賀勝義

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原030006）

我國公路交通運輸發(fā)展迅速，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模不斷擴大。截至2014年底，全國公路通車總里程已達(dá)到446萬km；2015年底，山西省公路通車?yán)锍踢_(dá)到14萬km。環(huán)境污染和生態(tài)保護問題日益突出，迫切需要加強行業(yè)污染防治和生態(tài)環(huán)境保護工作。建設(shè)交通環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)可為防治污染和生態(tài)修復(fù)提供數(shù)據(jù)支持，便于掌握環(huán)境污染程度，為節(jié)能減排措施提供科學(xué)決策依據(jù)。

《公路水路交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》[1]提出：建設(shè)“布局科學(xué)、層次合理的行業(yè)節(jié)能環(huán)保監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，全面開展交通運輸節(jié)能和環(huán)保監(jiān)測工作”。山西省作為首批開展公路交通環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)試點省份，新建了8處噪聲和4處環(huán)境空氣在線監(jiān)測系統(tǒng)[2]，初步形成了具有山西區(qū)域和地形特征的高速公路環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)框架。但是，在建設(shè)過程中遇到了很多問題。如在線監(jiān)測站點的選址布局、建設(shè)規(guī)模和監(jiān)測對象等問題，尤其是在線監(jiān)測站點選址布局欠缺代表性和科學(xué)性，這也是開展交通運輸環(huán)境在線監(jiān)測站點布局研究的目的所在，通過進行在線監(jiān)測站點布局研究得出科學(xué)合理的交通運輸環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)布局架構(gòu)，為山西省開展公路交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)規(guī)劃研究提供技術(shù)支持。

1 布局架構(gòu)

結(jié)合《全國公路水路交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)總體規(guī)劃》[3]已確定的山西省內(nèi)的監(jiān)測對象以及路網(wǎng)規(guī)劃等因素，山西總體架構(gòu)屬于全國交通環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)架構(gòu)中“一般監(jiān)測類”。按照“交通運輸活動類型”和“環(huán)境監(jiān)測對象”進行布局，重點考慮公路運營期對環(huán)境的影響程度和范圍，研究在線監(jiān)測對象在路網(wǎng)布局的均勻性和代表性。在線監(jiān)測對象布局架構(gòu)見圖1。

圖1 山西省公路交通環(huán)境在線監(jiān)測對象布局架構(gòu)

1.1 全面覆蓋

山西公路交通運輸環(huán)境在線監(jiān)測對象布局時，結(jié)合高速路網(wǎng)布局和國省道規(guī)劃及環(huán)境敏感保護目標(biāo)分布情況，綜合環(huán)境監(jiān)測對象均勻度和重要度合理布局，使在線監(jiān)測站點實現(xiàn)對公路網(wǎng)全覆蓋，掌握公路交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施運營對環(huán)境敏感區(qū)的影響強度和規(guī)律。

1.2 突出重點

涉及環(huán)境敏感區(qū)及交通基礎(chǔ)設(shè)施活動強度大的基礎(chǔ)設(shè)施作為在線監(jiān)測布局重點。

2 布局研究

2.1 確定類型和對象

省級高速公路重點監(jiān)測對象主要包括機動車年平均日交通量超過15 000輛（當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)小客車）的長大隧道和代表性服務(wù)區(qū)及收費站。公路運輸樞紐重點監(jiān)測對象主要包括旅客日發(fā)送量最大的客運一級車站和貨物吞吐量最大的貨運一級站場[3]。針對涉及環(huán)境敏感區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施，通過疊圖法確定影響范圍，進而確定是否作為在線監(jiān)測點。

2.2 監(jiān)測對象布局

山西省公路交通運輸環(huán)境在線監(jiān)測范圍按照環(huán)境監(jiān)測對象分兩種布局方案進行評價。通過計算行政區(qū)域內(nèi)路線里程長度的交通環(huán)境監(jiān)測站點密度（相對密度），從而反映交通環(huán)境在線監(jiān)測站點在空間分布和公路路網(wǎng)布局設(shè)置上的均衡性。

a）方案一 涉及“自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園、地質(zhì)公園、集中式地表水水源地、重要水庫”交通基礎(chǔ)設(shè)施作為監(jiān)測對象。

b）方案二 涉及“自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、飲用水水源保護區(qū)（重要水庫）”的交通基礎(chǔ)設(shè)施作為監(jiān)測對象。

通過對兩種方案的均勻度評價判斷方案布局的合理性、代表性。

2.2.1 均衡性評價

交通環(huán)境在線監(jiān)測站點的均勻度可反映交通環(huán)境在線監(jiān)測點分布的均衡性，通過對山西省各行政區(qū)域內(nèi)的交通環(huán)境監(jiān)測在線站點密度進行計算，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法進行分析，最終得到山西省交通環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)均勻度指數(shù)（見表1），以此來判斷交通環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)布局的合理性，依據(jù)分析結(jié)果提出在線監(jiān)測站點布局調(diào)整的思路和方向。均勻度評價公式（1）：

式中：Kr為數(shù)據(jù)集峰值；n為數(shù)據(jù)數(shù)量；為數(shù)據(jù)集平均值；xi為單位里層的監(jiān)測點位/單位面積的監(jiān)測點位；S為數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)差。

表1 山西省公路交通運輸環(huán)境在線監(jiān)測站均勻度指數(shù)表

2.2.2 評價結(jié)果

以均勻度（均衡度指數(shù)）公式計算得出方案一均衡性更優(yōu)。

a）方案一 均勻度分別為7.066（以行政區(qū)域面積計算）和4.813（以公路里程計算）。均勻度指數(shù)均為正值，說明布局與正態(tài)分布比較更加尖銳，說明在線監(jiān)測點位布局重點關(guān)注環(huán)境影響大的敏感區(qū)域，而不是平均分布。因此，該方案均勻度方面更加合理。

b）方案二 均勻度分別為0.059 06（以行政區(qū)域面積計算）和-0.388 4（以公路里程計算），均勻度接近于0，說明布局與正態(tài)分布比較較為平坦，與交通運輸環(huán)境監(jiān)測布局的目的不一致，因此，該方案在均勻度方面相對較差。

2.3 監(jiān)測類型布局

根據(jù)山西省公路交通環(huán)境在線監(jiān)測站點需求，按照省級高速公路、省道、國家和省級公路運輸樞紐交通活動類型，采用疊圖法按照已建和未建高速涉及環(huán)境敏感區(qū)逐一篩選，分兩種方案進行布局評價。通過評估指標(biāo)體系，確定各指標(biāo)的權(quán)重和評分值，加權(quán)平均計算出方案重要度，以此判斷最佳方案。

2.3.1 方案一

已建省級高速公路可能影響5處國家和省級自然保護區(qū)、2處風(fēng)景名勝區(qū)、6處國家級和省級森林公園、3處國家級和省級地質(zhì)公園、5處集中式地表水水源地、1處水庫、44處收費站、10處服務(wù)區(qū)和28處長大隧道。

新建省級高速公路可能影響6處國家級和省級自然保護區(qū)、1處風(fēng)景名勝區(qū)、4處森林公園、1處地質(zhì)公園、8處集中式地表水水源地、1處水庫。

省道可能影響10處國家級和省級自然保護區(qū)、14處國家級和省級風(fēng)景名勝區(qū)、12處國家級和省級森林公園、6處國家級和省級地質(zhì)公園、16處集中式地表水源地和9處重要水庫。

2.3.2 方案二

已建省級高速公路可能影響5處國家級和省級自然保護區(qū)、2處風(fēng)景名勝區(qū)、1處水庫、44處收費站、10處服務(wù)區(qū)和28處長大隧道。

新建省級高速公路可能影響6處國家級和省級自然保護區(qū)、1處風(fēng)景名勝區(qū)和1處水庫。

省道可能影響10處國家級和省級自然保護區(qū)、14處國家級和省級風(fēng)景名勝區(qū)和9處重要水庫。

兩個方案均參考2014年山西省統(tǒng)計年鑒中各地市的客運量和貨運量數(shù)據(jù)，確定了其他國家級運輸樞紐（長治、臨汾、呂梁、運城）和3個省級運輸樞紐（晉城、忻州、晉中）作為公路運輸樞紐監(jiān)測對象。

2.4 綜合評價

根據(jù)綜合評分方法對在線監(jiān)測點以交通活動類型劃分的兩種布局方案進行排序，評選出最佳方案。

2.4.1 選定評價指標(biāo)體系

以“方案重要度”作為目標(biāo)層[4]，影響方案合理性的指標(biāo)包括環(huán)境監(jiān)測對象總數(shù)和環(huán)境監(jiān)測對象密度。環(huán)境監(jiān)測對象總數(shù)的影響因素主要包括環(huán)境敏感區(qū)總數(shù)、長大隧道總數(shù)、服務(wù)區(qū)和收費站總數(shù)及公路運輸樞紐總數(shù)；環(huán)境監(jiān)測對象密度的影響因素主要包括單位面積監(jiān)測點位數(shù)和單位長度監(jiān)測點位數(shù)，組成了方案綜合評價體系，見圖2。

圖2 方案綜合評價體系

2.4.2 確定各指標(biāo)權(quán)重

采用yaahp軟件計算各指標(biāo)權(quán)重及一致性指標(biāo)，結(jié)果如下：

權(quán)重向量 =（0.253 5，0.073 2，0.050 2，0.123 1，0.333 3，0.166 7），一致性指標(biāo)均小于 0.1，說明評價體系具有較好的一致性，方案設(shè)計合理。

2.4.3 方案評分

由于區(qū)域內(nèi)環(huán)境監(jiān)測總數(shù)以及密度評價沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，本次方案評分以全國交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)總體規(guī)劃中確定的環(huán)境敏感區(qū)、服務(wù)區(qū)、收費站、公路運輸樞紐等監(jiān)測對象數(shù)量等數(shù)據(jù)作為評分依據(jù)，最終確定了各指標(biāo)的評分，評分的計算模型為：

式中：D為方案綜合評分；ki為第i項指標(biāo)權(quán)重；Pi為第i項指標(biāo)評分；n為評估指標(biāo)總數(shù)，見表2。

表2 山西公路交通環(huán)境在線監(jiān)測點布局方案評分

2.5 評價結(jié)果

利用“方案重要度”建立了綜合評價體系，包括環(huán)境監(jiān)測對象總數(shù)和環(huán)境監(jiān)測對象密度兩個二級指標(biāo)以及6個三級指標(biāo)，確定了各指標(biāo)權(quán)重，通過加權(quán)平均計算綜合評分，確定兩種方案的總評分：2.528 5（方案一）和1.646 5（方案二）。最終確定方案一作為布局方案更加科學(xué)合理。

3 結(jié)論

建立布局科學(xué)、層次合理的山西省公路交通環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，是落實生態(tài)文明建設(shè)、綠色交通發(fā)展的需要，通過環(huán)境自動在線監(jiān)測可有效掌握環(huán)境污染程度，為正確應(yīng)用環(huán)保措施提供正確數(shù)據(jù)支撐。

本文根據(jù)公路交通環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，按照環(huán)境監(jiān)測對象制定方案，利用方案均勻度進行比較，確定了12處自然保護區(qū)、23處風(fēng)景名勝區(qū)、22處森林公園、10處地質(zhì)公園、40處集中式飲用水水源地、19處水庫穿越或鄰近的交通基礎(chǔ)設(shè)施作為重點監(jiān)測對象，列入山西省公路交通環(huán)境在線監(jiān)測總體布局。

按照省級高速公路、省道、國家和省級公路運輸樞紐交通活動類型涉及的環(huán)境敏感區(qū)總數(shù)、長大隧道總數(shù)、服務(wù)區(qū)、收費站總數(shù)、公路運輸樞紐總數(shù)、單位面積監(jiān)測點位數(shù)和單位長度監(jiān)測點位數(shù)進行綜合評價。篩選出39處收費站、10處服務(wù)區(qū)、28處長大隧道（所屬高速車流量均大于15 000 pcu/d）、7個公路運輸樞紐作為山西省公路交通環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)規(guī)劃監(jiān)測重點。

山西省公路交通運輸環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)架構(gòu)與布局研究，為下一步編制山西省公路交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)總體規(guī)劃具有技術(shù)支撐作用，對推動交通運輸行業(yè)“綠色發(fā)展”具有重要意義。