綠色低碳公路評價指標(biāo)體系研究與應(yīng)用

劉劍　　周輝

(駐馬店市公路管理局，河南駐馬店　463000)

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綠色低碳公路評價指標(biāo)體系研究與應(yīng)用

劉劍周輝

(駐馬店市公路管理局，河南駐馬店463000)

摘要:為評價綠色低碳公路建設(shè)水平，從全壽命周期的角度出發(fā)，構(gòu)建了綠色低碳公路評價體系，并用于綠色低碳公路綜合評分，從而確定公路綠色低碳等級，指出該評價體系指標(biāo)具有較好的實用性與可考核性，便于綠色低碳公路的等級評價。

關(guān)鍵詞:低碳公路，節(jié)能減排，評價指標(biāo)，層次分析，全壽命周期

公路交通運(yùn)輸是國民經(jīng)濟(jì)增長的先導(dǎo)性、服務(wù)性行業(yè)，是我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。而伴隨國家經(jīng)濟(jì)實力的提升，公路交通建設(shè)水平得到極大改善，建設(shè)速度和效率極大提高。截止2013年年底，我國高速公路通車?yán)锍坛^100 000 km，位居世界第一。然而，公路交通運(yùn)輸在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，卻也導(dǎo)致較為嚴(yán)重的環(huán)境問題，主要包括:1)公路干線建設(shè)階段消耗大量資源和能源，造成污染物大量排放，導(dǎo)致自然環(huán)境和生態(tài)破壞等; 2)公路交通運(yùn)輸行業(yè)所產(chǎn)生的碳排放量占全球碳排放量的25%左右，僅次于電力、石化行業(yè)。

近年來，隨著全球環(huán)境問題和能源問題的加劇，低碳化可持續(xù)發(fā)展與節(jié)能減排越來越受人們的關(guān)注，成為社會共識。公路交通運(yùn)輸行業(yè)作為能源消耗、生態(tài)破壞以及碳排放的主要行業(yè)，已成為低碳化與節(jié)能減排的重點領(lǐng)域。因此，探索綠色低碳公路建設(shè)模式、構(gòu)建綠色低碳交通運(yùn)輸體系已成為公路交通運(yùn)輸行業(yè)降低能耗和減少碳排放的首要任務(wù)。

所謂綠色低碳公路是指在公路規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)、管理的階段，遵從綠色低碳的設(shè)計理念，通過優(yōu)化設(shè)計方案、施工組織、運(yùn)營管理模式以及采用新技術(shù)、新工藝、新材料，達(dá)到在公路全壽命周期內(nèi)減少能源消耗與生態(tài)破壞、降低碳排放量、改善環(huán)境效益的公路建設(shè)目標(biāo)［1］。為此，有必要開展綠色低碳公路評價體系的研究與建立工作，為綠色低碳公路的建設(shè)工作提供指導(dǎo)和依據(jù)［2-4］。但是，由于缺少足夠的工程全壽命周期的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前針對綠色低碳公路評價的研究成果還比較少，仍需深入開展研究。

1　低碳公路全壽命周期評價體系構(gòu)建

構(gòu)建綠色低碳公路全壽命周期評價體系是通過基于公路全壽命周期管理的理念，建立綠色低碳公路規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)及運(yùn)營管理等階段中的評價指標(biāo)與評價方法，制定綠色低碳公路等級劃分標(biāo)準(zhǔn)［5，6］。為科學(xué)評定綠色低碳公路等級，評價體系構(gòu)建中應(yīng)著重體現(xiàn)低碳公路的全壽命周期管理的要求，評價指標(biāo)應(yīng)系統(tǒng)、全面、易于收集、具有可比性，并且與低碳公路的技術(shù)指標(biāo)相協(xié)調(diào)。

1．1評價指標(biāo)體系的建立

根據(jù)綠色低碳公路全壽命周期不同階段節(jié)能減排的任務(wù)與特點，從規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)與運(yùn)營管理三個階段構(gòu)建了綠色低碳公路的評價指標(biāo)體系。評價指標(biāo)體系分為主控指標(biāo)與一般指標(biāo)兩個層次，其中主控指標(biāo)為參與綠色低碳公路評價的強(qiáng)制性、否決性項目，必須全部達(dá)到相關(guān)要求;一般指標(biāo)為綠色低碳公路評價的主要評分項，在實際應(yīng)用中可根據(jù)項目的特點及區(qū)域經(jīng)濟(jì)地理特征予以調(diào)整。

綠色低碳公路全壽命周期評價的主控指標(biāo)涵蓋規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)與運(yùn)營管理三個階段，共14項指標(biāo)，見圖1。主控指標(biāo)為強(qiáng)制性與否決性指標(biāo)，不進(jìn)行量化評價，但要根據(jù)綠色低碳公路建設(shè)要求對其是否實施以及實施的合規(guī)性進(jìn)行評價。

圖1　綠色低碳公路全壽命周期評價體系主控指標(biāo)

綠色低碳公路全壽命周期評價的一般指標(biāo)共21項，涵蓋規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)與運(yùn)營管理三個階段，見表1。一般指標(biāo)既包括定性指標(biāo)，又包括定量指標(biāo)，且由于定量指標(biāo)的計量方法各不相同，相互間存在量綱上的差別。因此，應(yīng)對各全壽命周期評價的一般指標(biāo)進(jìn)行無量綱化量化處理，使指標(biāo)具有統(tǒng)一性。

表1　綠色低碳公路全壽命周期評價一般指標(biāo)

1．2評價指標(biāo)量化處理

對于定量評價指標(biāo)xij∈［Aij，Bij］，Bij＞Aij＞0，其無量綱化后的值yij∈［0，5］，量化方法如下:

1)成本型定量指標(biāo):

2)效益型定量指標(biāo):

對于定性指標(biāo)，可先根據(jù)評級進(jìn)行量化，而后再進(jìn)行無量綱化處理。定性指標(biāo)的量化方法為:首先制定評價指標(biāo)的等級標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)等級標(biāo)準(zhǔn)與評價分值的對應(yīng)關(guān)系得出評定指標(biāo)的得分。為便于實施，可將定性指標(biāo)分為(好，較好，中等，差，較差)五級，相應(yīng)的評價分值為(1，2，3，4，5)。為保證定性指標(biāo)量化的合理性與可靠性，定性指標(biāo)應(yīng)根據(jù)專家評級結(jié)果綜合確定，專家組成員宜由環(huán)境工程、公路工程、施工管理方面的專業(yè)技術(shù)人員組成，人數(shù)不宜少于10人。

1．3低碳公路全壽命周期評價模型的建立

綠色低碳公路全壽命周期評價的因素集U=(U1，U2，U3)，一級指標(biāo)Ui有n個二級指標(biāo)，即Ui=(Ui1，Ui2，…，Uin)，Uij為一級指標(biāo)的二級指標(biāo)。不同級別評價指標(biāo)的權(quán)重均可采用層次分析法計算確定，下面以一級指標(biāo)為例計算各因素的權(quán)重分布。首先根據(jù)因素集各指標(biāo)的相對重要性構(gòu)建判斷矩陣A:

構(gòu)造判斷矩陣A時，若Ui與Uj相比重要性相同，則xij賦值1，若高一級，則賦值2，若高二級，則賦值3;若Ui比Uj重要性等級低，則賦值為相應(yīng)值的倒數(shù)。

判斷矩陣構(gòu)造完成后，利用歸一化計算求得判斷矩陣的特征向量W=［W1W2W3］，并按式(4)計算判斷矩陣的最大特征根λmax，繼而由式(5)計算一致性指標(biāo)CI，若CI≤0．1，則判斷矩陣A一致性良好。

若判斷矩陣A滿足一致性檢驗，則其特征向量W即為各因素的權(quán)重指標(biāo)。

根據(jù)各評價指標(biāo)的量化結(jié)果及其權(quán)重，由公式求得評價對象的綜合得分，從而得到被評價公路的綠色低碳水平。

1．4綠色低碳公路評價等級

為判別不同公路的綠色低碳水平，在滿足所有主控指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)一般指標(biāo)的綜合評分將綠色低碳公路評價等級分為粗放型公路、普通公路、☆綠色低碳公路、☆☆綠色低碳公路、☆☆☆綠色低碳公路，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2　綠色低碳公路等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

2　工程應(yīng)用

某高速公路在規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)營中嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)節(jié)能減排法律法規(guī)及設(shè)計施工規(guī)范的要求，滿足綠色低碳公路全壽命周期評價的各項主控指標(biāo)。在一般指標(biāo)方面，規(guī)劃設(shè)計階段完善路橋耐久性設(shè)計及建筑節(jié)能設(shè)計，提高長壽命周期路面鋪筑率;施工建設(shè)階段采取集中供電，采用溫拌混凝土，進(jìn)行施工機(jī)械節(jié)能改造，優(yōu)化土石方方案，增加施工棄渣利用率，并進(jìn)行路塹邊坡生態(tài)修復(fù);運(yùn)營管理階段綜合采用ETC不停車收費(fèi)，LED照明等節(jié)能減排技術(shù)，建立交通智能控制系統(tǒng)，沿線設(shè)施加強(qiáng)污水處理與中水回用。

依據(jù)所建立的評價體系對其進(jìn)行評價，該高速公路工程滿足所有主控指標(biāo)，一般指標(biāo)綜合評分為4．5分，評定為☆☆☆綠色低碳公路。

3　結(jié)語

本文從全壽命周期理念出發(fā)，構(gòu)建綠色低碳公路評價體系，該評價體系包含主控指標(biāo)和一般指標(biāo)。主控指標(biāo)為強(qiáng)制性指標(biāo)，一般指標(biāo)為評分指標(biāo)。各指標(biāo)權(quán)重通過重要性對比采用層次分析法確定，并用于綠色低碳公路的綜合評分，從而確定公路的綠色低碳等級。利用該評價體系，可確定公路的全壽命周期綠色低碳水平。

參考文獻(xiàn):

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［5］張捷．全壽命周期下綠色低碳公路建設(shè)途徑與關(guān)鍵技術(shù)［J］．交通建設(shè)與管理，2015(12):46-48．

［6］ 邴雪，徐萍，陸鍵，等．基于LCA的低碳公路的實現(xiàn)途徑［J］．公路，2013(3):133-139．

中圖分類號:U416．03

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0137-02

收稿日期:2016-04-06

作者簡介:劉劍(1976-)，男，高級工程師;周輝(1977-)，男，會計師

Research and application of evaluation index system of green low-carbond highways

Liu JianZhou Hui
(Zhumadian Road Administration Bureau，Zhumadian 463000，China)

Abstract:An evaluation index system of green low-carbond highways is established from the life-cycle perspective to evaluate the construction level．The construction level of green low-carbon highway is then graded based on its comprehensive score．The index system is convenient and applicable to evaluate the construction level of low-carbon highways with practical and accessible index．

Key words:low-carbon highway，energy conservation，evaluation index，hierarchy analysis，life-cycle