山區(qū)線形標(biāo)準(zhǔn)組合與生態(tài)環(huán)境保護(hù)

趙文彥

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西太原 030012）

0 引言

山區(qū)地域遼闊，自然地理?xiàng)l件復(fù)雜，地形、地質(zhì)條件及生態(tài)環(huán)境差，常常是嶺峰交錯(cuò)、崎嶇曲折、高低起伏。公路路線走廊多為沿河、沿溪、越嶺或走山脊；有受地形制約的懸崖陡壁，“V’形溝谷、斜坡、起伏頻繁的重丘山地；有受地質(zhì)病害制約的泥石流、滑坡等；更有受生態(tài)環(huán)境制約的地下水發(fā)育的灌木、濕地等地帶。在山區(qū)公路建設(shè)中公路路線線形標(biāo)準(zhǔn)掌握得好壞，直接影響到道路構(gòu)筑物的設(shè)置、設(shè)計(jì)、對(duì)周圍環(huán)境的破壞程度以及公路建設(shè)費(fèi)用。而交通部頒布的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范是適用于全國的、具有普遍指導(dǎo)意義的標(biāo)準(zhǔn)，有些技術(shù)指標(biāo)在平原地區(qū)容易實(shí)現(xiàn)，而在山區(qū)則較困難。因此如何選取適用于山區(qū)的線形指標(biāo)組合是很值得我們研究的問題之一。本文通過對(duì)山區(qū)高速公路線形指標(biāo)組合研究來減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響[1-9]。

1 山區(qū)線形標(biāo)準(zhǔn)與生態(tài)環(huán)境

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公路選線技術(shù)得到了大幅提高，已由原來的地質(zhì)選線、環(huán)境選線發(fā)展到平、縱、橫一體化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的線形既能保證運(yùn)營安全又能很大程度減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。但山區(qū)地形復(fù)雜，公路設(shè)計(jì)難度大，不同的線形指標(biāo)組合將會(huì)產(chǎn)生不同的影響。如：（1）公路線形標(biāo)準(zhǔn)組合掌握得好壞，直接影響到道路構(gòu)筑物的設(shè)置、設(shè)計(jì)、對(duì)周圍環(huán)境的破壞程度以及公路建設(shè)費(fèi)用[1]。（2）不同的線形標(biāo)準(zhǔn)組合所造成的填挖方量是不同的，填挖方量的多少又影響到公路邊坡防護(hù)、土石方運(yùn)輸、取棄土場(chǎng)地的水土保持等因素。（3）采用不良的線形指標(biāo)組合容易引起公路交通安全問題，與當(dāng)今“以人為本”的指導(dǎo)思想相違背。

2 山區(qū)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組合的合理確定

對(duì)于山區(qū)高速公路，應(yīng)采取因地制宜、從實(shí)際出發(fā)的思想，根據(jù)不同路段的具體情況對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行適當(dāng)變化。合理的變化不僅不會(huì)影響公路的使用功能，相反，會(huì)有利于環(huán)境保護(hù)，減小工程量。結(jié)合山區(qū)高速公路的特點(diǎn)，一般應(yīng)從以下幾方面入手分析技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變化。

（1）根據(jù)路段交通量的變化對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組合作必要的調(diào)整。

（2）山區(qū)地形條件十分復(fù)雜，變化較大，路線布置的區(qū)域所經(jīng)過的地形類別有河谷、山間平原和山嶺。因此應(yīng)對(duì)不同地形類別的路線指標(biāo)擬定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組合。

（3）平面分離的分離式路基，由于兩條路線所處的路線走廊不同，其面對(duì)的自然環(huán)境會(huì)有所差異，可考慮采用不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組合[3]。

3 山區(qū)線形標(biāo)準(zhǔn)組合研究

山區(qū)公路線形指標(biāo)組合的確定是公路線形設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，涉及到交通安全、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本、生態(tài)環(huán)境影響等多方面的問題，不同的線形指標(biāo)組合將會(huì)產(chǎn)生不同的效果。以往人們只是憑借自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定，帶有很大的主觀成分。在此我們從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)出發(fā)，兼顧以上各個(gè)方面，進(jìn)行線形標(biāo)準(zhǔn)的確定。

3.1 山區(qū)線形標(biāo)準(zhǔn)組合的評(píng)價(jià)指標(biāo)

影響山區(qū)高速公路線形指標(biāo)組合的因素是多方面的，且關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。本文在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，主要是從線形指標(biāo)組合的影響因素來分析，按生態(tài)環(huán)境、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本、交通安全等方面來進(jìn)行分類，目的是能夠選出既安全、又經(jīng)濟(jì)、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小的指標(biāo)組合方案。具體選擇了13個(gè)指標(biāo)作為山區(qū)公路路幅方案布設(shè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，見圖1。

圖1 山區(qū)路線方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.2 山區(qū)線形指標(biāo)組合評(píng)價(jià)模型

公路線形指標(biāo)組合的確定是公路線形設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，涉及到交通安全、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境影響等多方面的問題，不同的線形指標(biāo)組合將會(huì)產(chǎn)生不同的效果。本文應(yīng)用主客觀綜合評(píng)價(jià)法從幾個(gè)方面對(duì)線形指標(biāo)組合進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。用多目標(biāo)的觀點(diǎn)予以綜合考慮，全面權(quán)衡利弊得失，從而為系統(tǒng)決策選擇最優(yōu)方案提供科學(xué)的依據(jù)。

設(shè)有限可行的指標(biāo)組合方案集A={A1，A2，…，An}；綜合評(píng)判選取的指標(biāo)集 U={u1，u2，…，um}。

（1）評(píng)判指標(biāo)集

子集Ui上的評(píng)判指標(biāo)∈Ui對(duì)應(yīng)于 l個(gè)治理方案，個(gè)體評(píng)判的指標(biāo)屬性值可表示（i=1，2，…，s）。

評(píng)判指標(biāo)體系包含有定性與定量指標(biāo)，在構(gòu)造評(píng)判矩陣時(shí)要將評(píng)判矩陣的屬性值交換到[0，1]區(qū)間，并按指標(biāo)類型進(jìn)行規(guī)范化處理。指標(biāo)類型基本上可分為效益型（數(shù)值越大越好）指標(biāo)和成本型（數(shù)值越小越好）指標(biāo)[4]。

（2）指標(biāo)權(quán)重的確定

在綜合評(píng)價(jià)或優(yōu)選中，各分目標(biāo)的權(quán)重確定是一個(gè)重要的問題，它直接涉及到交通安全、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境生態(tài)等各方面指標(biāo)在整體指標(biāo)中占有的分量如何？各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)整體而言各占多大的比重？在此我們采用主客觀賦權(quán)法確定權(quán)重。

在每一類因素中，根據(jù)各個(gè)因素的重要程度，賦予每個(gè)因素以相應(yīng)的權(quán)數(shù)。設(shè)第i類中的第j個(gè)因素u（iji=1，2，…，m；j=1，2，…,n）的權(quán)數(shù)為aij，則因素權(quán)重集為：

（3）山區(qū)線形指標(biāo)組合方案綜合排序

山區(qū)線形指標(biāo)組合的綜合評(píng)價(jià)采用主客觀綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行：

a.對(duì)任一綜合評(píng)價(jià)值，依次對(duì)所有方案A（jj=1，2，…，l）進(jìn)行綜合評(píng)判，可獲得指標(biāo)子集U（ii=1，2，…，s）的指標(biāo)特征矩陣：

相應(yīng)的權(quán)重為：

權(quán)重歸一化：

則可得山區(qū)指標(biāo)組合方案的綜合評(píng)判結(jié)果：

b.為反映決策者對(duì)于組態(tài)的偏好要求，應(yīng)用均衡度變權(quán)進(jìn)行綜合比較：

在

4 實(shí)例分析

4.1 項(xiàng)目概況

山區(qū)某高速公路在初步設(shè)計(jì)中對(duì)已定路線方案提出3種不同的指標(biāo)組合方案，見表1，我們采用主客觀綜合評(píng)價(jià)法選擇最優(yōu)組合方案。

表1 指標(biāo)組合方案

4.2 山區(qū)線形指標(biāo)組合方案綜合評(píng)定

（1）山區(qū)邊坡坡度影響因素值

影響因素見表2。

表2 備選方案有關(guān)因素量化值

（2）各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

取指標(biāo)組合A為基點(diǎn)，綜合評(píng)價(jià)值取為0.35。將規(guī)格化指標(biāo)值代入主客觀權(quán)重模型進(jìn)行計(jì)算并代入式（4）進(jìn)行歸一化，得各分目標(biāo)歸一化權(quán)重：

w=[0.059 1 0.045 4 0.069 8 0.110 8 0.118 1 0.058 6 0.118 7 0.065 5 0.114 6 0.118 7 0.060 4 0.060 3]

（3）線形標(biāo)準(zhǔn)組合綜合評(píng)價(jià)

采用MATLAB計(jì)算線形指標(biāo)組合方案綜合評(píng)價(jià)值為：

Zonghe=[0.190 1 0.283 9 0.422 4]

由綜合評(píng)價(jià)值可知：指標(biāo)組合C指標(biāo)組合B指標(biāo)組合A。

4.3 結(jié)果分析

實(shí)踐表明應(yīng)用主客觀綜合評(píng)判模型對(duì)山區(qū)指標(biāo)組合方案綜合比選，能針對(duì)其特點(diǎn)較好地反映客觀實(shí)際。所選指標(biāo)組合技術(shù)上可行，運(yùn)行安全，與地形協(xié)調(diào)好，對(duì)山體破壞小，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響比較小，能夠有效地保護(hù)自然景觀。從生態(tài)保護(hù)角度對(duì)山區(qū)線形指標(biāo)方案進(jìn)行比選可以有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。評(píng)判結(jié)果是合理可取的。

5 結(jié)語

山區(qū)高速公路建設(shè)對(duì)山區(qū)生態(tài)環(huán)境影響嚴(yán)重，本文從山區(qū)公路線形指標(biāo)組合比選的角度展開探討，并運(yùn)用主客觀綜合評(píng)價(jià)法綜合生態(tài)環(huán)境、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本、交通安全等因素建立評(píng)價(jià)模型，評(píng)選既能保護(hù)生態(tài)環(huán)境又經(jīng)濟(jì)合理的指標(biāo)組合方案，試圖從山區(qū)指標(biāo)組合評(píng)選的角度減小公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

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