高速公路绿色施工评价体系及模型的构建研究

贾克洋

（郑州工商学院，河南 郑州 451400）

随着近年来环保绿色发展理念的提出，对高速公路的施工环保性提出了更高的要求，而高速公路绿色施工包含诸多要素，所以必须要建立出指标体系用来反映高速公路整个施工中方方面面的特征，并以此为基础对高速公路绿色施工给出合理的评价[1]。而在这些指标中，能够量化的指标被称为定量指标，有一部分指标是无法被量化的指标被称为定性指标[2]，定性指标一般是在数值描述时不够准确或存在缺陷，因此不得不采用客观的描述性语言进行度量的指标。但在工程体系评价中，定量指标更具有优势，即更直观、合理、便于数值模拟并研究其规律[3]。因此，本研究基于以上原因，建立基于因子分析法的模糊综合评价法，以某高速公路为实例，针对高速公路绿色施工构建对应的评价体系，并对计算结果进行分析和总结。

1 绿色施工评价方法

1.1 因子分析法

因子分析法是一种相对客观性的综合评价方法，它是以客观数据为出发点，依据数学降维的思想，对各个指标间的相关性进行分析，把相关性较强的指标归为一类，从而可以将指标体系进行简化，然后从简化后的指标中进行分析和评价，最后对该对象做出综合评价[4]。但对于评价指标中存在定性指标时，评价体系内各指标间相关性不足，且数据的客观性也无法得到保证。

1.2 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种依据模糊数学理论，通过分析求解各个对象的隶属度，通过最大隶属度来确定评价级别[5]。本方法的优势是可以对多层次且模糊不确定的问题进行相对准确的分析。劣势是当评价指标太多时，超模糊的情况可能会出现，从而导致评价结果降低。

通过对上述评价方法进行分析，本文采用结合因子分析法与模糊综合评价法对高速公路绿色施工评价指标体系进行构建并具体分析。

2 高速公路绿色施工评价指标体系的构建

建立高速公路绿色施工评价指标体系之前，首先要定义各评价指标相关的因素，本文考虑到高速公路施工的技术特点以及对周围环境的影响作用，定义能源及资源节约利用率、施工管理技术、减少环境负荷等因素为高速公路绿色施工评价指标并构建相应评价指标体系，如图1。

图1 高速公路绿色施工评价指标体系

3 绿色施工评价模型

3.1 因子分析法

在上式中A 为根据模型建立的因子负荷矩阵，元素aij表示变量xi对应的公共因子负荷fk。若引入向量的P维空间概念，则xi在fk轴上的投影即为aij。

3.2 模糊综合评价模型的构建

为减少主观性对系统评价产生的影响，本文采用模糊综合评价法作为评价方法。它的优点在于可以把难以定量的评价因素实现量化，并能将各因素之间的分界线予以明确[6]，并在此基础上对多个涉及到的模糊因素及其对应的现象做出总评价。

模糊综合评价一般步骤如下：

（1）制定评价等级标准集合。在表述评价系统以及各项因素时，评价集往往存在较为显著的模糊性，同时评价集也能够表征系统的存在情况，且与人主观思维方式较为契合，具有很好的适用性。

（3）多层次综合评价。在实际多层次综合分析中，分析层次往往较多，但其都可归整至最高层次，也即表征为第一层次的评价结果。但需要注意的是，一级模糊综合评价存在一定的局限性，只能在低层次下完成评价。若涉及到精度要求高、因素复杂的评价工作，则需要进一步开展二级模糊综合评价。其中，第一层单因素评价的矩阵Ri如下所示：

而二级模糊综合评判的第一层模糊综合评判级U为：

在完成上述评价过程后，即可综合考虑各项可能存在的影响因素，并且结合环境友好、节能减排、绿色工艺、资源回收等管理需求深化评价，进而得到较为全面的评价体系，基于最大隶属度原则，评价所考虑全部因素即可被整合至相同指标中，获得最终评价结果。

4 工程实例

4.1 工程概况

本文以我国某高速公路工程为例展开分析，该项目设计全长约42.5km，其设计速度定为100km/h。道路采用双向四车道方案，路基设计宽度为26.0m，路面结构采取沥青混凝土。在项目全线范围内共设计有各类桥梁17座，桥梁总长度达到5926m；沿线涵洞共计45 道；沿线隧洞共计15 座，施工工期为3 年。

4.2 模型的构建与分析

4.2.1 因子分析

根据计算可得到本分析所用各项因素间的方差贡献率及累积贡献率如表1 所示，按照特征值＞1 的基本要求，选择其中的5 项隐含指标替换原有指标变量，进一步计算得到各项因素间的方差贡献率达到了88.63%，高于85%的标准要求。这也表明用于替换的5 项隐含指标能够较为全面地覆盖评价所需信息，能够较好地替换原有指标，具有很好的合理性与有效性。

表1 因子解释原有指标总方差的情况

4.2.2 初级模糊层级分析

在本研究中，按照评价结构的划分，综合评价的指标主要可分为以下五个方面：Y1、Y2、Y3、Y4、Y5。为保障评价结果的可靠性，共邀请25 位行业内不同领域专家参与评价，其包括了项目经理、土建工程师、监理工程师等。

4.2.2.1 环境保护的技术指标（Y1）B=A×RY总=[0.28，0.66，0.06，0，0]，依据最大隶属原则，本公路工程绿色施工评价总体是“良”的级别。

5 结论

在现有的绿色发展理念下，高速公路绿色施工具有广阔发展前景，持续推进高速公路绿色施工是实现经济发展和绿色低碳可持续的生产模式的重要手段。本文以实际工程为例，通过综合考虑高速公路施工对环境及资源的影响构建出相应的评价指标体系，为使数据关联性和合理性更强，采用因子分析法对定义的因子进行深度的分析和筛选，在此基础上利用模糊综合评价法对构建出的模型进行评价，通过初级、最终模糊层次的分析证明该模型的有效性。