河南省綠色生態(tài)文明高速公路評價(jià)體系

李春堂，柯 航，李寶成，徐廣印，高 晶，閆全偉

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，河南 鄭州 450002；2.鄭州綜合交通運(yùn)輸研究院有限公司，河南 鄭州 450006)

0 引言

《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》[1]提出推進(jìn)交通強(qiáng)國建設(shè)。建設(shè)綠色生態(tài)文明公路，是實(shí)現(xiàn)人民群眾幸福的關(guān)鍵。與一般公路相比，綠色生態(tài)文明公路可以提升公路景觀質(zhì)量，美化公路環(huán)境，減輕人們的出行壓力、弘揚(yáng)自然與人文精神。結(jié)合生態(tài)文明建設(shè)，建立河南省綠色生態(tài)文明高速公路評價(jià)體系。該體系可促進(jìn)綠色交通可持續(xù)發(fā)展和公路與自然和諧發(fā)展，推廣公路綠色新技術(shù)，為我國建設(shè)綠色生態(tài)文明高速公路提供參考。

“生態(tài)理念”首次由麥克哈格引入公路設(shè)計(jì)理念中，充實(shí)了公路概念的構(gòu)架。在公路規(guī)劃設(shè)計(jì)中融入“生態(tài)理念”，是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的重要舉措，也是構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的必然要求。近些年來，伴隨著公路建設(shè)理念的更新，各種新型公路呈蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。公路景觀設(shè)計(jì)全面融入當(dāng)?shù)匚幕?，?shí)現(xiàn)“交旅結(jié)合”，打造旅游公路[2]；基于智能服務(wù)、道路檢測、智能感知交通環(huán)境等科技，建設(shè)智慧公路[3-4]；以自然要素為支撐，串連百姓生活；構(gòu)建推進(jìn)城鄉(xiāng)綠色協(xié)調(diào)發(fā)展綠道[5-6]；構(gòu)建賞景與自然相協(xié)調(diào)，通暢與舒適相統(tǒng)一的美麗道路[7-8]；覆蓋社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、智能、文化、生態(tài)和綠色6個(gè)維度內(nèi)涵，打造綠色生態(tài)文明道路。

在公路建設(shè)方面，一些國家起步較早，其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、政策、法律也逐漸完善。美國提出風(fēng)景道體系，以考古，文化，歷史，自然、娛樂和風(fēng)景名勝品質(zhì)6個(gè)方面評定公路[9-10]；荷蘭政府提出生態(tài)補(bǔ)償原則，減少在開發(fā)項(xiàng)目時(shí)對生態(tài)的破壞[11]；南非追求環(huán)境與公路和諧[12]；澳大利亞、瑞典制定了與公路環(huán)境相關(guān)的法律與政策，并設(shè)立相關(guān)的監(jiān)管部門[13]。

道路評價(jià)體系逐步完善，主觀和客觀評價(jià)體系更加系統(tǒng)，專家預(yù)測法廣泛運(yùn)用于指標(biāo)的選取，指標(biāo)賦權(quán)中主觀賦權(quán)采用層次分析法(AHP)[14]、序關(guān)系分析法[15]；客觀賦權(quán)采用主成分分析(PCA)[16]、熵權(quán)法(EWM)[17]，主觀和客觀賦權(quán)采用組合賦權(quán)法[18]；評價(jià)采用模糊綜合評價(jià)法(FCE)[19]、TOPSIS[18]。

目前研究綜合考慮公眾對綠色公路在生物多樣性、生態(tài)保護(hù)、交通出行等方面對綠色道路的感受。在評價(jià)內(nèi)容方面，通過對高速公路前后的景觀差異進(jìn)行分析，并對道路的視覺品質(zhì)進(jìn)行評估。但是評價(jià)指標(biāo)中較少考慮到生態(tài)環(huán)境、道路服務(wù)、安全智能等因素，沒有形成完整、系統(tǒng)化的指標(biāo)，無法很好地定量地反映出綠色生態(tài)文明道路的特點(diǎn)。本文結(jié)合河南省政策，以生態(tài)環(huán)保、路域環(huán)境治理、節(jié)約低碳、安全智慧、服務(wù)提升5個(gè)方面科學(xué)、系統(tǒng)地建立河南省綠色生態(tài)文明高速公路評價(jià)體系。

1 綠色生態(tài)文明高速公路體系

1.1 綠色生態(tài)文明公路

綠色生態(tài)文明公路，是指運(yùn)用節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)、美化環(huán)境的技術(shù)、工藝和管理模式，在公路設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)、服務(wù)等方面對智慧互聯(lián)道路、林蔭大道、景觀大道道路的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，以形成以高速公路為骨干、國省干線公路為支線、農(nóng)村公路為毛細(xì)血管的綠色生態(tài)走廊。

1.2 河南省綠色生態(tài)文明高速公路

河南省綠色生態(tài)文明示范路工程包括高速綠色生態(tài)文明示范路工程、普通干線綠色生態(tài)文明示范道路工程、農(nóng)村公路綠色生態(tài)文明示范路工程這3類。本文針對河南省高速公路建立綠色生態(tài)文明高速公路評價(jià)體系。

2 研究方法

2.1 指標(biāo)權(quán)重的確定

利用層析分析法得出各指標(biāo)權(quán)重，建立了以實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)文明高速公路為目標(biāo)層的指標(biāo)體系，一、二、三級(jí)指標(biāo)各為準(zhǔn)則層、子準(zhǔn)則層和方案層。計(jì)算步驟如下所示：

a.構(gòu)建判斷矩陣。

A=(aij)n×n

(1)

b.運(yùn)用了規(guī)范列平均法對矩陣A進(jìn)行規(guī)范化處理得到權(quán)重W。步驟一：先將矩陣的每列進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；步驟二：將標(biāo)準(zhǔn)化后的各元素按行求和；步驟三：將求和結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

c.一致性檢驗(yàn)。

(2)

(3)

(4)

其中，λmax為最大特征根；n為矩陣階數(shù)，CI為不一致程度，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，CR為隨機(jī)一致性比率。當(dāng)CR<0.1時(shí)通過檢驗(yàn)，得到各指標(biāo)權(quán)重如下。

W=(a1，a2，a3，…，am)

(5)

其中，W為指標(biāo)權(quán)重合集；ai為各指標(biāo)權(quán)重。

2.2 項(xiàng)目評價(jià)

模糊綜合評價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評價(jià)方法。它具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。文章指標(biāo)大多是定性評價(jià)，基于模糊綜合評價(jià)法進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，并得出結(jié)果。建立模糊綜合評價(jià)步驟如下：

a.建立綜合評價(jià)因素集。

U=(u1，u2，u3，…，um)

(6)

其中，U為綜合評價(jià)因素集；ui為各指標(biāo)。

b.建立綜合評價(jià)的評價(jià)集。

V=(v1，v2，v3，…，vn)

(7)

其中，V為綜合評價(jià)因素集；vi為各指標(biāo)的評價(jià)。

c.建立模糊綜合評判矩陣。

由專家對項(xiàng)目成果進(jìn)行打分并有序?qū)?ui，vj)指定隸屬度，得到模糊綜合評判矩陣。

R=(rij)m×n

(8)

其中，R為模糊綜合評判矩陣；rij為各指標(biāo)的權(quán)重。

d.確定因素權(quán)向量。

由式(5)得到各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重W=(a1，a2，a3，…，am)

e.建立綜合評價(jià)模型。

根據(jù)評價(jià)矩陣R和因素權(quán)重向量W后，通過模糊變化將U上的模糊向量W變?yōu)閂上的模糊向量B，“°”為模糊算子，這里使用加權(quán)平均型模糊算子M(·，⊕)，通過式(9)求出隸屬度函數(shù)最大隸屬度。

B=W°R

(9)

3 河南省綠色生態(tài)文明高速公路指標(biāo)體系

3.1 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則

評價(jià)指標(biāo)體系由指標(biāo)和量化值兩部分組成，績效評價(jià)是一種制度化的形式。構(gòu)建綠色生態(tài)文明高速公路體系，為河南省綠色生態(tài)文明高速公路建立提供指導(dǎo)作用。體系的構(gòu)建，應(yīng)遵循以下原則：

a.科學(xué)性原則。

綠色生態(tài)文明高速公路指標(biāo)體系的指標(biāo)具有典型性、獨(dú)立性和全面性，反映了河南省交通環(huán)境的實(shí)際情況。指標(biāo)的選擇應(yīng)符合科學(xué)發(fā)展觀原則，便于收集，定性或定量獲取。

b.綜合性原則。

整體是由個(gè)體因素構(gòu)成的，而作為一個(gè)整體的交通規(guī)劃中的個(gè)體因素更廣泛、更系統(tǒng)、更綜合，這些要素是跨領(lǐng)域和跨學(xué)科的。規(guī)劃必須是全面的，單方面的考慮可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。從整體上構(gòu)建綠色生態(tài)文明公路體系，平衡各要素，通過科學(xué)的方法分析，得出最佳解。

c.超前性原則。

研究對象會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化，是動(dòng)態(tài)的；體系指標(biāo)的選擇不應(yīng)該停留在當(dāng)下，應(yīng)該是前瞻性的，應(yīng)該符合科學(xué)發(fā)展觀的要求，應(yīng)該考慮到系統(tǒng)指標(biāo)在未來一個(gè)時(shí)期的發(fā)展?jié)摿拖到y(tǒng)的適用性。結(jié)合綠色公路指標(biāo)，開展公路發(fā)展，結(jié)合政府政策，預(yù)測綠色生態(tài)文明高速公路發(fā)展趨勢，選擇科學(xué)合理的指標(biāo)。

d.規(guī)范性原則。

指標(biāo)是根據(jù)國家、部門和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)選定的。堅(jiān)持總體一致性、區(qū)域特色化，結(jié)合本地綠色生態(tài)文明公路工程實(shí)例，合理規(guī)范化指標(biāo)。指標(biāo)數(shù)據(jù)應(yīng)具有可操作性、可比性，易于收集和規(guī)范化。

e.區(qū)域性原則。

地區(qū)在時(shí)間和空間上各不相同，具有地域性。這種差異決定了制度的適應(yīng)性，制度建設(shè)要因地制宜，統(tǒng)一的指標(biāo)不能發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢，浪費(fèi)資源，不能體現(xiàn)綠色生態(tài)主題。綜合各地區(qū)指標(biāo)，要選取具有代表性和科學(xué)性的。

3.2 評價(jià)指標(biāo)和權(quán)重的確定

基于各類文件及河南省具體情況，以生態(tài)環(huán)保、路域環(huán)境治理、節(jié)約低碳、安全智慧、服務(wù)提升5個(gè)一級(jí)指標(biāo)，12個(gè)二級(jí)，40個(gè)三級(jí)指標(biāo)建設(shè)評價(jià)體系。由式(1)～式(5)計(jì)算出其指標(biāo)權(quán)重，如表1所示。

表1 河南省綠色生態(tài)文明高速公路體系指標(biāo)

3.3 案例分析

河南省欒川至盧氏高速公路(S76號(hào))對沿線城市的區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系發(fā)展和加強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系具有重要意義。該項(xiàng)目批準(zhǔn)建設(shè)時(shí)間是2018年8月17日，計(jì)劃于2023年3月開放。該高速公路為綠色公路試點(diǎn)建設(shè)工程，運(yùn)用模糊評價(jià)預(yù)測該高速公路是否達(dá)到綠色生態(tài)文明高速公路標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.1建立模糊評價(jià)矩陣

綠色生態(tài)文明高速公路指標(biāo)的制定，主觀性比較強(qiáng)，因此采用模糊綜合評價(jià)可以避免僅憑經(jīng)驗(yàn)的主觀性，使目標(biāo)結(jié)果更加合理，很好地解決了判斷的模糊性和不確定性。由式(5)～式(9)得到以下步驟。

a.確定因素集：基于河南省綠色生態(tài)文明高速公路評價(jià)體系得到因素集：U=(科學(xué)選線，生態(tài)修復(fù)，…，路域景觀)。

b.確定評語集：使公路評價(jià)結(jié)果直觀表現(xiàn)出來，本文確定4個(gè)等級(jí)指標(biāo)，科學(xué)合理地對指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)：V=(三星，二星，一星，不合格)。

c.構(gòu)造綜合評價(jià)矩陣：許多因素的界限很難量化，根據(jù)指標(biāo)要求，由專家進(jìn)行定性定量評價(jià)，對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，接著構(gòu)造綜合評價(jià)矩陣，對所有指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合評價(jià)。

d.綜合評判：不同指標(biāo)對實(shí)現(xiàn)綠色公路建設(shè)的影響程度存在差異，需賦予不同的權(quán)重值才能合理地進(jìn)行等級(jí)評定。確定評價(jià)因子的權(quán)重基于式(5)得各因子的權(quán)重。即各因子權(quán)重為：W=(0.017 4，0.017 4，…，0.023 3)。由式(9)得到綜合評判結(jié)果：

B=W°R=

(0.364 8，0.486 7，0.128 8，0.019 6)

求出最大隸屬度為0.486 7，根據(jù)最大隸屬度原則，因此河南省欒川至盧氏高速公路屬于二星級(jí)綠色生態(tài)文明公路。

4 結(jié)論

目前，國內(nèi)已開展了一定數(shù)量的生態(tài)公路項(xiàng)目，并對公路環(huán)境影響評價(jià)和公路項(xiàng)目評價(jià)的研究較多，有關(guān)綠色公路評價(jià)體系的研究已有良好開端，但由于綠色生態(tài)文明公路的概念在國內(nèi)出現(xiàn)時(shí)間不長，河南省尚未形成完整、科學(xué)的綠色生態(tài)文明公路評價(jià)體系。河南省綠色生態(tài)文明高速公路評價(jià)體系的建立，為河南省形成一批可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)，以及對行業(yè)推動(dòng)和示范效果有著積極作用，為河南省“交通強(qiáng)國”試點(diǎn)建設(shè)提供有效助力和重要支撐。