趙文彥

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，山西太原 030012）

0 引言

山區(qū)地域遼闊，自然地理條件復(fù)雜，地形、地質(zhì)條件及生態(tài)環(huán)境差，常常是嶺峰交錯、崎嶇曲折、高低起伏。公路路線走廊多為沿河、沿溪、越嶺或走山脊；有受地形制約的懸崖陡壁，“V’形溝谷、斜坡、起伏頻繁的重丘山地；有受地質(zhì)病害制約的泥石流、滑坡等；更有受生態(tài)環(huán)境制約的地下水發(fā)育的灌木、濕地等地帶。在山區(qū)公路建設(shè)中公路路線線形標準掌握得好壞，直接影響到道路構(gòu)筑物的設(shè)置、設(shè)計、對周圍環(huán)境的破壞程度以及公路建設(shè)費用。而交通部頒布的標準、規(guī)范是適用于全國的、具有普遍指導(dǎo)意義的標準，有些技術(shù)指標在平原地區(qū)容易實現(xiàn)，而在山區(qū)則較困難。因此如何選取適用于山區(qū)的線形指標組合是很值得我們研究的問題之一。本文通過對山區(qū)高速公路線形指標組合研究來減小對生態(tài)環(huán)境的影響[1-9]。

1 山區(qū)線形標準與生態(tài)環(huán)境

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公路選線技術(shù)得到了大幅提高，已由原來的地質(zhì)選線、環(huán)境選線發(fā)展到平、縱、橫一體化設(shè)計，設(shè)計出的線形既能保證運營安全又能很大程度減小對生態(tài)環(huán)境的破壞。但山區(qū)地形復(fù)雜，公路設(shè)計難度大，不同的線形指標組合將會產(chǎn)生不同的影響。如：（1）公路線形標準組合掌握得好壞，直接影響到道路構(gòu)筑物的設(shè)置、設(shè)計、對周圍環(huán)境的破壞程度以及公路建設(shè)費用[1]。（2）不同的線形標準組合所造成的填挖方量是不同的，填挖方量的多少又影響到公路邊坡防護、土石方運輸、取棄土場地的水土保持等因素。（3）采用不良的線形指標組合容易引起公路交通安全問題，與當今“以人為本”的指導(dǎo)思想相違背。

2 山區(qū)公路技術(shù)標準組合的合理確定

對于山區(qū)高速公路，應(yīng)采取因地制宜、從實際出發(fā)的思想，根據(jù)不同路段的具體情況對技術(shù)標準組合進行適當變化。合理的變化不僅不會影響公路的使用功能，相反，會有利于環(huán)境保護，減小工程量。結(jié)合山區(qū)高速公路的特點，一般應(yīng)從以下幾方面入手分析技術(shù)標準的變化。

（1）根據(jù)路段交通量的變化對技術(shù)標準組合作必要的調(diào)整。

（2）山區(qū)地形條件十分復(fù)雜，變化較大，路線布置的區(qū)域所經(jīng)過的地形類別有河谷、山間平原和山嶺。因此應(yīng)對不同地形類別的路線指標擬定技術(shù)標準組合。

（3）平面分離的分離式路基，由于兩條路線所處的路線走廊不同，其面對的自然環(huán)境會有所差異，可考慮采用不同的技術(shù)標準組合[3]。

3 山區(qū)線形標準組合研究

山區(qū)公路線形指標組合的確定是公路線形設(shè)計的重要內(nèi)容，涉及到交通安全、運行的經(jīng)濟成本、生態(tài)環(huán)境影響等多方面的問題，不同的線形指標組合將會產(chǎn)生不同的效果。以往人們只是憑借自己的經(jīng)驗進行確定，帶有很大的主觀成分。在此我們從系統(tǒng)工程的觀點出發(fā)，兼顧以上各個方面，進行線形標準的確定。

3.1 山區(qū)線形標準組合的評價指標

影響山區(qū)高速公路線形指標組合的因素是多方面的，且關(guān)系錯綜復(fù)雜。本文在構(gòu)建評價指標體系時，主要是從線形指標組合的影響因素來分析，按生態(tài)環(huán)境、運行的經(jīng)濟成本、交通安全等方面來進行分類，目的是能夠選出既安全、又經(jīng)濟、對生態(tài)環(huán)境影響小的指標組合方案。具體選擇了13個指標作為山區(qū)公路路幅方案布設(shè)的評價指標，見圖1。

圖1 山區(qū)路線方案評價指標體系

3.2 山區(qū)線形指標組合評價模型

公路線形指標組合的確定是公路線形設(shè)計的重要內(nèi)容，涉及到交通安全、運行的經(jīng)濟成本、環(huán)境影響等多方面的問題，不同的線形指標組合將會產(chǎn)生不同的效果。本文應(yīng)用主客觀綜合評價法從幾個方面對線形指標組合進行綜合評價。用多目標的觀點予以綜合考慮，全面權(quán)衡利弊得失，從而為系統(tǒng)決策選擇最優(yōu)方案提供科學(xué)的依據(jù)。

設(shè)有限可行的指標組合方案集A={A1，A2，…，An}；綜合評判選取的指標集 U={u1，u2，…，um}。

（1）評判指標集

子集Ui上的評判指標∈Ui對應(yīng)于 l個治理方案，個體評判的指標屬性值可表示（i=1，2，…，s）。

評判指標體系包含有定性與定量指標，在構(gòu)造評判矩陣時要將評判矩陣的屬性值交換到[0，1]區(qū)間，并按指標類型進行規(guī)范化處理。指標類型基本上可分為效益型（數(shù)值越大越好）指標和成本型（數(shù)值越小越好）指標[4]。

（2）指標權(quán)重的確定

在綜合評價或優(yōu)選中，各分目標的權(quán)重確定是一個重要的問題，它直接涉及到交通安全、運行的經(jīng)濟成本、環(huán)境生態(tài)等各方面指標在整體指標中占有的分量如何？各個評價指標對整體而言各占多大的比重？在此我們采用主客觀賦權(quán)法確定權(quán)重。

在每一類因素中，根據(jù)各個因素的重要程度，賦予每個因素以相應(yīng)的權(quán)數(shù)。設(shè)第i類中的第j個因素u（iji=1，2，…，m；j=1，2，…,n）的權(quán)數(shù)為aij，則因素權(quán)重集為：

（3）山區(qū)線形指標組合方案綜合排序

山區(qū)線形指標組合的綜合評價采用主客觀綜合評價法進行：

a.對任一綜合評價值，依次對所有方案A（jj=1，2，…，l）進行綜合評判，可獲得指標子集U（ii=1，2，…，s）的指標特征矩陣：

相應(yīng)的權(quán)重為：

權(quán)重歸一化：

則可得山區(qū)指標組合方案的綜合評判結(jié)果：

b.為反映決策者對于組態(tài)的偏好要求，應(yīng)用均衡度變權(quán)進行綜合比較：

在

4 實例分析

4.1 項目概況

山區(qū)某高速公路在初步設(shè)計中對已定路線方案提出3種不同的指標組合方案，見表1，我們采用主客觀綜合評價法選擇最優(yōu)組合方案。

表1 指標組合方案

4.2 山區(qū)線形指標組合方案綜合評定

（1）山區(qū)邊坡坡度影響因素值

影響因素見表2。

表2 備選方案有關(guān)因素量化值

（2）各指標權(quán)重計算

取指標組合A為基點，綜合評價值取為0.35。將規(guī)格化指標值代入主客觀權(quán)重模型進行計算并代入式（4）進行歸一化，得各分目標歸一化權(quán)重：

w=[0.059 1 0.045 4 0.069 8 0.110 8 0.118 1 0.058 6 0.118 7 0.065 5 0.114 6 0.118 7 0.060 4 0.060 3]

（3）線形標準組合綜合評價

采用MATLAB計算線形指標組合方案綜合評價值為：

Zonghe=[0.190 1 0.283 9 0.422 4]

由綜合評價值可知：指標組合C指標組合B指標組合A。

4.3 結(jié)果分析

實踐表明應(yīng)用主客觀綜合評判模型對山區(qū)指標組合方案綜合比選，能針對其特點較好地反映客觀實際。所選指標組合技術(shù)上可行，運行安全，與地形協(xié)調(diào)好，對山體破壞小，對生態(tài)環(huán)境影響比較小，能夠有效地保護自然景觀。從生態(tài)保護角度對山區(qū)線形指標方案進行比選可以有效保護生態(tài)環(huán)境。評判結(jié)果是合理可取的。

5 結(jié)語

山區(qū)高速公路建設(shè)對山區(qū)生態(tài)環(huán)境影響嚴重，本文從山區(qū)公路線形指標組合比選的角度展開探討，并運用主客觀綜合評價法綜合生態(tài)環(huán)境、運行的經(jīng)濟成本、交通安全等因素建立評價模型，評選既能保護生態(tài)環(huán)境又經(jīng)濟合理的指標組合方案，試圖從山區(qū)指標組合評選的角度減小公路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響。

[1]孫家駟,等.公路勘察設(shè)計[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1994.

[2]霍明.山區(qū)高速公路勘察設(shè)計指南[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]樊治平,趙萱.多屬性決策中權(quán)重確定的主客觀賦權(quán)法[J].決策與決策支持系統(tǒng),1997,7(4）:87-91.

[4]陳磊.西部公路建設(shè)標準研究[D].陜西西安:長安大學(xué),2004.

[5]劉俊寶.公路設(shè)計因素對交通安全的影響研究[D].陜西西安:長安大學(xué),2002.

[6]劉朝暉,張映雪.公路線形與環(huán)境設(shè)計[M].北京:人民交通出版社,2003.

[7]劉開生.公路平面線形的連續(xù)性及評定方法[J].中國公路學(xué)報,1992（3）:28-35.

[8]蔡建輝.高速公路規(guī)劃建設(shè)中的選線研究[D].福建福州:福建師范大學(xué),2001.

[9]李清波,謝珍.公路縱坡設(shè)計的理論分析[J].長沙交通學(xué)院學(xué)報,1998（3）:40-46.