高速公路綠色施工評(píng)價(jià)體系及模型的構(gòu)建研究

賈克洋

（鄭州工商學(xué)院，河南 鄭州 451400）

隨著近年來(lái)環(huán)保綠色發(fā)展理念的提出，對(duì)高速公路的施工環(huán)保性提出了更高的要求，而高速公路綠色施工包含諸多要素，所以必須要建立出指標(biāo)體系用來(lái)反映高速公路整個(gè)施工中方方面面的特征，并以此為基礎(chǔ)對(duì)高速公路綠色施工給出合理的評(píng)價(jià)[1]。而在這些指標(biāo)中，能夠量化的指標(biāo)被稱(chēng)為定量指標(biāo)，有一部分指標(biāo)是無(wú)法被量化的指標(biāo)被稱(chēng)為定性指標(biāo)[2]，定性指標(biāo)一般是在數(shù)值描述時(shí)不夠準(zhǔn)確或存在缺陷，因此不得不采用客觀(guān)的描述性語(yǔ)言進(jìn)行度量的指標(biāo)。但在工程體系評(píng)價(jià)中，定量指標(biāo)更具有優(yōu)勢(shì)，即更直觀(guān)、合理、便于數(shù)值模擬并研究其規(guī)律[3]。因此，本研究基于以上原因，建立基于因子分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)法，以某高速公路為實(shí)例，針對(duì)高速公路綠色施工構(gòu)建對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。

1 綠色施工評(píng)價(jià)方法

1.1 因子分析法

因子分析法是一種相對(duì)客觀(guān)性的綜合評(píng)價(jià)方法，它是以客觀(guān)數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，依據(jù)數(shù)學(xué)降維的思想，對(duì)各個(gè)指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行分析，把相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)歸為一類(lèi)，從而可以將指標(biāo)體系進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后從簡(jiǎn)化后的指標(biāo)中進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，最后對(duì)該對(duì)象做出綜合評(píng)價(jià)[4]。但對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)中存在定性指標(biāo)時(shí)，評(píng)價(jià)體系內(nèi)各指標(biāo)間相關(guān)性不足，且數(shù)據(jù)的客觀(guān)性也無(wú)法得到保證。

1.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種依據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論，通過(guò)分析求解各個(gè)對(duì)象的隸屬度，通過(guò)最大隸屬度來(lái)確定評(píng)價(jià)級(jí)別[5]。本方法的優(yōu)勢(shì)是可以對(duì)多層次且模糊不確定的問(wèn)題進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的分析。劣勢(shì)是當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)太多時(shí)，超模糊的情況可能會(huì)出現(xiàn)，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果降低。

通過(guò)對(duì)上述評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析，本文采用結(jié)合因子分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)高速公路綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建并具體分析。

2 高速公路綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

建立高速公路綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系之前，首先要定義各評(píng)價(jià)指標(biāo)相關(guān)的因素，本文考慮到高速公路施工的技術(shù)特點(diǎn)以及對(duì)周?chē)h(huán)境的影響作用，定義能源及資源節(jié)約利用率、施工管理技術(shù)、減少環(huán)境負(fù)荷等因素為高速公路綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)并構(gòu)建相應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1。

圖1 高速公路綠色施工評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 綠色施工評(píng)價(jià)模型

3.1 因子分析法

在上式中A 為根據(jù)模型建立的因子負(fù)荷矩陣，元素aij表示變量xi對(duì)應(yīng)的公共因子負(fù)荷fk。若引入向量的P維空間概念，則xi在fk軸上的投影即為aij。

3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

為減少主觀(guān)性對(duì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)產(chǎn)生的影響，本文采用模糊綜合評(píng)價(jià)法作為評(píng)價(jià)方法。它的優(yōu)點(diǎn)在于可以把難以定量的評(píng)價(jià)因素實(shí)現(xiàn)量化，并能將各因素之間的分界線(xiàn)予以明確[6]，并在此基礎(chǔ)上對(duì)多個(gè)涉及到的模糊因素及其對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象做出總評(píng)價(jià)。

模糊綜合評(píng)價(jià)一般步驟如下：

（1）制定評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)集合。在表述評(píng)價(jià)系統(tǒng)以及各項(xiàng)因素時(shí)，評(píng)價(jià)集往往存在較為顯著的模糊性，同時(shí)評(píng)價(jià)集也能夠表征系統(tǒng)的存在情況，且與人主觀(guān)思維方式較為契合，具有很好的適用性。

（3）多層次綜合評(píng)價(jià)。在實(shí)際多層次綜合分析中，分析層次往往較多，但其都可歸整至最高層次，也即表征為第一層次的評(píng)價(jià)結(jié)果。但需要注意的是，一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)存在一定的局限性，只能在低層次下完成評(píng)價(jià)。若涉及到精度要求高、因素復(fù)雜的評(píng)價(jià)工作，則需要進(jìn)一步開(kāi)展二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)。其中，第一層單因素評(píng)價(jià)的矩陣Ri如下所示：

而二級(jí)模糊綜合評(píng)判的第一層模糊綜合評(píng)判級(jí)U為：

在完成上述評(píng)價(jià)過(guò)程后，即可綜合考慮各項(xiàng)可能存在的影響因素，并且結(jié)合環(huán)境友好、節(jié)能減排、綠色工藝、資源回收等管理需求深化評(píng)價(jià)，進(jìn)而得到較為全面的評(píng)價(jià)體系，基于最大隸屬度原則，評(píng)價(jià)所考慮全部因素即可被整合至相同指標(biāo)中，獲得最終評(píng)價(jià)結(jié)果。

4 工程實(shí)例

4.1 工程概況

本文以我國(guó)某高速公路工程為例展開(kāi)分析，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)全長(zhǎng)約42.5km，其設(shè)計(jì)速度定為100km/h。道路采用雙向四車(chē)道方案，路基設(shè)計(jì)寬度為26.0m，路面結(jié)構(gòu)采取瀝青混凝土。在項(xiàng)目全線(xiàn)范圍內(nèi)共設(shè)計(jì)有各類(lèi)橋梁17座，橋梁總長(zhǎng)度達(dá)到5926m；沿線(xiàn)涵洞共計(jì)45 道；沿線(xiàn)隧洞共計(jì)15 座，施工工期為3 年。

4.2 模型的構(gòu)建與分析

4.2.1 因子分析

根據(jù)計(jì)算可得到本分析所用各項(xiàng)因素間的方差貢獻(xiàn)率及累積貢獻(xiàn)率如表1 所示，按照特征值＞1 的基本要求，選擇其中的5 項(xiàng)隱含指標(biāo)替換原有指標(biāo)變量，進(jìn)一步計(jì)算得到各項(xiàng)因素間的方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了88.63%，高于85%的標(biāo)準(zhǔn)要求。這也表明用于替換的5 項(xiàng)隱含指標(biāo)能夠較為全面地覆蓋評(píng)價(jià)所需信息，能夠較好地替換原有指標(biāo)，具有很好的合理性與有效性。

表1 因子解釋原有指標(biāo)總方差的情況

4.2.2 初級(jí)模糊層級(jí)分析

在本研究中，按照評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的劃分，綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)主要可分為以下五個(gè)方面：Y1、Y2、Y3、Y4、Y5。為保障評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性，共邀請(qǐng)25 位行業(yè)內(nèi)不同領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c評(píng)價(jià)，其包括了項(xiàng)目經(jīng)理、土建工程師、監(jiān)理工程師等。

4.2.2.1 環(huán)境保護(hù)的技術(shù)指標(biāo)（Y1）B=A×RY總=[0.28，0.66，0.06，0，0]，依據(jù)最大隸屬原則，本公路工程綠色施工評(píng)價(jià)總體是“良”的級(jí)別。

5 結(jié)論

在現(xiàn)有的綠色發(fā)展理念下，高速公路綠色施工具有廣闊發(fā)展前景，持續(xù)推進(jìn)高速公路綠色施工是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綠色低碳可持續(xù)的生產(chǎn)模式的重要手段。本文以實(shí)際工程為例，通過(guò)綜合考慮高速公路施工對(duì)環(huán)境及資源的影響構(gòu)建出相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為使數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性和合理性更強(qiáng)，采用因子分析法對(duì)定義的因子進(jìn)行深度的分析和篩選，在此基礎(chǔ)上利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)構(gòu)建出的模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)初級(jí)、最終模糊層次的分析證明該模型的有效性。