市公交场站综合开发提供思路.
通过对国内外
参考文献及现有案例研究发现,评价公交场站是否适合进行综合开发需在确定评价方法后对场站进行大量调研,了解各场站大致情况并从中选取适当因素作为指标,在求得指标权重后将其代入评价模型中,最终通过模型运算得到适宜进行综合开发的公交场站.
评价公交场站是否适合进行综合开发的关键在于评价方法的选择,目前,国内外已有众多评价方法,考虑到场站综合开发所选各指标多是定性指标,且评价结果涉及到排序问题,多属性决策问题中的VIKOR方法正是解决此类问题的代表方法,因此,以VIKOR法建立评价模型.具体步骤如下:
(1)建立原始矩阵
在评价体系中,待评价公交场站共m个,每个场站的评价指标有n个,设待评价场站各指标得分为cij,从而得到m×n的原始矩阵C.
(2)规范化矩阵
采用平方和归一化法将公式(1)进行规范化处理,具体公式如式(2)和式(3)所示,得到矩阵X.
(3)确定正负理想解
根据公式(5)和公式(6)确定正理想解r+j和负理想解r-j.
式中:J+表示属性为效益型的总集合,J-表示属性为经济型的总集合.
(4)计算群体效益值S、个体遗憾值R及VIKOR值Q
通过公式(7)和公式(8)可计算出各待评价场站的群体效益值及个体遗憾值,其中,ω为权重.
式中:S表示待评价场站的群体效益,值越小说明群体效益越大; R表示待评价场站的个体遗憾,值越小也说明群体效益越好.
最后根据公式(9)计算Q值,Q值越小说明待评价场站综合开发条件越好,以此能将待评价场站进行优劣排列.
式中:λ为决策机制系数,当λ>0.5时,表示决策者更偏向于群体效益度; 当λ<0.5时,表示决策者更偏向于个体遗憾度; 当λ=0.5时,表示决策者不存在明显偏好.S+=maxSi,S-=minSi,R+=maxRi,R-=minRi.
(5)约束条件
约束条件一:阈值
(Q2-Q1)≥(m-1)-1(10)
式中:Q2和Q1分别表示Q值最小的第二和第一位,规定当最终计算得到的Q值满足式(10)时才能确定排在第一的场站综合开发条件优于排在第二的方案; 当有多个方案时,应将排序第一的方案与其余方案一一代入公式(10)进行比较.
约束条件二:决策可靠度
为了保证决策结果的可靠性,规定Q值按照从小到大排序第一的方案其S及R值均应小于排序第二的方案.
评判法则:若排在第一和第二的方案同时满足式(10)和式(11),则排在第一的就是最优的方案; 若只满足式(11),则排在第一和第二的均为最优方案; 若所有方案均无法满足式(10)而只满足式(11),则所有不满足式(10)的均为最优方案.
通过向西安市公共交通集团有限公司了解得到,西安市现有公交场站共36个,总占地面积66.392 hm2,0.012~13.333 hm2不等,其中5 hm2以上的场站18个,5 hm2以下的18个.36个场站共涵盖了公交停车场、保养厂、枢纽站及公交首末站等场站类型,分属于西安市10个行政区.场站具体分类情况见图1.
在对各场站所属行政区进行数据统计后得到10个行政区在2020年的年生产总值(GDP)和在第七次人口普查中显示的常住人口数见图2.
若将36个场站按照周边交通情况可共分为以下六类:(1)场站周边1 km范围内有地铁通行,且在未来交通规划中还有其他地铁线路通行;(2)场站周边1 km范围内有地铁通行,且在未来交通规划中会有快速路、客运站等重要交通场所;(3)场站周边1 km范围内有地铁通行,但在未来交通规划中暂无任何规划;(4)场站周边1 km范围内无地铁通行,但在未来交通规划中有地铁通行;(5)场站周边1 km范围内无地铁通行,但在未来交通规划中有快速路、客运站等重要交通场所;(6)场站周边1 km范围内无地铁通行,且在未来交通规划中也暂无任何规划.六种类型的场站个数分别为:7、3、8、3、0、15.
将36个场站按照周边1 km范围内产业情况进行整理得到:36个场站中有30个场站周边均有居住配套,其中有28个场站周边小区个数在1~10之间; 有26个场站周边有教育配套,其中有20个场站周边学校个数在1~5; 有21个场站周边有医疗配套,其中有20个场站周边医院个数在1~5; 有18个场站周边有商业配套,且周边大型商场个数均在1~5; 有13个场站周边有商务配套,其中有5个场站周边公司数在5~10; 有4个场站周边有酒店配套,酒店个数均低于5个.
再将场站按照周边产业配套多样性进行分类:场站周边只有一种配套产业的场站有4个; 有两种配套产业的场站有8个; 有三种配套产业的有9个; 有四种配套产业的有10个; 有五种配套产业的有5个; 没有有六种及以上配套产业的场站.
对36个公交场站所涉及到的10个行政区乃至西安市近几年土地市场进行分析总结得到,自2021年政府出台一系列关于促进房地产市场平稳发展的政策以来,西安市开发用地价格依然呈上涨的趋势,而商品房市场受政策影响,价格虽然仍在上涨,但增速较之前明显放缓.在2021年西安市10个行政区中居住用地热点区域有高新区和高陵区; 商品住宅和商务、公寓的热点供销区域中有灞桥区和高新区.近几年西安市招拍挂市场商业用地量价变化图如图3所示.可以得到,2021年西安市商业用地成交面积较2020年有所下降,而土地单价较2020年同比上涨了6.45%,楼面单价在2 600元/m2左右.
要判断一个公交场站是否适合进行综合开发,需要对场站各方面进行考量,以求开发后为场站带来的效益最优.根据吴德铭[15]在其论文中所提到的指标选取原则,再结合国内外场站开发实例,综合考虑选取一级指标层分别为场站因素、交通情况和场站所处区域因素,再根据对西安市现有公交场站现状考察情况最终将各一级指标层细分为如表1中所示的二级指标,指标性质一栏中效益型指标表示数值越大越好,经济型指标表示数值越小越好.
通过对国内外公交场站综合开发的实例进行分析研究发现,公交场站面积大小将直接决定场站是否适合进行开发,且面积越大越利于开发,因此,在指标选取时应首先纳入考虑范围.将面积在0.067 hm2以下(包括0.067 hm2)的公交场站赋值为1,面积在0.067~6.667 hm2的场站赋值为2,面积大于6.667 hm2的场站赋值为3.
公交场站绝大部分为交通场站或交通枢纽用地,要进行综合开发必须先进行用地性质调整,是否持有土地证及调整的难度对场站能否进行开发影响较大,在指标选取时也需从多方面考量.无证场站开发难度大,考虑赋值为1; 有证的交通场站或交通枢纽用地,要进行用地性质调整后开发,赋值为2; 有证的商业用地或居住用地可直接开发,赋值为3; 有证的商住用地开发最便利,赋值为4.
所有场站周边几乎都有居住用地,考虑到周边工业用地较多的场站不适宜进行开发,因此赋值为1; 以此类推,按照场站周边物流仓储用地、中小学用地、公园绿地、商业用地占比最高分别赋值为2、3、4、5.
场站通行的公交线路数作为场站人口来源的保障也应纳入指标选取的范畴,初步考虑分别将通行公交线路数≤10条、10~20条、20条以上的场站赋值为1、2、3.
交通现状按周边1 km范围内无任何大型交通设施、1 km范围内有快速路或立交桥或客运站、1 km范围内有1条地铁、1 km范围内有至少2条地铁分别赋值为1、2、3、4.
交通规划按规划范围内无任何规划、规划有快速路或立交桥或客运站、规划有1条地铁线路、规划有至少2条地铁线路分别赋值为1、2、3、4.
距市中心距离按20 km以上、10~20 km、0~10 km分别赋值为1、2、3.
经济情况按区域生产总值在0~1 000亿元、1 000~2 000亿元、2 000~3 000亿元分别赋值为1、2、3.
人口情况将直接影响场站开发后的客流量,因此,按场站所处区域常住人口总数在0~50万人、50~100万人、100~150万人分别赋值为1、2、3.
土地市场按3 000~4 000元/m2、4 000~5 000元/m2、5 000~6 000元/m2、6 000元/m2以上分别赋值为1、2、3、4.
周边配套产业过多容易影响场站开发后的收益,过少则说明该场站周边不适于开发,因此,按场站周边配套产业有1和6个、2和5个、3和4个分别赋值为1、2、3.
西安市作为历史文化名城,其各行政区域内分布有大量的古遗址,按照相关规定,位于遗址的重点保护范围、保护范围及建设控制地带的建筑均保持现状,不得再修新的建筑.因此,所处区域是否位于遗址保护区域将是影响判断场站是否适合进行综合开发的关键因素.本文所涉及场站均没有位于遗址的重点保护范围和保护范围,因此,按照场站位于一类建设控制地带、二类建设控制地带及遗址景观协调区分别赋值为0、0、1,其余场站均赋值为2.
对36个场站各指标通过以上方式进行赋值得到原始矩阵C.
计算指标权重的方法已有许多,本文首先采用浓缩信息原理的因子分析法计算各一级指标权重,再通过熵值法计算各二级指标权重,最终将二者结合得到各指标最终权重.
利用SPSS软件对各一级指标进行因子分析,得到总方差解释图如下.
由图4可得,前3个因子所累积的占比达到了66.269%,说明该3个因子已能表达原数据的66.269%,且它们的特征根均大于1,因此符合前期预设的3个一级指标.旋转后前3个指标分别占比24.524%、21.064、20.681%,较为均匀,且方差解释率超过60%,说明表达效果较好.将3个因子占比进行归一化,即能得到各一级指标的权重分别为:0.370,0.318,0.312.
再将原始矩阵C代入以下代码,利用MATLAB软件,即能得到各二级指标熵值法的权重.
A=[]
[n,m]=size(A);
for j=1:m
C(:,j)=(A(:,j)-min(A(:,j)))./(max(A(:,j))-min(A(:,j)));
end
for i=1:n
for j=1:m
P(i,j)=C(i,j)./sum(C(:,j));
end
end
for i=1:n
for j=1:m
if P(i,j)==0
P(i,j)=1E-6
end
end
end
for j=1:m
e(j)=(-1/log(n))*sum(P(:,j).*log(P(:,j)));
end
d=1-e
for j=1:m
w(j)=d(j)/sum(d)
end
s=w*P'; s=s';
[ssort,id]=sort(s,'descend')
最终得到各一级指标下的二级指标的熵值法权重.已知二级指标层各指标对目标层的权重等于二级指标层相对于一级指标层的权重×一级指标层的权重.由此得到各指标最终权重见表3.
在将原始矩阵规范化后根据公式(5)和公式(6)即可得到正负理想解分别为
r+j=(0.282,0.185,0.222,0.311,0.261,0.331,0.208,0.354,0.281,0.222,0.222,0.199,0.171)
r-j=(0.094,0.062,0.044,0.104,0.065,0.083,0.069,0.039,0.094,0.074,0.056,0.066,0.000)
接着根据公式(7)至公式(9)分别计算S、R及Q值,其中,ω由表5表示为:ω=(0.114 0,0.038 1,0.037 6,0.153 8,0.093 9,0.197 2,0.036 1,0.101 8,0.018 2,0.055 6,0.069 7,0.084 1),本文λ取0.5,即表示决策者对于群体效益或个体遗憾不存在明显偏好.最终按照Q值从小到大的顺序对36块场站进行排序如表5所示.
由表5可得,按照Q值由小到大对场站进行排序后,排在第1位的场站为场站二,第2位为场站八,第3位为场站九……,第36位为场站三十二.将各场站计算得到的VIKOR值两两代入式(10)和式(11)进行约束条件验证可得:排名第七之前的场站(包括场站七),与排名第一的场站两两进行比较均只满足约束条件一,表明这七块场站均为建议优先进行综合开发的场站.在剩余场站中,结合前期利用熵值法得到的各场站的指标排序情况以及各场站的实际调研情况来看,认为Q值小于0.5的场站建议进行综合开发,而Q值大于0.5的场站建议暂不开发.
综合来看,西安市现有36块公交场站建议优先进行综合开发的场站有7块,建议进行综合开发的场站有2块,建议暂不开发的场站有27块.结合前文计算出的各指标权重进行分析,对于场站面积较小尤其是0.667 hm2以下的公交场站不建议进行综合开发,而场站及周边土地用地性质对判断场站是否适合进行开发影响不大,场站本身所通行的公交线路也不是决定场站是否适合进行开发的关键,最关键的影响指数应是场站面积及所处区域是否位于遗址保护区.
由此,根据表中数据及Q值可以为公交场站综合开发指数提供参考数据,即当Q值在区间[0,0.32]时建议优先进行综合开发,在区间(0.32,0.5]时建议进行综合开发,而当Q值在区间(0.5,1]时建议暂不进行开发,该指数可为不同公交场站开发提供参考.本文研究所得到的指数及结论可以为今后城市公交场站的综合开发评价提供参考.
本文以西安市公交场站为例,构建出判断现有公交场站是否适合进行综合开发的指数体系,结果表明:
(1)通过因子分析法和熵值法分别求得各指标的权重,通过主观评判加客观评判的方法得出现有公交场站的面积、周边交通现状及规划、所处区域是否位于遗址保护区是影响评价公交场站是否适合进行综合开发的关键指数,在今后的公交场站评价中可优先纳入考虑范围;
(2)将西安市现有36个公交场站代入VIKOR模型,得出有7个场站建议优先进行综合开发,2个场站建议进行综合开发,其余均建议暂不进行开发,总结出现有的公交场站并非所有都适合进行综合开发.并根据Q值给出建议综合开发公交场站的指数集合,可为今后的交通部门及开发商提供参考;
(3)本文仅以西安市公交场站为例,所搜集的资料有限,影响评价场站是否适合进行综合开发的因素还有许多,未来在相关研究中,可考虑与公共交通公司及开发商配合来获取更多数据以完善指数体系.