基于属性理论的西部地区高速公路后评价

■ 冯辉红 李伟 黄起 张国宏

1.西南石油大学土木工程与测绘学院 成都 610500

2.甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司 兰州 730030

0 引言

根据《公路建设项目后评价报告编制办法》（交规划发[2011]695号文），公路建设项目后评价定义为用科学、系统的评价方法，通过对项目立项、可行性研究、设计、施工和运营各阶段工作的跟踪、调查和分析，全面评价项目的作用与影响、投资与效益、目标实现程度及持续能力等，总结项目的经验与教训[1]。

高速公路是公路交通运输网络中的重要基础设施项目，投资大、风险高、影响显著，一直以来都是公路建设项目后评价的重点。从2013年起，我国的高速公路建设重心逐渐转向西部地区，2019年度西部地区新增高速公路3207 公里，总里程达57574 公里，增长速度和总里程数均居于中国首位[2]。但是，由于对已有项目的经验教训缺乏有效总结，项目管理水平较低，已投入运营的项目中投资效益低、实施效率差、生态破坏严重等问题大量存在。因此，有必要对西部地区已投产运营的高速公路项目进行后评价工作，总结已有项目的经验教训，从而为提高西部地区高速公路项目管理水平提供科学依据。

公路后评价需要选取合理的评价指标，建立完善的指标体系。关于公路后评价指标体系，国内外学者已进行了大量研究。Guney M 等从空气粉尘、土壤重金属两个方面对公路环境影响进行了分析与评价[3]。Everett S等，从道路状况、机动性、经济影响、能源利用等方面建立了公路绩效和支出评价指标体系[4]。Ibrahim A H等从管理与领导、能源效率、材料和财务、环境与排放、规划水准5 个方面建立了公路可持续指标体系[5]。Odeck J等提出公路项目的成本效益评价需对旅行时间的节省、事故成本的减少、车辆运营成本、环境影响以及车辆投资和维护运营成本进行综合分析[6]。在国内，周正祥等，通过分析高速公路运营后对周围环境的影响，从环境影响方面提出了公路后评价指标体系[7]。卢冬生等，从公路交通水平、区域战略适应性、经济发展适应性等方面建立了指标体系评价公路的可持续发展[8]。袁春毅等，深入研究了景观公路和谐性理念，建立了景观公路和谐性评价体系[9]。朱嘉等，从经济效益、社会效益、资源节约3 个方面，建立指标体系对高速公路的综合效益进行了评价[10]。

在指标体系建立以后，如何使用科学的方法进行后评价也是学者们研究的热点。王建民等，基于结构方程模型的原理和方法，构建了高速公路后评价模型，并对评价模型进行了理论分析和实证检验[11]。孙慧等基于模糊综合评价建立了BOT(建设-运营-移交)模式高速公路建设项目后评价模型，并进行了实证研究[12]。王首绪等利用改进的层次分析法法与模糊灰色物元空间评价方法相结合的评价模型来评价高速公路建设项目后评价中的社会影响[13]。王波等运用多级模糊评价模型和层次分析法对路政管理绩效进行综合评价，并进行了实例研究[14]。潘鹏程等基于直觉模糊集的方法对公私合营模式公路项目进行了物有所值评价分析[15]。钟琦等，将灰色预测模型引入经济预测，利用“小样本”模型的特性来预测公路影响区的经济状况，以此为依据研究公路对地方经济的影响[16]。

完善的指标体系和科学的评价模型是西部地区高速公路后评价的重要基础。综上国内外研究综述，对于指标体系研究主要集中在项目的效益、影响、可持续发展中的某一个方面，未考虑综合多方面因素形成系统的体系对项目进行评价。在后评价模型研究方面，现有的研究中大多采用层次分析法、神经网络法以及因子分析法进行评价，计算过程繁琐，评价结果缺乏时效性。而属性理论通过灵活方便的计算，能够把定量因素和定性因素很好地结合起来进行分析[17]。基于此，本文将从项目实施效率、投资效益、影响、可持续发展4 个方面构建评价指标体系，并运用属性理论建立后评价模型，以期实现西部地区高速公路后评价的及时性、有效性。

1 建立西部地区高速公路后评价指标体系

1.1 定义和内涵

公路建设项目后评价，是指在公路通车运营5年后，根据实际数据资料，判断项目可行性研究和项目前评估的预测是否正确，对项目实施效率、投资与效益、作用与影响、可持续发展等方面内容进行系统的、客观的分析过程。

鉴于此，西部地区高速公路后评价应该包括过程评价、投资与效益评价、影响评价、目标持续性评价4 个方面的核心内容，如图1所示。

图1 西部地区高速公路后评价核心内容

1.2 构建西部地区高速公路后评价指标体系

为了使评价更加科学、客观、全面，指标体系构建应遵循以下原则：（1）系统性原则。西部地区高速公路后评价，涉及多门类、多部门、多学科、多领域，应全面考虑系统的整体性，筛选出具有代表性的指标。（2）科学客观性。这是一个贯穿始终的原则，对指标有明确的规定，要有很好的科学适用性。（3）突出重点原则。指标体系也不可能一应俱全，面面俱到，要能够把握住影响事物发展的主要原因。

根据以上原则，并在咨询有关专家和查阅相关文献[3-15,18]的基础上构建西部地区高速公路后评价指标体系，并确定了指标的评价分类标准，将公路后评价指标划分为优(C1)、良(C2)、中(C3)、差(C4)4个评价等级，如表1所示。

表1 西部地区高速公路后评价指标体系

1.3 指标权重

由于不同的指标要素对公路后评价结果的作用和影响程度是不一样的，因此需对各评价指标进行权重的测定。为此，采用九标度法收集专家意见，具体数字标度如表2所示。根据收集的专家意见，构建判断矩阵，并进行一致性检验，确定各层次、各指标要素的权重。

表2 九标度数字表度

2 基于属性理论建立西部地区高速公路后评价模型

2.1 建立因素集和评价集

2.1.1 因素集的建立

根据建立的指标体系，划分公路后评价总目标为4个子集，记作X={X1,X2,X3,X4}。其中过程评价子集X1={X11,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18,X19}，Xij表示第i个子集中的第j个三级指标。类似地，建立投资与效益评价子集、影响评价子集、目标持续性评价子集。

2.1.2 评价集的建立

公路后评价的评价集C={C1,C2,C3,C4}为有序集，且C1>C2>C3>C4。

2.2 单指标属性测度分析

设tij为指标Xij的测量值，μijk=μ(tij∈Ck)表示tij属于Ck的属性测度，其中1 ≤k≤4，满足设aijk～aijk+1为该指标的k级分类区间，若aij0>aij1>aij2>aij3>aij4，例如指标X11，tij属于属性集Ck的属性测度μijk函数为：

若满足aij0

2.3 多指标属性测度分析

根据单指标属性测度分析结果，项目的多指标属性测度计算公式为：

其中wij表示指标综合权重

2.4 属性识别

通过参考相关文献，采用置信度λ= 0.7判定结果。

则认为项目属于Ck0级别或者Ck0类。

3 实例应用研究

甘肃省某高速公路（以下简称案例公路），路线全长157.56 公里，全线采用4 车道高速公路技术标准，设计速度为80 公里/小时，路基宽度25.5 米。项目于2010年11月开工建设，2013年11月交工通车试运营。

3.1 构建判断矩阵确定指标权重

由于高速公路项目涉及多个专业和参与单位，为保证专家调查结果的综合可信度，问卷调查范围确定为多次参与西部地区高速公路项目的学校及科研机构、建设单位、监理单位、勘察设计单位、施工单位、咨询单位中的高级职称管理人员、现场项目经理和技术负责人等。共发放并回收100 份问卷，其中有13 份问卷未答率超过10%，为无效问卷，有效率为87%。根据问卷调查结果，构建判断矩阵如表3～7所示。

表3 一级指标X的判断矩阵及计算

表4 二级指标X1的判断矩阵及计算

表5 二级指标X2的判断矩阵及计算

表6 二级指标X3的判断矩阵及计算

3.2 案例公路单指标属性测度分析

在项目投入运营5年后，通过对案例公路各阶段工作的调查、分析，得到各指标实测值，并建立属性测度矩阵。对于X11等定性指标，邀请10 位有关专家根据评价细则对案例公路项目在分值[0,100]内进行打分，并取10位专家打分分数的平均值作为定性指标的实测值；对于X14等定量指标，根据案例公路项目的可行性研究报告、设计文件、施工文件以及竣工验收报告等资料，并结合当地经济、社会发展数据，得出定量指标的实测值。根据各指标的实测值结果，得出各一级指标的单指标属性测度矩阵分别为U1jk、U2jk、U3jk、U4jk。

表7 二级指标X4的判断矩阵及计算

3.3 案例公路多指标属性测度分析

根据单指标属性测度分析结果，结合指标权重，计算案例公路的多指标属性测度可得：μ1= 0.32，μ2= 0.62，μ3= 0.05，μ4= 0.01，k0=则案例公路的后评价等级为良。

3.4 后评价结果分析

本章利用前述的公路后评价指标体系和评价模型，对甘肃省已建成通车的某高速公路进行后评价分析，确定案例公路后评价等级为良。实际上，在国家和地区政策的大力支持下，该工程已投入运营数年，并顺利通过竣工验收，这和后评价模型得到的评价结果是一致的，验证了后评价模型的适用性。

根据案例公路的属性测度分析结果，我们可以看出：

（1）过程评价中，“施工安全事故损失率”、“额定工期变化率”指标属性测度得分较低。案例公路穿越沙漠微丘区、山区重丘区、沙漠区和农田区，经过软基、坍塌、风沙、盐渍化、落水洞、采空区等各种不利地质地段，使得项目建设难度加大，安全文明施工管理效果不佳；同时，由于项目处于干旱戈壁地区，干旱少雨、风沙大、昼夜温差大、征地拆迁困难多，使得项目进度控制效果没有达到预期。

（2）投资与效益评价中，“估算与概算误差率”“财务内部收益率”指标属性测度得分较低。在项目的可行性研究阶段，沙漠戈壁地区复杂的地理、社会环境，给项目的投资估算工作带来巨大挑战，同时缺乏相关案例经验，使得项目投资估算精度不高；运营过程中，项目所在地区潜在交通量较少，同时由于项目所在地区的沙漠干旱气候，项目的运行养护费用较高，使得项目的内部收益率较低。

（3）影响评价中，“国民生产总值增长率”、“就业人口增长率”、“当量噪声影响面积”。项目运营后很大程度地改善了当地的交通闭塞的环境，但由于地区经济基础薄弱，且高速公路项目采取封闭通行的原因，使得项目没有充分发挥促进经济、提高就业的作用；在高速公路运营过程中，汽车的通行会产生大量的交通噪声，而项目全线地势开阔，遮挡物较少，使得项目当量噪声影响面积较广。

（4）目标持续性评价中，“地质环境稳定性”得分较低。案例公路线路位于景泰地震亚带，地质灾害频发。地质灾害的发生往往使得项目通行封闭，同时对项目的基础设施造成损害，增加了道路的养护、运营成本，影响了项目的可持续发展。

4 结论与建议

4.1 结论

本研究综合考虑西部地区高速公路项目的实施效率、投资与效益、作用和影响、可持续发展等方面内容，从过程评价、投资与效益评价、影响评价、目标持续性评价4 个方面构建了后评价指标体系；并运用属性理论建立后评价模型，将定量指标和定性指标有机结合起来进行评价，提高了评价结果的有效性和及时性。

根据指标权重分析结果，我们可以得出：（1）一级指标中，“过程评价”是最为重要的，接下来是“投资与效益评价”，其次是“影响评价”和“目标持续性评价”。（2）过程评价中，主要的控制因素是“施工安全事故损失率”、“项目质量优良率”、“道路养护优良率”。（2）投资与效益评价中，主要的影响因素是“运输成本降低效益”“财务内部收益率”和“流动比率”。（3）影响评价中，指标“国民生产总值增长率”、“就业人口增长率”、“路网联通度变化率”是项目“影响评价”的主要控制因素。（4）目标持续性评价中，主要的影响因素是“基础设施完备性”、“交通量年增长率”、“地质环境稳定性”。

4.2 建议

根据案例公路项目后评价结果，提出了关于西部地区高速公路发展的针对性建议，如下：

（1）推行标准化管理。到2019年，西部地区地形条件较好的地区，如平原、盆地、浅丘等，高速公路网已基本建成，相较而言，高海拔、高寒、沙漠等地形条件恶劣的地区，高速公路建设尚显不足。质量控制难度大、工程技术新、质量要求高，是这部分地区高速公路项目的显著特征。为了实现项目的安全文明施工，保障项目的建设及养护质量，必须推行标准化管理。在高速公路建设和运营中，应当对工程建设和养护涉及的内容和问题制定统一的规定和实施标准，将标准贯彻到各节点、各部位、各阶段，形成标准化管理体系。

（2）健全西部地区高速公路投融资体制。根据国家收费公路统计公报，2019年，西部地区收费高速公路项目债务余额为21949.77 亿元，年度通行费收支缺口2120.31 亿元[2]。为了实现西部地区高速公路的持续发展目标，必须健全西部地区高速公路投融资体制，积极引进特许权经营模式，缓解政府债务风险高、建设资金短缺的局面。要坚持已有的成功经验，并有效运用推广，在实践中不断完善投融资体制，同时，还要努力拓展资金来源渠道，探索新的融资方式，积极吸引社会资本参与项目的建设与运营过程，减轻政府的债务压力。

（3）实现项目与公路网及其他交通体系协调发展。西部地区路网密度低，交通闭塞，远离出海口，高速公路作为重要的公路交通运输骨干，在区域综合运输系统中的作用尤为突出；高速公路封闭运行、控制出入的特点，使得高速公路的建设和运营，会一定程度上降低区域的通达能力；同时，通过公路网及其他交通体系，能够扩散高速公路项目的辐射范围，充分发挥高速公路在节约运输时间、缩短运输里程、降低运输成本等方面的作用。因此，在项目的策划、建设、运营过程中要注重与公路网及其他交通体系相协调，将高速公路充分融入到区域综合运输体系中。

（4）注重生态环境保护，实现可持续发展。西部地区地形复杂，气候类型多样，为不同的植物生长和野生动物栖息创造了良好的条件，生物资源丰富。而高速公路建设过程中，路面、路基、边坡等工程会大量占用土地资源；高速公路投入运营后，车辆在行驶过程中，会排放含氮氧化物等废气，产生大量的交通噪声，对该区域的大气环境和声环境产生不利影响。为保护西部地区的生物资源，在高速公路规划、设计、建设过程中，要在保证项目通行服务能力的同时，完成项目的生态恢复工作；在运营管理过程中，要积极引进先进技术，减少污染物的排放，实现项目与生态环境的协调可持续发展。

（5）完善西部地区高速公路应急管理体系。西部地区自然灾害高发，自然灾害的发生往往会对高速公路项目的基础设施造成损害，造成经济损失和人员伤亡，同时会给项目留下安全隐患。因此，应在交通运输部出台的《公路交通突发事件应急预案》基础上，从政策、制度、资金等方面加快西部地区高速公路应急管理体系建设，提高西部地区高速公路网的应急处理能力。