基于山区旅游公路绿色背景路线设计方案对比研究

关英红

（山西宏博勘察设计咨询有限公司，吕梁 033000）

1 引言

随着国内经济的迅猛增长和旅游产业的快速发展，出现了新型道路类型,即旅游公路[1]。 由于山区自然风光雄厚壮美、树木葱幽,很多旅游景点均分布其中。 山区旅游公路的路线设计与自然地形地貌、地质条件、生态环境等因素有关, 也与景观协调性和可持续发展等因素密切相关,在我国大力发展绿色交通的背景下,山区旅游公路线形不仅要满足公路设计规范,同时应与周围环境相协调以及满足优美的线形和外观,做到人文环境和谐统一[2]，如何让山区旅游公路与生态环境相协调, 是山区旅游公路路线设计方案的优选工作的重点。 以往公路选线大多只考虑技术与经济方面, 对景观生态环境方面考虑不多,本文以广西省某山区旅游公路建设为例, 重点研究在绿色公路理念基础上， 对山区旅游公路不同路线设计方案的优选工作。

2 绿色背景下路线设计

2.1 绿色建设理念

绿色公路基于生态系统的良性循环,以节约资源、减少污染、创新驱动、保护环境为目标，运用各种措施建造出能够与环境和谐共存、可持续发展的公路，最终实现经济、社会和生态文明的效益最大化[3]。

为促进绿色道路建设,交通运输部于2016 年8 月提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，助推公路建设的健康可持续发展[4]。绿色公路将“生态文明”作为主要战略思想,应当全面贯彻“生态文明”的核心思想,绿色理念贯穿于项目建设前、 建设中和运营期的全生命周期。 公路交通系统应当以生态文明为核心,将高效节能和环保健康的绿色要求贯彻到公路的全寿命周期内，树立保护自然的生态文明理念,走可持续发展道路,处理好工程质量、 运行效率、 环境影响以及资源利用之间的关系。

2.2 旅游公路定义和特征

（1）基本内涵

以往旅游公路被认为只有运输通道单一功能。 随着旅游产业的蓬勃发展， 旅游公路的内涵得到不断的扩展与完善,人们开始重视和关注其中存在的内在审美价值，它们一方面是运输通道， 另一方面也是景区的重要组成部分,属于旅游资源。 为科学、合理的对旅游公路重新定义，不仅从“运输功能”的角度出发,还考虑了“价值功能”的复合角度。 因此,旅游公路可定义为通往旅游区和连接各景点,可以满足游客的交通和美学要求，并为其提供符合基础设施和旅游信息,且外形美观、安全环保的绿色公路[5]。

（2）基本特征

安全性是基础。 山区旅游公路与普通公路相比,地理位置大多处于地貌复杂的山区， 交通工具大多为中巴车或旅游大巴，但该区域的公路技术的等级相对不高，是交通事故的易发区，对山区旅游公路而言安全性就是基石。

注重舒适性。游客出行要求不仅满足于景区内部，而是希望能除去基本生活需求之外的能获得更高级的精神享受和深层次的文化需求。 因此,游客要求途经公路具有一定程度的舒适性,使旅途既充实又愉快。

注重生态环保。山区旅游公路周围自然条件好，大多位于自然风景区和敏感区域的生态保护区， 建设过程中中对环保要求相对较高。 若在建造过程中对脆弱的生态环境地区造成破坏，事后很难补救和恢复。

突出审美需求。旅游公路位于风景秀丽的景区内部，应当具有良好的观赏性， 在满足基本交通运输功能的前提下,应尽可能满足游客沿途的景观需求,使游客可以在乘车的路途中欣赏景色,从而提高游览的乐趣。

2.3 山区旅游公路选线依据和原则

由于山区旅游公路的特殊性， 在设计路线时不仅要依据公路行业内的技术规范标准， 而且要满足关于环境保护的行业内标准和法律法规。 标准及法律法规是进行山区旅游公路路线设计时环境保护的主要依据。 此外,旅游区公路选线一定要建立在充分的沿线调查基础之上，对沿线自然现状进行深入了解， 特别是对现有道路地质情况和自然环境等进行充分的了解，并进行实地勘察，可为路线设计的选项提供坚实的基础。

选线的主要原则应包括以下部分[2]：

（1）比选原则；

（2）符合工程质量要求、相关技术标准以及规范章程的强制性要求；

（3）经济适用保通达；

（4）尽可能照顾沿线村镇,近村不进村；

（5）尽量利用己有路段,减少新增用地,减少新的人工痕迹；

（6）不得已的开挖和填筑路段恢复性景观绿化植物与附近植物一致；

（7）强制性实施取土和弃土的复垦；

（8）隧道设计尽量做到“早进洞晚出洞”，减少开挖工程；

（9）注重社会、经济效益、环境三者效益的有机结合,走绿色健康之路。

2.4 山区旅游公路路线设计的控制因素

山区旅游公路的控制因素除包含一般公路具有使用性质、行车速度、交通量、自然条件等因素外，还需要对区域内生态环境的影响进行分析研究。

（1）地形地貌

由于旅游区具备独特的地形地貌， 路线设计必须要满足平面顺适、纵面均衡、横面合理的要求，选线时必须多次反复的实地调查、踏勘,根据地貌对线形的影响，合理选用技术指标, 尽量做到与区域内的地形地貌和谐共存。

（2）工程地质

旅游区通常含有着特殊的地质特征， 如软土、 液化土、盐渍土、岩溶、古滑坡等，公路选线必须充分认识到工程地质对线形的影响，避免对将对自然景观造成破坏，旅游区公路路线走廊一般相对较窄, 地质调查工作范围不大, 由此山区旅游公路选线时可投入必要的资源查清可能存在的地质灾害，并采取必要的措施解决问题。

（3）动植物分布

旅游区公路选线受动植物种群分布的影响比一般公路更大,控制程度也要高很多,路线必须考虑有效避开动植物种群集中段, 做到充分保护自然环境和减小对生态文明的破坏。

（4）社会环境

设计方案会直接影响到基础设施、 居民社区的生活以及资源利用等社会环境。 一个旅游区往往有多个核心景点,沿线必定散落着风格各异的村庄,路线选择必定受这些控制点的限制, 有必要同时考虑景观效果和沿线居民出行的便利程度。

3 路线设计方案评价指标体系

3.1 评价原则

评价指标的建立对于在路线方案的比较和选择中起着重要作用, 通过评价指标多方面来对比路线方案的可行性和有效性,评价指标的选取应遵循科学性、全面性、可操作性、独立互补性和评价方法一致性等原则。为了优化山区旅游公路设计阶段的路线方案， 不仅要考虑建设条件和运营条件的因素， 还要考量公路对周边环境破坏的影响程度。

3.2 评价指标

针对山区旅游公路的设计方案, 主要进行相应的安全、景观生态环境、技术、经济评价以及社会五个方面的评价[6]。

（1）安全评价

安全性评价是对驾驶安全的一种综合评价, 主要目的是为了减少交通事故，确保行车安全。通过创建道路安全性评价机制，减少山区道路的交通安全问题,参照公路设计的要点,可拟定具体的安全指标，例如最大纵坡、圆曲线半径、平纵线形组合和行车视距等。

（2）景观生态环境评价

旅游公路的选线要充分考虑环境的因素, 绿色公路建设指导思想就是要加强生态选线, 故需重点考虑环境指标的影响,使公路与生态环境彼此相互协调，主要包括对景观格局完整性、景观审学价值、景观生态价值、声环境及大气环境各指标的影响。

（3）技术评价

技术指标是山区旅游公路路线评价指标中的关键指标之一,直接关系到项目的投资总额、施工难易程度、运营安全、路面舒适性等方面，因此，在进行路线方案比选时，有必要对技术指标进行重点考察。具体指标主要包括路线总长度、土石方数量、排水及防护工程、占用土地大小。

（4）经济评价

根据国家计委规定， 国民经济评价主要指标是经济内部收益率,辅助指标是经济净现值、经济净现值率和投资效益率。 山区旅游公路经济指标一般可用工程总投资额、投资回收期、内部收益率、净现值和效益费比来综合评价。

（5）社会评价

社会评价是采用定量与定性相结合的方法对工程项目所产生的社会效益、 社会影响和社会风险进行综合评价, 以及当地政府和沿线群众接受项目的程度进行分析,为公路建设评估、决策提供依据。可参照的具体指标包括社会发展、社会经济开发、交通环境和社会稳定。

3.3 评价指标层次分析

根据山区旅游公路的功能和目标， 以及上文所述的关于具体评价指标以及它们之间的相互逻辑关系， 构建山区旅游公路选线的评价体系准则层和指标层的三级评价体系。 考虑到评价指标数量众多,创建综合评价体系时仅选择出对山区旅游公路影响程度大的指标。 绿色背景下山区旅游公路综合评价指标体系如图1 所示：

4 路线设计方案综合评价模型

4.1 评价方法分析

一般高速公路公路线形设计方案评价采用定量和定性分析方法，本文参考国内外文献资料[7-8]，结合工程经验对路线设计方案评价方法进行了详细的总结和分析。 具体如表1 所示：

图1 综合评价指标体系

表1 路线设计方案评价方法

4.2 山区旅游公路路线评价方法选取

山区旅游公路的路线设计涉及自然环境、 经济社会及工程技术以及各行业、各层次人员参与等诸多因素，设计过程复杂，方案对比研究显得尤为重要。方案的优选通常需要在一定的附加准则下进行，并且考虑与沿线地质、景观等因素的协调度，此外，结合定量与定性分析对评价指标综合判断，确定每个评价指标的权重。

因此,相对完善的决策方法需满足的要求主要有：

（1）需要分析每个评价指标并对评价结果进行综合处理；

（2）能够接受主观、定量和定性信息并进行处理；

（3）能适用于具有离散性的线路备选方案；

（4）在尽可能的条件下降低评价指标的精度要求,目前有以下四种方法（见表2）符合上述条件：

在山区旅游公路路线设计方案评价工作中， 需要灵活选取可行有效的路线方案。由于部分因素无法定量化，需要提前做好对定量化和某些因素的模糊性的系统分析， 为下步评价指标构建数学模型和简化计算提供理论支撑。

对于山区旅游公路， 为解决评价工作中定量化分析及指标因素模糊性问题， 以旅游公路方案和和目标决策理论方法为依据，采用模糊层次综合评价方法，并建立相应的评价模型， 它具有层次分析法与模糊综合评价法的优点，用定量化结果表达定性指标，考量了定性的风险因素，可为决策者提供科学的判断依据。

4.3 模糊层级综合评价模型

综上所述， 模糊综合评判法是一种比较科学合理的评价方式，利用数学工具求解得到最优方案，可适用山区旅游公路路线设计方案的评价工作。首先，为了解各评价指标对设计方案的影响程度， 采用层次分析法计算出山区旅游公路各评价因素的权重比值， 接着借助模糊综合评价法对设计方案进行综合判断,最终得出结论，评估方案的结果可为决策者提供参考。

表2 山区旅游公路路线设计评价方法

5 工程应用

图2 模糊层次综合评价模型

5.1 项目概括

大明山龙母峡谷景区位于广西省境内， 区域内风景宜人，环境优美。设计道路路线全长28km，起点位于大明山上山公路22.4km 处,途经护林站护林站、内朝南入口、大明山景区旅游服务基地。

5.2 项目路线设计方案

大明山景区是国家AAAA 级旅游区， 属于国家级自然保护区，包含丰富的动植物分布群，路线设计具有的一定的特殊性和复杂性。项目按照三级公路标准重建，路线方案考虑景观生态环境、地形地貌、功能分区、施工技术和经济性影响,路基宽度7.5m,极限最小平曲线半径30m,设计速度30km/h,项目拟定了A、B 两个备选方案。

A 线考虑了大明山自然保护区的生态环境的影响,在满足基本消防安全和旅游区规划的基础上, 利用现有道路走廊带附近展线,可减少对保护区林地的占用，在保证行车安全的前提下, 它可避免山区内大规模的开挖工程,对生态环境的破坏程度较低。

B 线与A 线方案同一起点和终点, 具体布置是放弃现有的林区便道展线,根据地形重新进行展线,其特点是线路总长短、回头个数少,行车舒适度好，但路线所经区域的地质条件较差, 局部路段路基之间容易造成干扰,设计及施工难度大,此外，开挖工程比A 线大，对植被和环境的破坏程度较高, 施工期和运营期均对生态环境都会产生较大的影响。

图3 项目地理位置图

图4 路线方案平面图

5.3 路线设计方案综合评价（考虑生态因素）

（1）指标体系下的权重计算

依据上文所述， 现采用模糊综合评价法用来实现对A、B 方案路线设计方案的比较， 首先邀请一定数量的专家进行打分，根据分值创建判断矩阵并计算各指标权重。具体计算结果如下：

安全准则层各指标权重w1=（0.316 0.294 0.179 0.100 0.110）；

生态环境准则层各指标权重w2=（0.115 0.161 0.305 0.333 0.086）；

技术准则层各指标权重w3=（0.287 0.399 0.168 0.146）；

经济准则层各指栋权重w4=（0.244 0.168 0.349 0.147 0.092）；

社会准则层各指标权重w5=（0.387 0.275 0.198 0.140）。

(2) 指标评价集和计算

指标评价集的计算主要通过对准则层的安全、 景观生态环境、技术、经济和社会五个层次来分别计算,得到相对应的单因素评价矩阵R1、R2、R3、R4 和R5, 综合在一起可得到其转置矩阵（R1、R2、R3、R4、R5）T,再将其与指标权重值结合,以获取方案最终评价结果:

B=A·R=（b1,b2,b3,b4...,bn)

为计算的结果更直观，简化上述公式，处理为：

式中:B——指标权重；

V——各等级的分值,V 的取值分别为1,2,3,4,5。

（3）绿色背景下A、B 方案综合评价

根据计算的各因素的权重, 结合各指标评价集对应的矩阵进行计算可得：

①一级模糊评价

a.安全子系统

A 方案：B1A=W1·RlA=(0，0.328,0.418,0.232,0.222)

B 方案:B1B=W1·RlB=(0，0.118,0.483,0.377,0.022)

b.景观生态环境子系统

A 方案：B2A=W2·R2A=(0，0.232,0.432,0.487,0.067)

B 方案:B2B=W2·R2B=(0，0.357,0.374,0.269,0)

c.技术子系统

A 方案：B3A=W3·R3A=(0,0.514,0.429,0.057)

B 方案:B3B=W3·R3B=(0,0.281,0.605,0.057)

d.经济子系统

A 方案：B3A=W3·R3A=(0,0,0.655,0.345,0)

B 方案:B3B=W3·R3B=(0,0.096,0.704,0.119,0)

e.社会子系统

A 方案：B3A=W3·R3A=(0,0.055,0.604,0.264,0.077)

B 方案:B3B=W3·R3B=(0,0.055,0.483,0.385,0.077)

②二级模糊评价

二级模糊评价可根据矩阵B=W.R=W?·B1,B2,B3,B4,B5)计算求解。 计算可得：

A 方 案：BA=W·(B1,B2,B3,B4,B5) =(0,0.124,0.488,0.343,0.045)

B 方 案：BB=W·(B1,B2,B3,B4,B5) =(0,0.194,0.500,0.269,0.029)

引入公式：

代入公式得:BA=3.308,BB=3.109，由评判结果可知BA＞BB，因此A 方案优于B 方案。

6 结束语

路线方案的选择是一项多层次、多目标、多因素的复杂工作，山区复杂的地形、地质、水文和生态环境条件不同程度影响着旅游公路选线，因此，在具体的比较和选择时，需要拟制定出一些限制性指标,采取灵活运用，组合运用，全面衡量的原则对多个备选方案进行综合比较,在符合绿色建设理念的基础上，达到技术先进,经济突出,安全合理的目的，最终选择出最优方案。本文通过创建山区旅游公路路线设计方案的优选问题的评价指标体系，确定指标权重后选取综合层次模糊评价法, 采用定性与定量分析建立综合评价模型, 有效地对不同设计方案进行对比分析。基于大明山旅游公路线形方案的实例分析，验证了此方法的实用性和可行性， 对山区旅游公路路线设计方案的比选有一定的参考价值。