烟大海底隧道可行性分析报告

分 数: ___________

任课教师签字：___________

华北电力大学研究生结课作业

学 年 学 期：2014年第1学期

课 程 名 称：系统工程

学 生 姓 名：王桐

学 号：2142216004

提 交 时 间：2014年11月11日

本次结课作业目录

烟大海底隧道系统评价分析（原创） .................................................................................................. 1

0本次作业的主要内容 . ........................................................................................................... 1

1引言........................................................................................................................................ 2

2项目背景 . ............................................................................................................................... 2

3系统评价方法 . ....................................................................................................................... 3

3.1 系统价值评价方法综述 . ........................................................................................... 3

3.2相关影响因素的评价指标 . ........................................................................................ 4

3.3 加权平均法则与证据理论法则 . ............................................................................... 4

4建造过程中各类影响因素介绍及价值分析 . ....................................................................... 5

4.1技术问题 . .................................................................................................................... 5

4.2资金问题 . .................................................................................................................. 10

4.3工程勘测与实施技术[3] . ........................................................................................... 11

4.4生态问题 . .................................................................................................................. 12

4.5实际需求量 . .............................................................................................................. 14

4.6建成后对中国发展的意义 . ...................................................................................... 17

5价值分析——基于加权加法的价值判断 . ......................................................................... 20

5.1 识别框架 . ................................................................................................................. 20

5.2 联合规则 . ................................................................................................................. 20

6已经完工的先例——英法海底隧道[6] ............................................................................. 21

6.1客运需求 . .................................................................................................................. 22

6.2货物输送量 . .............................................................................................................. 23

6.3财政表现 . .................................................................................................................. 24

7结论...................................................................................................................................... 25

参考文献 . ................................................................................................................................ 25

烟大海底隧道系统评价分析（原创）

摘要：烟大海底隧道虽然在短期内可能无法实现盈利，但是，其连通山东半岛与辽宁半岛的意义还是对国计民生有很重大的意义的，并且对未来的发展具有前瞻作用和推动作用，具有较大的价值。因此，本文认为烟大海底隧道建设是可行的。

0本次作业的主要内容

在学习了《系统工程》课程之后，根据课堂上讨论的烟大海底隧道的问题，我根据参考书目[1]中介绍的价值加权法，利用Matlab 计算系统的可行建造价值。本文将首先介绍烟大海底隧道的基本情况与背景，然后给出系统评价的相关方法论，确定衡量的标尺和尺度，之后，讨论其初步勘测的可行性，判断其建设的客观因素是否具备，得出其技术与资金基础的可行性；之后，根据经济学原理，讨论其建设的成本和收益的预期，讨论起需求量与增长量的客观收益，计算获利价值；最后指出其建设利大于弊之所在：从中国的实际情况出发，打通山东半岛和辽宁半岛是发展的趋势，于国于民的建造价值；最后通过价值分析法，以加权平均化的方法分析其建造价值。最后通过英法海底隧道的运行实例，揭示海底隧道建成后对中国发展的启示。

1引言

大连至烟台海底隧道，指辽宁大连至山东烟台之间修建的海底隧道，投资约2600亿元左右，归属铁路总公司管理，届时从大连到烟台最多只需要40分钟。

渤海湾通道打通东北三省与山东，区域经济互联互通提速。项目将进一步贯通区域交通网络。据项目专家公开介绍，在初步设计方案中，跨海隧道从大连旅顺附近入地，在山东蓬莱登陆，最后抵达烟台。整条隧道全长123公里，开通运营后，从大连到烟台最多只需40分钟，这意味着从烟台到大连将可以不必绕行山海关，山东到东北三省的时间将由目前的几个小时极大地缩短。这条隧道建成后也会成为世界上最长的隧道，超过现有的世界最长海底隧道，即连接青森地区与北海道函馆地区的日本青函隧道。

我们认为，这一隧道建设项目，其意义和作用不单单体现在工程建设本身，由于其独特的位臵，它处于渤海湾、东北、中韩自贸区、滨海新区等多个区域经济带的连接点或辐射范围内，将受到多个主题的影响，形成较强的共振效应。大连作为一个港口城市，倚靠整个东北腹地，通过海底隧道工程，与山东这个经济大省实现了更快更好的连接，为振兴东北这个国家级区域战略助力。

对于这样一项可能对经济社会乃至环境生态产生重大影响的浩大工程而言，必须做好扎实的前期论证，倾听各方面的声音，通过充分公开讨论，谨慎、缜密、全面地评估各种可能。这样庞大的一项系统工程，不仅是科学问题，还是经济问题，程序问题„„

2项目背景

在2013年两会中，渤海海峡跨海通道战略规划研究项目组组长、中国工程院院士王梦恕在该项目立项报告撰写期间透露了一些观点，根据他的观点，整理为下列几个关键点[2]

项目

渤海海峡跨海通道战略规划研究项目组组长、中国工程院院士王梦恕在参加2013年全国“两会”期间曾透露，由他牵头研究的大连至烟台海底隧道项目，未来有望通行时速250公里的动车组，大概投入估计在2000亿元以上。

审批 2013年12月，渤海海峡跨海通道(以下简称跨海通道) 最终方案将定稿，形成一个总报告和12个分报告。接着，这些报告将以中国工程院的名义上报国务院。

尽管目前跨海通道的最后工期还没有确定，但中国工程院院士王梦恕表示，预计整体投资在2600亿元左右，12年左右即可收回成本。

优势 2012年，渤海海峡跨海通道战略规划研究项目组组长、中国工程院院士王梦恕正式参与到跨海通道项目中。在他参与之前，曾有专家提出“先隧后桥”的方案。在实地考察和各种会议的研究讨论后，跨海通道正式否决了之前的方案，定为深埋的全隧道方案。王梦恕认为“深埋最大的好处就是抗风险”。

结构 跨海通道将采用复合衬砌结构的形式。据此前报道，整个建设周期大约需要6年。

时速 在即将上报的方案中，跨海通道先从大连旅顺附近定一个入地点，蓬莱有一个登陆点，然后就到达了烟台。整条隧道全长123公里，火车设计时速为250公里，运行速度能达到220公里/小时，届时从大连到烟台最多只需要40分钟。

跨海通道的火车都是平板车，当汽车要通过渤海湾隧道时，人可以不下汽车，直接把车开上平板火车，进行固定后，由火车统一拉过隧道，到达后，火车的固定自动解开后，司机就可以直接开车出通道。

成果

预计通道年入200亿

3系统评价方法

3.1 系统价值评价方法综述

系统评价是人们对系统（客体）做出价值判断的过程。就是说系统评价是人们依据确定的目的来测量事物（系统）的有关属性，并将这些属性转化为主观效用，从而综合成系统的主观效用（价值）的过程。

系统评价首要的问题是确定评价的目的，目的不同，同一对象的评价内容不同，评价的方法也不同；其次要分解出系统的属性，一般来讲系统有物理属性和社会属性；第三是测定不同系统属性的主观效用；第四要根据系统属性的相互关系综合出系统的总效用（价值）。

系统的客观效用是指处在一定状态下的系统功能行为满足外部环境客观要求的程度，它既是系统状态的函数，又是外部环境的函数。即F=ｆ(X.E) 它是客观存在的，但测量是十分困难的。

由于最终的评价值是将各个属性加以综合得到的，而综合过程是将各个属性

按一定的权重及并合原则得到的。采用的并合原则和权重的计算方法是评价者（集团）决定的。 其次社会观念不断变迁，今天科学的权重明天会变得不合理。所以，评价值只能是事物（系统）的社会效用这个绝对真理的相对值。

3.2相关影响因素的评价指标

统评价指标体系是由若干个单项评价指标组成的整体。评价指标体系要完整、科学合理，要形成系统，能反映出所要解决问题的各项要求，反映待评系统的各个方面。以下是评价指标体系通常应该包括的一些大类指标。

⑴ 政策性指标。反映政府的方针政策、法律法规和发展规划等方面的要求。 ⑵ 技术性指标。描述系统的各种技术参数的指标。

⑶ 经济性指标。描述系统经济特征的参数指标，通常有成本、利润和税金、投资额、流动资金、投资回收期、建设周期等。

⑷ 社会性指标。如对地区综合发展的影响的能力、提供的就业机会、产生的社会福利等。

⑸ 资源性指标。如工程项目中的物资、人力、能源、矿产、土地等。

⑹ 环境指标。反映对生态环境方面影响的指标，如污染、破坏、环境与生物保护等。

⑺ 时间性指标。如工程进度、时间节约等。

3.3 加权平均法则与证据理论法则

加权平均法：加权平均法分为加法加权和乘法加权两种形式。设方案A i 的指标因素b j 的得分为a ij 。加法加权平均法计算A i 方案的综合评价值的公式如下：

B i =∑λj a ij , i =1, 2, , m （1）

式中，为A i 方案的综合评价值，λj 为权系数，满足0≤λj ≤1,

乘法加权平均法计算A i 方案的综合评价值的公式如下：

n n j =1∑λj =1n j =1

B i =∏κj a ij , i =1, 2, , m （2）

式中k j 为权系数。

证据理论的论域称为识别框架，记为Θ，包含有限个数的基本命题，记为{u0，u 1，u 2，…，u n }，对应概率论中的基本事件记为基元，在目标识别的模式中，Θ中的基元全部是対立且互不相容的。

如果存在函数集m :2Θ→[0, 1]，满足下列关系：

m (φ) =0 (3) j =1

∑m (u i ) =1，u i ∈Θ (4)

称m 为识别框架Θ上的信度函数分配，如果m (u i ) ≠0，则称u i 为信度函数分配上的焦元。m(ui ) 表示证据分配到本焦元ui 上的信度函数的值，代表其可信度n

大小和对目标的支持程度[9]。

证据理论联合规则：根据D-S 联合规则, 设m 1,m 2分别对应同一识别框架Θ上的2个信度函数分配值, 焦元分别为{u11，u 12，„，u p1}，{u12，u 22，„，u q2}，设：由下式定义的函数：

m (u k ) =u p 1 u q 2=φ}

u p 1 u q 2=u k ∑{m 1(u p 1) m 2(u q 2)}1-∇ (5)

当u k =φ时，m (u k ) =0，其中：i 、j 、k=1、2、…n；∇=

为联合后的信度函数分配。∇是表示完全冲突假设u p1、u q2所有信度函数程积之和，所谓完全冲突是指u p1、u q2在Θ上的互补相容事件。对于D-S 证据理论其结果不受证据先后的融合顺序影响[9]，m(ui ) 表示某一证据分配到某一模式的信度函数分配值。

既然烟大海底隧道是一项复杂的系统工程，那么，判断其是否可行的标准就不仅仅是看其是否可以盈利或者是否具备建设的客观条件。既然王梦恕教授在接受采访时说，这不仅仅是科学的问题，还是经济的问题，是程序的问题等等，那么，本文中给出的判断依据就是：烟大海底隧道的建设是否具有客观的可实施性；是否可以解决技术、资金、生态等诸多问题；是否具有经济性，在较短的时间内可以实现盈利；实际需求量是否真正的达到了预期，建设时间是否合适；是否是国计民生发展中至关重要的一环，对国家发展起到积极意义。

正如任何一枚硬币都有正反两个方面一样，一件事情也不可能是全部好或者全部坏的，有利有弊，利弊权衡才是正理，所以，在综合计算烟大海底隧道的建造价值之后，给出可行与不可性的概率，才是客观的。 u p 1 u q 2=φ∑{m 1(u p 1) m 2(u q 2)}，

4建造过程中各类影响因素介绍及价值分析

4.1技术问题

尽管目前跨海通道的最后工期还没有确定，但关于烟大海底隧道的讨论已经成为热点话题。2014年8月26日上午, 旅顺区域价值峰会在中铁琥珀湾启幕，与会的专家学者在交通提速、区域联动、价值跃升等多个层面，对烟大海底隧道进行了探讨。

会上，烟大海底隧道专家组组长、中国工程院院士王梦恕表示，大连至烟台

海底隧道项目有望在今年上报至国务院。目前大连、烟台两地已开始为隧道修建做准备。大连的隧道入口已经确定，入口范围内将不再批准建新建筑，已有建筑也在进行拆迁、搬迁。

虽然目前辽宁海运、空运十分便利，但由于向南的陆路被渤海所割断，限制了与华东的陆路运输。大连到山东的直线距离只有160公里，却只能通过山海关进行陆路绕行，且通过能力有限，难以满足日益增长的需求。隧道建成后，从大连到烟台的铁路运距可缩短1815公里，车程减少到半个小时, 时间仅为目前铁路和轮渡运行时间的十分之一。

王梦恕表示，烟大海底隧道目前确定了全封闭的铁路海底隧道方案，隧道的技术难题、安全性问题都已经得到解决。

在广泛听取群众意见之后，烟大海底隧道建设的技术难题主要有一下几个，专家已经各个击破，提出了解决方案：

（1）地震带是否会对跨海通道造成影响——专家:严格设计可化解风险

反对者认为, 郯庐地震带北起黑龙江, 南到长江, 呈北东走向, 纵贯中国大陆东部, 延伸达2400多公里, 历史上曾发生过多次强烈地震。而渤海跨海通道恰巧在地震带上, 万一发生地震, 势必对通道造成影响。对于这一观点, 上述专家坦陈, 跨海通道的确离地震带很近, 但这类工程在立项前都会经过严格的论证, 有相关的防震和抗震的专家参与, 只要经过严格的设计和防范, 理论上来讲是可以化解这种风险的。

专家举例,1995年日本阪神发生7.2级大地震, 地震导致神户市内上千人丧生, 数万房屋受损, 但距离震中才4公里的明石海峡大桥承受住了地震的考验, 只是因南岸的岸墩和锚锭装置发生了轻微位移, 桥的长度增加了0.8米。这件事也从侧面说明, 这类跨海工程理论上会具备较强的抗震能力。

（2）跨海通道会给环渤海湾地域带来什么影响——专家:对环渤海湾地域发展是利好

对于网上较多的反对声音, 专家认为, 网上的声音肯定要看一下, 但不能代表大多数人, 很多反对也是不理智的。“说个简单的例子, 很多人一看到海底通道的报道, 尤其是天津、河北一带的, 马上就质疑甚至攻击, 认为这个通道如果是建大桥的话会影响天津港的发展, 但国家并没有确定是建隧道还是建桥。”国家要建什么还需要一个研究的过程, 而且根据以往的经验, 可能要建一段实验工程, 探索一些相关的经验。

专家说, 这条跨海通道的建设, 对环渤海湾地域是利好消息, 可增强环渤海湾地域的交通便利性, 均衡区域经济布局, 从社会、政治、军事、经济等方面都会对环渤海湾地域形成一个促进作用, 但也有可能带来一些环境方面的负面影响, “任何工程都不会是百分之百的完美。举个简单的例子, 现在环渤海湾地域到东北的运输以海运为主, 目前对环境的影响较低, 可如果有大量车辆过境的话, 包括汽车、火车等, 那产生的尾气、噪音、生活垃圾等肯定要比原来多很多。”随着工程技术的发展, 很多方法可以解决这些问题, 这也是有可能的。

（3）通行模式——隧道太长只能跑动车

在初步设计方案中，跨海隧道会先从大连旅顺附近定一个入地点，蓬莱有一个登陆点，然后最终抵达烟台。整条隧道全长123公里，火车设计时速为250公里，运行速度能达220公里/小时，届时从大连到烟台最多只需40分钟。

隧道建成后，可以实现动车搭载汽车运行的方式：开着车来到海底隧道入口，直接将车开上动车。车被固定牢靠后，由动车带着汽车穿过悠长的渤海海峡。这时旅客只需坐在自己的车上听听广播、上上网，甚至可以给家人打电话报告下行程„„大概40分钟后抵达对岸，火车的固定自动解开后，你就可以直接开车出通道，顺利到达目的地。是的，这就是烟大海底隧道未来的通行模式：只允许动车运行。

目前，国内已有多地开建海底隧道，比如厦门、青岛。这两座城市的海底隧道全部为公路隧道——即隧道里是跑汽车的。

“未来的烟大海底隧道只能跑火车。 ”对这一点王梦恕很肯定，早在方案讨论时就否定了作为水下公路隧道的可能。

为什么要否决公路隧道的方案呢？数据显示，青岛胶州湾隧道总长约7808m ，海域段隧道长4095m ，为目前国内最长的海底隧道。“因为之前建的海底隧道都比较短。一般来说以10公里为界：10公里以下的可以考虑公路隧道。10公里以上走的是汽车搭载火车的方式。像烟大海底隧道这样过百公里长的隧道如果跑汽车，这在世界上从未有过先例。 ”对比公路 如果跑汽车，人呼吸的空气质量难处理。

王梦恕解释说，关键点在于，水下公路隧道需要的断面很大。“如果作为公路隧道使用，最重要的一点是通风。因为汽车会排放大量尾气，对隧道内空气污染会非常严重。试想，如果驾驶汽车在隧道内行驶，预计水下隧道约长120公里，以每小时80公里的速度行驶至少要1.5小时——长时间通风不畅，人再吸入大量有害气体，肯定是不行的。”“工程造价高、运营费高、安全性能低。”他指出，如果要解决通风问题，基本每间隔6公里就要设计一个通风竖井。这样做首先对海底隧道而言是十分危险的。其次，工程造价将大幅提高。按铁路预算目前工程总投资约在2000亿-3000亿人民币，但改为公路至少要投资上万亿。除此之外，防灾、通风、照明等等，公路隧道的运营成本也将相应提高。

王梦恕介绍说，未来烟大海底隧道将采用客货两用的火车运行方式。汽车可以搭载火车穿越海底。“火车上设有平板车厢，汽车开上去固定在火车上，司机也不需要下车，直接由火车运载到达彼岸。由于火车采用的是电力系统牵引，所以不涉及到尾气排放的问题，没有污染，而且，过隧道的速度快，故而对通风的要求相对来说就没那么高。”

（4）基本结构——双向车道+服务隧道

那么，未来的烟大海底隧道是什么样子呢？

王梦恕边介绍边在纸上给记者画出初步构想：烟大海底隧道将采用“2+1”

深埋式“全隧道”方案，双向车道，中间还有一个服务隧道。服务隧道位置略低于两侧车道。与此同时，隧道将会采用深埋法解决防水的问题，同时减小水压。“深埋最大的好处就是抗风险。烟大海底隧道设计的使用寿命在120年左右。”

在王梦恕提供的《渤海海峡跨海通道初步方案》中记者看到，主隧道外径为11.3m ，服务隧道外径为9.5m ，横通道外径为6m ，采用复合式衬砌，主隧道初支30cm ，二衬50cm ；服务隧道初支30cm ，二衬40cm 。主隧道与服务隧道中线之间的距离为30m 。而沿隧道纵向每隔800-1000m 还将设置一条横通道连接主隧道和服务隧道。（初支是爆破完之后的；二衬是二次衬砌）

“电气设备、重要线路都在服务隧道。另外可以用作通风使用，也方便人员进行维修。 ”王梦恕解释说，服务隧道主要作为将来运营、维修、救援的通道。另外其还有一个重要作用，即超前施工。也就是说，开建后将先开挖服务通道，进行超前地质探测——这样做是因为服务隧道的断面较主隧道要小。“在服务隧道施工期间，一旦发现断层，将及时进行加固，也可以提早处理破碎带，然后再进行挖掘。 ”

另外，根据空洞学来计算，未来在两个主隧道之上还要建设泄压洞。“当其中一个隧洞压力比较大的时候，可通过泄压洞进入到另外一个隧洞内。具体涉及的间隔和断面要根据调研后的结果确定。”王梦恕表示。

（5）隧道线路——初步设计四条跨海线路备选

尽管目前烟大海底隧道尚未定稿，但专家们已经通过前期的考量设计了四条跨海线路备选。根据《渤海海峡跨海通道初步方案》的标注，这四条线位分别是：

线位1：最短距离方案，老铁山-蓬莱东港，长104km ，可利用大竹山岛设置竖井，还需设置一座人工竖井。

线位2：连岛方案，老铁山-北隍城岛-大钦岛-砣矶岛-北长山岛-南长山岛-蓬莱东港，长114km ，在北隍城岛、北长山岛设置竖井。

线位3：部分连岛方案，老铁山-大钦岛-北长山岛-南长山岛-蓬莱东港，长

112km ，在大钦岛、北长山岛设置竖井。

线位4：部分连岛方案，老铁山-大钦岛-南长山岛-蓬莱东港，长112km ，在大钦岛、南长山岛设置竖井。

另外王梦恕透露，在海底隧道的中间还会设计一些竖井，作为通风（运营通风和施工通风）及施工工作井使用。“所谓" 长隧短打" 的方式。将来在建设过程中，一些工程设备还需要通过竖井下到海底。 ”

因此在选择竖井的位置时就要充分考虑岛屿的面积及场地条件、竖井间距、技术及经济可行等因素。根据《渤海海峡跨海通道初步方案》的标注，目前初步规划，将在老铁山岸边、北隍城岛、北长山岛、蓬莱岸边等四点设立竖井（最终位置将根据线路方案确定）。“另外，在北长山岛的竖井，考虑是否将其规划为一个列车站。”

4.2资金问题

在资金预算方面，中国工程院的初步预算项目的总资金是在2000亿-3000亿元，最多不会超过3600亿，这个数字是什么概念呢？

作为社会主义国家，最大的优势便是可以集中力量办大事，如果该项目在近期立项成功，便可以进行勘测、完善设计方案，并且开始施工，可能总的建设时间在15-20年，也就是说，在未来的20年的时间内，拿出2000亿到3000亿投入到烟大海底隧道的建设中，那么不难算出，平均每年的投入资金量为：100-150亿元，那么这些资金在中国意味着什么呢？图1为2011-2013年世界国民生产总值统计表，后续为预测未来20年内国民生产总值统计表，我们在表中不难看出，按人民币对美元汇率为6.12计算，100-150亿元只占中国国民年度生产总值的

图1 2011-2013 世界主要经济体国民生产总值统计图

4.3工程勘测与实施技术[3]

“隧道的技术难题、安全性问题现在都得到了解决。”海下施工的难度也在王梦恕团队的考虑范围内。为了减小海底隧道的施工风险及技术难度，王梦恕建议采用深埋隧道方案，并且尽可能减小隧道断面，海底隧道埋深80米左右，纵断面采用W 形，最大坡度可用18‟。即使遇到特殊地质环境，施工时也可以提前排查。王梦恕表示，服务隧道可作为超前导洞先施工，查明详细地质情况，如果遇到不良地质，通过服务隧道对主隧道进行各种超前预处理。因此，专家对海底隧道的施工技术是十分有信心的，这应该也不成为制约因素。

海底隧道挖掘方式——烟大将采用开敞式TBM 法+钻爆法

1. 钻爆法：

用炸药将岩石打碎。

2. 盾构法：

首先在海峡（江河）两岸开掘隧道洞口，然后用 “盾式掘进机”在水下深

层挖掘。

3. 掘进机法：

主要应用隧道掘 进 机（TBM ），特别是 开 敞 式TBM ，软、硬岩地层都适用。

4. 沉埋管段法：

在海岸边的干坞里或在大型船台上将隧道管节预制好，再浮拖至设计位置沉放对接，而后沟通成隧。

海底隧道施工过程——从两岸向中间掘进

1. 首先根据地质条件确定不同的挖掘方法。

2. 之后进行超前地质钻探，经常保持掘进工作面前方有20米的已探查地层；

3. 在主道挖掘过程中防水尤显重要，当地下水压太大时，必须进行局部降水；

4. 及时进行支护，控制围岩的变形与松弛；

5. 出渣运输采用大容量电力机车牵引，也可采用皮带机输出；

6. 对隧道壁进行衬砌，由于少量含盐水的渗透会造成钢筋锈蚀，可采用具有较低离子扩散系数的高质量混凝土及环氧涂层对钢筋进行预先保护；

7. 在隧道即将贯通的最后100米打水平导向钻孔，以便最后调直隧道走向。

4.4生态问题

烟大海底隧道采用全隧道方案，否定了“南桥北隧”的观点基本上都是在岩石中，因此不会对生态造成很到的影响，并且依据已经建造好的诸如日本青函海底隧道、英法海底隧道、关门海峡隧道、香港海底隧道„„都没有对生态造成很大的影响，因此，生态问题不是导致烟大海底隧道不可行的制约因素。

2012年，王梦恕正式参与到渤海海峡跨海通道项目中来。其实，关于渤海海峡跨海通道的设想至今已有20年的历史了。在王梦恕参与之前，关于渤海海峡的通道形式曾有三种方案：全隧道、全桥梁、南桥北隧。很快，全桥梁方案由于跨度长、难度大等原因被放弃，而在相当长的一段时间里，“南桥北隧”一直

是很多专家所中意、且呼声最高的方案。

桥隧方案是将海面高架桥与海底隧道结合起来。海面高架桥除具备海底隧道的一些主要优点之外，还具有通过能力强、综合利用价值大、工程安全系数高等优点。尤其是这种方式具有很高的观赏价值，能够有力地带动周边旅游业及其他行业的发展。同时具有行车通气性好，后期检查保养费用低等优点。

从渤海海峡的实际情况看，自蓬莱登州角向北65公里北隍城岛之间有众多岛礁可以利用为大桥桥基；海底均为岩基地质，地质条件较好；海峡两岸建材资源丰富，可就近搬运利用。而自北隍城岛向北42公里的老铁山水道无任何岛屿，如果跨越这段距离，必须要建人工岛作为桥基。

大连海事大学交通运输管理学院副院长杨忠振教授也曾指出，之所以青睐“南桥北隧”主要是考虑到“跨海通道”北端的大连海域交通运输极为繁忙，许多大型船只频繁通过，如果跨海建桥，桥身太低了不行，桥身过高又使设计复杂，工程难度加大，提高工程总造价；而跨海通道南端的烟台蓬莱至长山列岛海域分布有众多岛屿，是天然桥基。专家建议，在海峡南部约65公里的距离利用岛礁建桥；海峡北部约42公里的距离实施海底隧道工程。可用的自然岛不多，建人工岛成本高

然而，在此次递交国务院的报告中，“深埋的全隧道”方案被最终敲定在纸面上。王梦恕表示，在经过实地考察和多次会议研究讨论后，跨海通道正式否决了之前的两种方案。

资料显示，地处渤海海峡最狭处的庙岛群岛被视作跨海通道的“天然桥基”。群岛基本呈直线南北摆开，共有主要岛屿32个，其中有居民岛10个。最大岛是南长山岛，面积12.8平方公里；最小岛是小高山岛，面积0.0008平方公里。“很多岛都太小了，等于礁石一样。另外很多岛上没有人，架桥上去意义并不大。”

王梦恕介绍，建海底隧道首先岸上的栈场就需要很大。“烟大海底隧道的初步设计是在水面以下50米的高度慢慢上升，采用千分之十八的坡度——即每千

米上升18米，直至到达栈场。（出海）后再到出地面一般要预留5公里的长度，至少也要保证2公里，宽度为1.5公里。”

基于上述条件，王梦恕等经过考察后发现，渤海海峡中间的岛屿除了2个岛之外根本用不上。“海底隧道要建在至少在海平面80米以下的水床之下，而隧道需要再低水床面20米，还有隧道本身的高度10米——如此算来，从轨道面到水面至少需要110米的高度。再按千分之十八的坡度上行，目前的多数岛都不能满足隧道出口的要求。如果非要做就必须做人工岛。”王梦恕给记者算了笔账：“做人工岛，岛的长度不能小于1公里。而这样做，首先要面临的一个问题就是工程造价很高，至少需要上百亿资金。 ”

另一个值得关注的问题是，庙岛群岛是候鸟迁徙的必经之地。每年途经这里的候鸟多达200种，有百万只之多，被列为国家级自然保护区。而大小黑山岛是蛇的王国，为我国第二大蛇岛；长岛海域又是斑海豹的家园。如在这些地方建大桥，势必会对岛上资源造成一定破坏，会对各种生物的生存带来负面影响。

王梦恕指出，现在渤海海峡原有的水域通道有十几个。而采用建高架桥的方案会涉及到水域的使用，一旦建桥就可能会破坏原有的水域通道。

4.5实际需求量

此环节为本篇报告主要讨论的因素，也是如今争论最广泛的问题，到底实际的需求量有没有文献[3]中论述的那么大，具体情况分为以下几点：

Ⅰ. 到2025年，海底隧道建成后旅客流量可以达到3亿人次——过于乐观 针对这种说法，本文认为海底隧道的流量达到3亿人次这种说法的可信度值的怀疑，众所周知，烟台市的总人口649.98万，大连市总人口669万，沿途人口只有1319万，即使计算上山东、辽宁两个省，总人口仅占全国总人口的10%，占国内生产总值的不到20%。对比现在十分繁忙的京沪高铁，京沪高铁沿途经过北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省。所经区域面积占国土面积的6.5%，人口占全国的26.7%，人口100万以上城市11个，国内生产

总值占全国的43.3%，是中国经济发展最活跃和最具潜力的地区，也是中国客货运输最繁忙、增长潜力巨大的交通走廊。但是就是这样的一组铁路，2014年的客流量也不到2.4亿，即使再过20年，这么短的一条隧道旅客量达到3亿人，基本上也是不可能的。

另外，连接渤海湾的交通方式并不只有一种，轮渡和航空已经很发达。图2为大连到烟台的轮渡时刻表，通过表中我们可以看到，每天往来渤海湾的轮渡达到14班之多，轮渡的时间为6-7小时，虽然有点慢，但是也是在人们可以接受的范围之内的。票价在200-1000元之间不等，价格也是很公道的。

图2 大连到烟台的轮渡时刻表

图3为烟台到大连的航空航班示意图，图中显示，往返烟大之间的航班达到8个班次，时间不到1个小时，即使加上燃油附加费，票价人在360元左右，这具有很高的性价比。而且，大连金水湾机场正在建设中，相信金水湾机场建成后，航班数量增加的会更加多，届时，航空运力会进一步提高。

图3 烟台到大连的航空航班示意图

综上，到2025年前后，烟大海底隧道的客流量达到3亿人次似乎是过于乐观了。

Ⅱ. 建陆地高铁是不是比海底隧道更合适——专家:跨海通道优势在于距离和时效

还有一种反对的声音认为,2000亿-2600亿元的跨海通道造价太高, 得不偿失, 不如建环渤海湾的陆地高铁项目风险小、成本低, 更实惠。

对此, 专家回应, 两种交通方式的作用不一样, 不同交通方式之间不可能完全替代。从距离和时效来看, 跨海通道的优势更大。从投资上来讲, 陆地高铁并不比海底隧道的成本低。“6年前的京津城际铁路,1公里的造价是1个亿, 建地铁的话,1公里造价是几个亿到10个亿左右,6年后的现在这个成本可能会更高。而烟台到大连环渤海湾一圈的距离将近2000公里, 这样算起来, 铁路在造价上没有优势。”

专家说, 目前我国的高铁主要是客运, 还没有货运, 如果建环渤海湾高铁只能发挥一半的作用。此外, 环渤海湾高铁可能更多是连接渤海沿岸, 而跨海通道连接的是华东和东北两个大区, 作用是不一样的。而且, 目前鲁东、鲁北、河北等地还没有足够大的运量, 高铁建成后运量不足也会降低它的经济效益。“环渤海湾高铁不是不值得建, 而是现在建还太早, 三五十年后还是比较合适的。”

Ⅲ. 货运可以带来可观的收益——这种说法未免理想化

烟大海底隧道的计划通行模式是动车，那么，将集装箱货物装上动车，本身就是一项造价很高的方式，虽然它的优势在于大大增加了运力，但是在有轮渡和航空的情况下，动车的成本要远高于轮渡，而时间的时效性却不如航空，因此，会选择动车货运的商家和企业又会站到几成，这个问题值得商榷。

Ⅳ.10左右可以收回成本——基本上是不可能的

2000-3000亿元的投资，投资规模大于京沪高铁的2200亿元，但是京沪高铁运行3年多的时间，即使客流量已经接近3亿人次，但是算上运行维护成本依然是亏损，更别提回收成本了，预计到2015年才可能扭亏为盈，那么，回收这2200亿的投资成本，没有50年的时间应该是做不到的。烟大海底隧道的旅客人次肯

4.6建成后对中国发展的意义

烟大海底隧道的建设对中国的发展是有划时代意义的。

渤海海峡成为山东乃至华东到东北地区的海上天堑，极大限制了该地区的发展，也直接制约了东北老工业基地的发展。

首先，将全面沟通东部沿海战略通道，进而抢占东北亚市场。烟大海底隧道一旦建成，将全面沟通环渤海高速公路网、铁路网的战略大通道，进而形成北上与横贯俄罗斯的亚欧大陆桥相接，南下与横贯中国的新亚欧大陆桥（陇海线）相交，并直达长三角、珠三角和港澳台地区，将东北经济区与山东、华东、华南有机融合，最终形成一条长约5700多公里、贯通我国南北、连接东北亚及亚洲和欧洲的现代化综合交通运输体系，为促进环渤海经济圈区域协调发展，加快东部沿海地区经济发展，扩大与东北亚国家的交流及合作创造重要条件。目前，中韩跨海通道、日韩跨海通道也在前期论证过程中，可见谁能及早建立跨海通道，谁就能抢占东北亚地区的交通枢纽地位。

其次，将东北和山东经济区联成一体，实现区域经济协调发展。东北老工业基地长期作为一个独立的经济区域，远离其他经济区，经济发展一直落后于东南沿海地区。烟大海底隧道串联起山东半岛和辽东半岛两个发达的城市群，将东北经济区和山东经济区联成一体，进而沟通长三角和珠三角经济圈，扩大东北与东南沿海发达地区的经济交流与联系，将资源优势转化为经济优势和竞争优势，直接推动东北老工业基地的振兴，加速东北地区经济的发展，打造中国经济“第四极”。

再次，将实现两个半岛的“硬连接”，极大缓解交通运输压力。现在渤海海峡南北间运输主要以轮渡为主，极易受到大风、浓雾等恶劣气候的影响，每年均有1个多月因风浪影响不能通航。目前海峡南北之间的潜在汽车日流量至少在3万-4万辆之间，预计到2015年超过10万辆。而烟大铁路轮渡设计未来最大能力为日运50列火车和2500辆汽车，加上其他烟大线上客货轮汽车轮渡，日运汽车不超过1万辆，很难适应南北两岸的货流需求。随着山东半岛和辽东半岛经济的持续增长，两地间经贸往来日渐频繁，越来越多的货物流通需要更加便捷快速的通道来完成，现今的运输能力难以适应经济和社会发展的要求，更无法满足未来20－30年海峡间的运输需求。建设快速、便捷、通过量大的跨海通道，与烟大铁路轮渡相互促进，方能承担起新时期交通大通道的重任。

然后，将节约大量燃油消耗，也有助于加强黄海和渤海的军事力量。目前，往来于华东、东北间的车辆经山海关绕行1600公里，由于增加400～1600公里路程，若以日通过3万辆汽车、每车节约500公里路程的保守测算，一年即可节约燃油100余万吨，相当于一个中型油田一年的原油产量，每年耗费的能源对环境造成的污染、浪费的人力、物力和时间都难以计算和估量。同时，烟大海底隧道的建成将使沈阳军区、北京军区、济南军区三大军区的关系更加紧密，军事部署更加灵活快捷，更好的互相调动和支援，巩固军事要塞。

烟大海底隧道把有缺口的C 形交通变成四通八达的Φ形交通，承载着历史

重任，必将迸发出巨大的创造力。相信在不远的将来，环渤海南北两岸长期存在的交通死角将一去不复返，“天堑变通途”的梦想将照进现实。

建设烟大海底隧道，对于直接连接东北地区和长江三角洲、珠江三角洲是有划时代意义的，它可以帮助实现东北、山东、上海的直连高铁线路的建设，这使得东北老工业基地的工业强省与山东半岛、长江三角洲经济强省成为一日经济圈，对于双方来说都是相互获取资源的有效途径，等到过几年的高铁货运与动车货运技术成熟之后，从上海、杭州等经济发达的城市向大连，长春，哈尔滨等东北重镇运输将不必绕行山海关，时间将会缩短到一日之内，那么，对于东北、山东等沿途地区的经济情况将是具有推动作用的。

图4为现阶段中国高铁运行示意图

图4 中国高铁运行示意图

从图中我们可以看出，我国东南沿海地区的高铁网十分发达，几乎每个重要的城市都有高铁通过，真正实现了经济一日圈。但是，北上东三省的高铁线路只有一条，仅仅通过了几个省会城市和重要城市，拥有全国人口20%的东北三省，却没有一条直接沟通东南经济要塞的铁路，需要绕行山海关，这样，几乎多走了2000多公里，几乎是北京到上海距离的2倍，可见，打通渤海湾，建立更加稠密的铁路网是时代发展的要求，可以很大限度的增加运力，缩短地域带来的限制，这点来说，也许是一个工程是否应该被建设的主要参考点。

根据上述6个问题，（模拟）建立专家意见价值评价体系可以给出如表4-1所示的可行价值以及各自权重的分布表。

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表4-1 价值体系及权重统计表

5价值分析——基于加权加法的价值判断

5.1 识别框架

证据理论的论域称为识别框架，记为Θ，包含有限个数的基本命题，记为{u0，u 1，u 2，…，u n }，对应概率论中的基本事件记为基元，在目标识别的模式中，Θ中的基元全部是対立且互不相容的。

如果存在函数集m :2Θ→[0, 1]，满足下列关系：

m (φ) =0 (3)

∑m (u i ) =1，u i ∈Θ (4)

称m 为识别框架Θ上的信度函数分配，如果m (u i ) ≠0，则称u i 为信度函数分配上的焦元。m(ui ) 表示证据分配到本焦元ui 上的信度函数的值，代表其可信度大小和对目标的支持程度[9]。 5.2 联合规则

根据D-S 联合规则, 设m 1,m 2分别对应同一识别框架Θ上的2个信度函数分配值, 焦元分别为{u11，u 12，„，u p1}，{u12，u 22，„，u q2}，设：由下式定义的函数：

m (u k ) =

u p 1 u q 2=φ

n

}

u p 1 u q 2=u k

∑

{m 1(u p 1) m 2(u q 2)}

1-∇

(5)

当u k =φ时，m (u k ) =0，其中：i 、j 、k=1、2、…n；∇=

为联合后的信度函数分配。∇是表示完全冲突假设u p1、u q2所有信度函数程积之和，所谓完全冲突是指u p1、u q2在Θ上的互补相容事件。对于D-S 证据理论其结果不受证据先后的融合顺序影响[9]，m(ui ) 表示某一证据分配到某一模式的信度函数分配值。

那么，根据上述理论，可以得出如下结论：

u p 1 u q 2=φ

∑{m 1(u p 1) m 2(u q 2)}，

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选取烟大海底隧道的技术、资金、生态、实际需求和建设意义这6个方面作为证据，根据参考问献[5]和本文分析，拟定对可行和不可行的价值分配如表4-1所示。

那么根据上述的融合规则，将上述表格中的数据进行归一化处理成证据框架中满足式（2）、（3）的信度函数，为表5-1所示。

Matlab 。

因此，通过上述的6点分析以及计算，本文认为建设烟大海底隧道是利大于弊，可以并且值得被建设的。

6已经完工的先例——英法海底隧道[6]

英法海底隧道（英语：Channel Tunnel，亦称Chunnel ；法语：Le tunnel sous la Manche ，拉芒什海峡隧道）是一座50.5公里长的海底铁路隧道，位于英吉利海峡多佛尔水道下，连接英国的福克斯通和法国加来海峡省的科凯勒（位于法国北部的加来附近）。它的最低点有75米深。该隧道的海底部分长度以37.9公里成为世界第一，而相形之下，比海底部分全长23.30公里的日本青函隧道（全长53.85公里，深度240米）更胜一筹。

英法海底隧道承担着高速列车欧洲之星、汽车摆渡列车欧隧穿梭（Eurotunnel Shuttle ）——世界上最大的铁路车厢和国际货运列车的行驶。隧道两头分别与法

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国高速铁路北线（LGV Nord）和1号高速铁路（High Speed 1）相接。

建设跨越英吉利海峡之通道的想法最早可追溯至1802年，但英国方面因严峻的国家安全角势带来的政治和舆论压力，令构造一座隧道的努力落空。最终成事的工程，由欧洲隧道公司组织，于1988年动工，1994年落成。隧道项目花费超出其预估达80%。自其建造始，隧道就面临着数个严重问题。

推动隧道建造的预测都全面和极大地高估了客货运量。尤其是欧洲隧道公司委托的预测更是过分预估了需求。尽管隧道获取的渡海交通量份额（与航空和海运相比）一如预期，但激烈的竞争和降低的关税带来低收益。

总体渡海交通需求被高估了。 6.1客运需求

随着欧盟开放国际铁路服务，隧道和1号高速铁路于2010年开放竞争。有数个潜在的营运业者包括德国1998年跨英吉利海峡的客流量达到顶峰，为1840万人次；后在2003年跌落至1490万人次；再于2010年回升到1700万人次。

当决定建造隧道时，预计开通首年内有1590万人次旅客搭乘欧洲之星。第一个全年即1995年，实际的旅客量仅为略超过290万人次；2000年攀升到710万人次；2003年又回落至630万人次。欧洲之星同时也受制于英国一侧缺乏高速线路可用。在1号高速铁路（原称海峡隧道线（CTRL ）在2003年和2007年分两期完工后，客流量上升：2008年，欧洲之星在英法海底隧道段运送了9,113,371人次的旅客，较前一年有10%的增长，即便隧道交通由于2008年英法海底隧道火灾影响而有所限制。欧洲之星的客流量持续上升，2013年的数字为10,132,691人次。包括铁路在内，都有意开展经隧道和1号高速铁路往伦敦的服务。

表6-1为英法海底隧道预估需求和实际需求的对比数据，可以清晰的展示出实际需求量与预估需求量之间的落差。

表6-1 英法海底隧道客运预估需求和实际需求统计表

输送旅客数目

年份

欧洲之星 （实际售票数量）

1994 1995 1996 1997 1998 1999

~100,000 2,920,309 4,995,010 6,004,268 6,307,849 6,593,247

欧隧穿梭旅客摆渡列车 （预计，百万人次）

0.2 4.4 7.9 8.6 12.1 11.0

总计

（预计，百万人次）

0.3 7.3 12.9 14.6 18.4 17.6

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2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

7,130,417 6,947,135 6,602,817 6,314,795 7,276,675 7,454,497 7,858,337 8,260,980 9,113,371 9,220,233 9,528,558 9,679,764 9,911,649 10,132,691

9.9 9.4 8.6 8.6 7.8 8.2 7.8 7.9 7.0 6.9 7.5 9.3 10.0 10.3

17.0 16.3 15.2 14.9 15.1 15.7 15.7 16.2 16.1 16.1 17.0 19 19.9 20.4

仅含搭乘欧洲之星横跨英吉利海峡的旅客

6.2货物输送量

隧道的跨海峡货运量曾不稳定，因1997年货车摆渡列车火灾后的关闭导致了运量下降。然而在这段时间内跨海峡的总货运量却在上升，显示海运对隧道的可替代性。隧道在跨海峡货运交通上的市场份额已经接近或超出欧洲隧道公司1980年代的估计，但其1990和1994年的预测依然过高估计了货运量。

表6-2 英法海底隧道货运预估需求和实际需求统计表

货物输送量

年份

通过货物列车 （实际吨）

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

0 1,349,802 2,783,774 2,925,171 3,141,438 2,865,251 2,947,385 2,447,432 1,463,580

欧隧卡车摆渡列车 （估计，百万吨）

0.8 5.1 6.7 3.3 9.2 10.9 14.7 15.6 15.6

总计

（估计，百万吨）

0.8 6.4 9.5 6.2 12.3 13.8 17.6 18.0 17.1

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2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

1,743,686 1,889,175 1,587,790 1,569,429 1,213,647 1,239,445 1,181,089 1,128,079 1,324,673 1,227,139 1,363,834

16.7 16.6 17.0 16.9 18.4 14.2 10.0 14.2 16.4 19.0 17.7

18.4 18.5 18.6 18.5 19.6 15.4 11.2 15.3 17.7 20.2 19.1

对通过货运列车的运量而言，第一年预计为720万吨，但1995年的实际数字仅为130万吨。通过货运量在1998年达到最高点310万吨。数字在2007年回落至121万吨，次年回升至124万吨。与摆渡的货车合并统计，则货运量在隧道开幕始即在增长，1995年为640万吨，2003年和2007年分别录得1840万吨和1960万吨。数字在2008年火灾后回落。

欧洲隧道公司的货运子公司为Europorte 2。在2006年九月，EWS （英格兰、威尔士和苏格兰铁路，English, Welsh and Scottish Railway）——英国最大的铁路货运业者——宣布由于英法两国政府停止提供每年5200万英镑（每班列车约13,000英镑，每年4,000班次）的津贴以支付英法海底隧道的“最小使用者费用”，货运列车将在11月30日后停驶。 6.3财政表现

欧洲隧道的股份于1987年12月9日以每股3.50镑发售。至1989年中，股价升至11.00镑。工程的延迟和超支导致股价下跌；在1994年10月的演示运行期间股价跌至历史最低点。欧洲隧道公司于1995年9月停止偿还债务以避免破产。1997年12月英法两国政府延长欧洲隧道公司的特许经营权34年至2086年。1998年中欧洲隧道进行了资产重组，以减少负债和财政支出。除此之外，《经济学人》于1998年的报道中指出，即使欧洲隧道公司将提高收费，交通量和市场份额的可持续发展也将打破目前的状况。一份关于英法海底隧道的成本效益分析指出，项目只对整体经济产生了很少的影响，而其带动的发展亦不多；甚至若未建造隧道，英国经济表现可能比现况更好。

特许经营权要求欧洲隧道公司对跨海峡的公路隧道作调研。1999年12月公铁两用隧道提议被呈交予英法两国政府，但其强调指没有足够的需求来推动建造

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第二条隧道。[80]一份由英国、法国和比利时签署的边境管制三方协议，建立了“控制区”（control zones ），允许他国官员可在此处实施有限的海关监管和执法措施。大多数情况下隧道任一端都有此类区域，英国侧也有法国边境监管，反之亦然。对于特定的城市间列车而言，列车本身即作为一个控制区。英法两国的紧急情况对策由一份两国应急计划协调。

一份1996年的欧盟委员会报告，预测肯特郡和加来北部，须面对跨海峡总体交通量增长和受隧道吸引的交通所带来的交通量增长。在肯特郡，一条前往伦敦的高速铁路将会使交通量从道路向铁道转移。肯特郡的地区发展会受惠于海底隧道，但靠近伦敦限制了收益。收益主要来自于传统产业，也极大地依赖于阿什福德国际车站——否则肯特郡只能完全依赖于伦敦的扩张。加来北部则享受着由隧道带来的显著内部效应——当地的制造业从隧道项目中获益。

类似英法海底隧道这样打破发展瓶颈，并非必要地在所有邻近地区拉动了经济收益。与欧洲高速交通相连的形象，以及活跃的政治响应对于地区经济发展更为重要。一些与末端站毗邻的中小型企业利用这一机遇，以其正面影响来重新包装自己的业务，例如肯特郡蚀刻岭（Etchinghill ）的The New Inn 就开拓了它的独特卖点：“离英法海底隧道最近的酒吧”。隧道拉动的地区发展相对总体经济增长而言是微小的。英格兰东南部似乎因更快更廉价的来往欧洲大陆的交通方式，而获得了社会和经济发展上的收益，但收益并不可能平等地分配到整个地区。整体的环境影响几乎可以肯定是负面的。自隧道开通以来，整体经济开始发挥的正面效应。

这与上述讨论的烟大海底隧道的结果是十分相似的。

7结论

虽然在可盈利方面具有一定的劣势，但是通过对上述6个方面的讨论，烟大海底隧道的建设是利大于弊的，并且通过可行价值计算，证明了可行性价值更高，因此，建设烟大海底隧道是国民经济发展所要求的。

参考文献

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[ 8 ] 烟大海底隧道方案基本敲定，使用寿命120年. 岩土在线，2013.7.29

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