河南省绿色生态文明高速公路评价体系

李春堂，柯 航，李宝成，徐广印，高 晶，闫全伟

(1.河南农业大学，河南 郑州 450002；2.郑州综合交通运输研究院有限公司，河南 郑州 450006)

0 引言

《交通强国建设纲要》[1]提出推进交通强国建设。建设绿色生态文明公路，是实现人民群众幸福的关键。与一般公路相比，绿色生态文明公路可以提升公路景观质量，美化公路环境，减轻人们的出行压力、弘扬自然与人文精神。结合生态文明建设，建立河南省绿色生态文明高速公路评价体系。该体系可促进绿色交通可持续发展和公路与自然和谐发展，推广公路绿色新技术，为我国建设绿色生态文明高速公路提供参考。

“生态理念”首次由麦克哈格引入公路设计理念中，充实了公路概念的构架。在公路规划设计中融入“生态理念”，是实现人与自然和谐相处的重要举措，也是构建资源节约型和环境友好型社会的必然要求。近些年来，伴随着公路建设理念的更新，各种新型公路呈蓬勃发展的态势。公路景观设计全面融入当地文化，实现“交旅结合”，打造旅游公路[2]；基于智能服务、道路检测、智能感知交通环境等科技，建设智慧公路[3-4]；以自然要素为支撑，串连百姓生活；构建推进城乡绿色协调发展绿道[5-6]；构建赏景与自然相协调，通畅与舒适相统一的美丽道路[7-8]；覆盖社会、经济、智能、文化、生态和绿色6个维度内涵，打造绿色生态文明道路。

在公路建设方面，一些国家起步较早，其相应的标准、政策、法律也逐渐完善。美国提出风景道体系，以考古，文化，历史，自然、娱乐和风景名胜品质6个方面评定公路[9-10]；荷兰政府提出生态补偿原则，减少在开发项目时对生态的破坏[11]；南非追求环境与公路和谐[12]；澳大利亚、瑞典制定了与公路环境相关的法律与政策，并设立相关的监管部门[13]。

道路评价体系逐步完善，主观和客观评价体系更加系统，专家预测法广泛运用于指标的选取，指标赋权中主观赋权采用层次分析法(AHP)[14]、序关系分析法[15]；客观赋权采用主成分分析(PCA)[16]、熵权法(EWM)[17]，主观和客观赋权采用组合赋权法[18]；评价采用模糊综合评价法(FCE)[19]、TOPSIS[18]。

目前研究综合考虑公众对绿色公路在生物多样性、生态保护、交通出行等方面对绿色道路的感受。在评价内容方面，通过对高速公路前后的景观差异进行分析，并对道路的视觉品质进行评估。但是评价指标中较少考虑到生态环境、道路服务、安全智能等因素，没有形成完整、系统化的指标，无法很好地定量地反映出绿色生态文明道路的特点。本文结合河南省政策，以生态环保、路域环境治理、节约低碳、安全智慧、服务提升5个方面科学、系统地建立河南省绿色生态文明高速公路评价体系。

1 绿色生态文明高速公路体系

1.1 绿色生态文明公路

绿色生态文明公路，是指运用节约资源、保护生态、美化环境的技术、工艺和管理模式，在公路设计、建设、管理、养护、服务等方面对智慧互联道路、林荫大道、景观大道道路的网络化建设，以形成以高速公路为骨干、国省干线公路为支线、农村公路为毛细血管的绿色生态走廊。

1.2 河南省绿色生态文明高速公路

河南省绿色生态文明示范路工程包括高速绿色生态文明示范路工程、普通干线绿色生态文明示范道路工程、农村公路绿色生态文明示范路工程这3类。本文针对河南省高速公路建立绿色生态文明高速公路评价体系。

2 研究方法

2.1 指标权重的确定

利用层析分析法得出各指标权重，建立了以实现绿色生态文明高速公路为目标层的指标体系，一、二、三级指标各为准则层、子准则层和方案层。计算步骤如下所示：

a.构建判断矩阵。

A=(aij)n×n

(1)

b.运用了规范列平均法对矩阵A进行规范化处理得到权重W。步骤一：先将矩阵的每列进行标准化；步骤二：将标准化后的各元素按行求和；步骤三：将求和结果进行标准化。

c.一致性检验。

(2)

(3)

(4)

其中，λmax为最大特征根；n为矩阵阶数，CI为不一致程度，RI为平均随机一致性指标，CR为随机一致性比率。当CR<0.1时通过检验，得到各指标权重如下。

W=(a1，a2，a3，…，am)

(5)

其中，W为指标权重合集；ai为各指标权重。

2.2 项目评价

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。文章指标大多是定性评价，基于模糊综合评价法进行定量转换，并得出结果。建立模糊综合评价步骤如下：

a.建立综合评价因素集。

U=(u1，u2，u3，…，um)

(6)

其中，U为综合评价因素集；ui为各指标。

b.建立综合评价的评价集。

V=(v1，v2，v3，…，vn)

(7)

其中，V为综合评价因素集；vi为各指标的评价。

c.建立模糊综合评判矩阵。

由专家对项目成果进行打分并有序对(ui，vj)指定隶属度，得到模糊综合评判矩阵。

R=(rij)m×n

(8)

其中，R为模糊综合评判矩阵；rij为各指标的权重。

d.确定因素权向量。

由式(5)得到各评价指标的权重W=(a1，a2，a3，…，am)

e.建立综合评价模型。

根据评价矩阵R和因素权重向量W后，通过模糊变化将U上的模糊向量W变为V上的模糊向量B，“∘”为模糊算子，这里使用加权平均型模糊算子M(·，⊕)，通过式(9)求出隶属度函数最大隶属度。

B=W∘R

(9)

3 河南省绿色生态文明高速公路指标体系

3.1 评价指标体系构建原则

评价指标体系由指标和量化值两部分组成，绩效评价是一种制度化的形式。构建绿色生态文明高速公路体系，为河南省绿色生态文明高速公路建立提供指导作用。体系的构建，应遵循以下原则：

a.科学性原则。

绿色生态文明高速公路指标体系的指标具有典型性、独立性和全面性，反映了河南省交通环境的实际情况。指标的选择应符合科学发展观原则，便于收集，定性或定量获取。

b.综合性原则。

整体是由个体因素构成的，而作为一个整体的交通规划中的个体因素更广泛、更系统、更综合，这些要素是跨领域和跨学科的。规划必须是全面的，单方面的考虑可能导致错误的结论。从整体上构建绿色生态文明公路体系，平衡各要素，通过科学的方法分析，得出最佳解。

c.超前性原则。

研究对象会随着时间的推移而变化，是动态的；体系指标的选择不应该停留在当下，应该是前瞻性的，应该符合科学发展观的要求，应该考虑到系统指标在未来一个时期的发展潜力和系统的适用性。结合绿色公路指标，开展公路发展，结合政府政策，预测绿色生态文明高速公路发展趋势，选择科学合理的指标。

d.规范性原则。

指标是根据国家、部门和区域标准选定的。坚持总体一致性、区域特色化，结合本地绿色生态文明公路工程实例，合理规范化指标。指标数据应具有可操作性、可比性，易于收集和规范化。

e.区域性原则。

地区在时间和空间上各不相同，具有地域性。这种差异决定了制度的适应性，制度建设要因地制宜，统一的指标不能发挥区域优势，浪费资源，不能体现绿色生态主题。综合各地区指标，要选取具有代表性和科学性的。

3.2 评价指标和权重的确定

基于各类文件及河南省具体情况，以生态环保、路域环境治理、节约低碳、安全智慧、服务提升5个一级指标，12个二级，40个三级指标建设评价体系。由式(1)～式(5)计算出其指标权重，如表1所示。

表1 河南省绿色生态文明高速公路体系指标

3.3 案例分析

河南省栾川至卢氏高速公路(S76号)对沿线城市的区域经济联系发展和加强区域经济联系具有重要意义。该项目批准建设时间是2018年8月17日，计划于2023年3月开放。该高速公路为绿色公路试点建设工程，运用模糊评价预测该高速公路是否达到绿色生态文明高速公路标准。

3.3.1建立模糊评价矩阵

绿色生态文明高速公路指标的制定，主观性比较强，因此采用模糊综合评价可以避免仅凭经验的主观性，使目标结果更加合理，很好地解决了判断的模糊性和不确定性。由式(5)～式(9)得到以下步骤。

a.确定因素集：基于河南省绿色生态文明高速公路评价体系得到因素集：U=(科学选线，生态修复，…，路域景观)。

b.确定评语集：使公路评价结果直观表现出来，本文确定4个等级指标，科学合理地对指标进行评价：V=(三星，二星，一星，不合格)。

c.构造综合评价矩阵：许多因素的界限很难量化，根据指标要求，由专家进行定性定量评价，对每个指标进行评价，接着构造综合评价矩阵，对所有指标进行模糊综合评价。

d.综合评判：不同指标对实现绿色公路建设的影响程度存在差异，需赋予不同的权重值才能合理地进行等级评定。确定评价因子的权重基于式(5)得各因子的权重。即各因子权重为：W=(0.017 4，0.017 4，…，0.023 3)。由式(9)得到综合评判结果：

B=W∘R=

(0.364 8，0.486 7，0.128 8，0.019 6)

求出最大隶属度为0.486 7，根据最大隶属度原则，因此河南省栾川至卢氏高速公路属于二星级绿色生态文明公路。

4 结论

目前，国内已开展了一定数量的生态公路项目，并对公路环境影响评价和公路项目评价的研究较多，有关绿色公路评价体系的研究已有良好开端，但由于绿色生态文明公路的概念在国内出现时间不长，河南省尚未形成完整、科学的绿色生态文明公路评价体系。河南省绿色生态文明高速公路评价体系的建立，为河南省形成一批可复制、可推广的经验，以及对行业推动和示范效果有着积极作用，为河南省“交通强国”试点建设提供有效助力和重要支撑。