高速公路綠色施工評價體系及模型的構建研究

賈克洋

（鄭州工商學院，河南 鄭州 451400）

隨著近年來環保綠色發展理念的提出，對高速公路的施工環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體系用來反映高速公路整個施工中方方面面的特征，并以此為基礎對高速公路綠色施工給出合理的評價[1]。而在這些指標中，能夠量化的指標被稱為定量指標，有一部分指標是無法被量化的指標被稱為定性指標[2]，定性指標一般是在數值描述時不夠準確或存在缺陷，因此不得不采用客觀的描述性語言進行度量的指標。但在工程體系評價中，定量指標更具有優勢，即更直觀、合理、便于數值模擬并研究其規律[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價法，以某高速公路為實例，針對高速公路綠色施工構建對應的評價體系，并對計算結果進行分析和總結。

1 綠色施工評價方法

1.1 因子分析法

因子分析法是一種相對客觀性的綜合評價方法，它是以客觀數據為出發點，依據數學降維的思想，對各個指標間的相關性進行分析，把相關性較強的指標歸為一類，從而可以將指標體系進行簡化，然后從簡化后的指標中進行分析和評價，最后對該對象做出綜合評價[4]。但對于評價指標中存在定性指標時，評價體系內各指標間相關性不足，且數據的客觀性也無法得到保證。

1.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是一種依據模糊數學理論，通過分析求解各個對象的隸屬度，通過最大隸屬度來確定評價級別[5]。本方法的優勢是可以對多層次且模糊不確定的問題進行相對準確的分析。劣勢是當評價指標太多時，超模糊的情況可能會出現，從而導致評價結果降低。

通過對上述評價方法進行分析，本文采用結合因子分析法與模糊綜合評價法對高速公路綠色施工評價指標體系進行構建并具體分析。

2 高速公路綠色施工評價指標體系的構建

建立高速公路綠色施工評價指標體系之前，首先要定義各評價指標相關的因素，本文考慮到高速公路施工的技術特點以及對周圍環境的影響作用，定義能源及資源節約利用率、施工管理技術、減少環境負荷等因素為高速公路綠色施工評價指標并構建相應評價指標體系，如圖1。

圖1 高速公路綠色施工評價指標體系

3 綠色施工評價模型

3.1 因子分析法

在上式中A 為根據模型建立的因子負荷矩陣，元素aij表示變量xi對應的公共因子負荷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 模糊綜合評價模型的構建

為減少主觀性對系統評價產生的影響，本文采用模糊綜合評價法作為評價方法。它的優點在于可以把難以定量的評價因素實現量化，并能將各因素之間的分界線予以明確[6]，并在此基礎上對多個涉及到的模糊因素及其對應的現象做出總評價。

模糊綜合評價一般步驟如下：

（1）制定評價等級標準集合。在表述評價系統以及各項因素時，評價集往往存在較為顯著的模糊性，同時評價集也能夠表征系統的存在情況，且與人主觀思維方式較為契合，具有很好的適用性。

（3）多層次綜合評價。在實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價結果。但需要注意的是，一級模糊綜合評價存在一定的局限性，只能在低層次下完成評價。若涉及到精度要求高、因素復雜的評價工作，則需要進一步開展二級模糊綜合評價。其中，第一層單因素評價的矩陣Ri如下所示：

而二級模糊綜合評判的第一層模糊綜合評判級U為：

在完成上述評價過程后，即可綜合考慮各項可能存在的影響因素，并且結合環境友好、節能減排、綠色工藝、資源回收等管理需求深化評價，進而得到較為全面的評價體系，基于最大隸屬度原則，評價所考慮全部因素即可被整合至相同指標中，獲得最終評價結果。

4 工程實例

4.1 工程概況

本文以我國某高速公路工程為例展開分析，該項目設計全長約42.5km，其設計速度定為100km/h。道路采用雙向四車道方案，路基設計寬度為26.0m，路面結構采取瀝青混凝土。在項目全線范圍內共設計有各類橋梁17座，橋梁總長度達到5926m；沿線涵洞共計45 道；沿線隧洞共計15 座，施工工期為3 年。

4.2 模型的構建與分析

4.2.1 因子分析

根據計算可得到本分析所用各項因素間的方差貢獻率及累積貢獻率如表1 所示，按照特征值＞1 的基本要求，選擇其中的5 項隱含指標替換原有指標變量，進一步計算得到各項因素間的方差貢獻率達到了88.63%，高于85%的標準要求。這也表明用于替換的5 項隱含指標能夠較為全面地覆蓋評價所需信息，能夠較好地替換原有指標，具有很好的合理性與有效性。

表1 因子解釋原有指標總方差的情況

4.2.2 初級模糊層級分析

在本研究中，按照評價結構的劃分，綜合評價的指標主要可分為以下五個方面：Y1、Y2、Y3、Y4、Y5。為保障評價結果的可靠性，共邀請25 位行業內不同領域專家參與評價，其包括了項目經理、土建工程師、監理工程師等。

4.2.2.1 環境保護的技術指標（Y1）B=A×RY總=[0.28，0.66，0.06，0，0]，依據最大隸屬原則，本公路工程綠色施工評價總體是“良”的級別。

5 結論

在現有的綠色發展理念下，高速公路綠色施工具有廣闊發展前景，持續推進高速公路綠色施工是實現經濟發展和綠色低碳可持續的生產模式的重要手段。本文以實際工程為例，通過綜合考慮高速公路施工對環境及資源的影響構建出相應的評價指標體系，為使數據關聯性和合理性更強，采用因子分析法對定義的因子進行深度的分析和篩選，在此基礎上利用模糊綜合評價法對構建出的模型進行評價，通過初級、最終模糊層次的分析證明該模型的有效性。