祁文洋

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 引言

道路是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，由各類道路組成的交通網(wǎng)是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈和社會(huì)發(fā)展的重要組成部分。處理好道路工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，促進(jìn)道路工程與自然環(huán)境、人類社會(huì)和諧可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)道路工程建設(shè)面臨的重要任務(wù)。我國(guó)從2006年開始針對(duì)環(huán)保公路、綠色公路的建設(shè)與評(píng)估已開展了大量研究與實(shí)踐，并取得了豐碩的研究成果[1-2]。而對(duì)于城市道路的研究主要集中于海綿型道路建設(shè)技術(shù)，對(duì)其生態(tài)化程度評(píng)價(jià)技術(shù)的研究較少，目前尚無(wú)成熟的評(píng)價(jià)系統(tǒng)[3]。

鑒于此，為合理評(píng)價(jià)生態(tài)型城市道路的品質(zhì)，本文綜合考慮低影響、低碳、安全、智能、美觀、人性化等生態(tài)型城市道路建設(shè)理念，構(gòu)建了生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。將Vague集與可拓物元評(píng)價(jià)方法相結(jié)合，建立了Vague復(fù)合物元評(píng)價(jià)模型。通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了此評(píng)價(jià)方法的適用性。

1 生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

生態(tài)型是指道路的建設(shè)一方面要與環(huán)境具有良好的交互，最大限度地降低對(duì)自然環(huán)境的不利影響；另一方面道路的設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本，最大限度地提升道路的服務(wù)品質(zhì)。經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研，目前城市道路設(shè)計(jì)建造研究的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞為海綿、綠色、安全、智能、景觀等。據(jù)此，生態(tài)型城市道路應(yīng)具備良好的雨水管理能力（LC）、綠色循環(huán)能力（GC）、安全控制能力（SC）、智能服務(wù)能力（SCC）、景觀協(xié)調(diào)能力（LCC）。

依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)選取原則和ISM的指標(biāo)篩選模型，對(duì)運(yùn)輸樞紐無(wú)縫銜接評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行4層構(gòu)建[4]。第一層為目標(biāo)層，即以評(píng)價(jià)生態(tài)型城市道路品質(zhì)為目的；第二層為準(zhǔn)則層，作為評(píng)價(jià)生態(tài)型城市道路品質(zhì)的不同方面，即低影響和服務(wù)品質(zhì)；第3層為子準(zhǔn)則層，是對(duì)第2層的具體分類，包括雨水管理能力、綠色循環(huán)能力、安全控制能力、智能服務(wù)能力、景觀協(xié)調(diào)能力；第4層為指標(biāo)層，是對(duì)各子準(zhǔn)則層屬性的細(xì)分。據(jù)此，生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖

1.1 雨水水量控制效果LC1

雨水水量控制包括：雨水年徑流總量控制率、單位面積控制容積。可通過(guò)計(jì)算得到具體指標(biāo)值，并根據(jù)指標(biāo)值分析評(píng)價(jià)雨水水量的控制效果。

1.2 雨水污染控制效果LC2

雨水污染控制效果包括：雨水徑流污染控制率、雨污分流管網(wǎng)覆蓋率?？赏ㄟ^(guò)計(jì)算得到具體指標(biāo)值，并根據(jù)指標(biāo)值分析評(píng)價(jià)雨水污染的控制效果。

1.3 雨水設(shè)施合理性LC3

雨水設(shè)施是指對(duì)雨水進(jìn)行滯留、蓄積、過(guò)濾、滲透、凈化與利用的各類雨水管理設(shè)施。其組合布設(shè)一方面考慮功能性的實(shí)現(xiàn)，一方面考慮其景觀性，據(jù)此評(píng)價(jià)雨水設(shè)施合理性。

1.4 排水降噪功能效果GC1

排水降噪效果主要通過(guò)排水路面實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)路面聯(lián)通空隙率、區(qū)域噪聲達(dá)標(biāo)指數(shù)評(píng)價(jià)排水降噪功能效果。

1.5 緩解城市熱島效應(yīng)GC2

對(duì)城市熱島效應(yīng)的緩解主要是通過(guò)路面遮熱降溫技術(shù)與綠化實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)項(xiàng)目所采用降溫路面與綠化植物的功能效果評(píng)價(jià)。

1.6 節(jié)能減排效果GC3

道路節(jié)能減排的主要技術(shù)措施包括：路面再生利用技術(shù)、常溫鋪裝技術(shù)、高耐久路面結(jié)構(gòu)，以及LED路側(cè)照明設(shè)施等。該指標(biāo)是通過(guò)各項(xiàng)技術(shù)設(shè)施的應(yīng)用情況評(píng)價(jià)。

1.7 道路交通安全評(píng)價(jià)SC1

道路交通安全是道路服務(wù)的必然需求，主要是通過(guò)道路線形、線形協(xié)調(diào)性、橫斷面合理性、交通設(shè)計(jì)合理性等確保道路交通安全，可采用模型分析等手段進(jìn)行道路交通安全的分析評(píng)價(jià)。

1.8 道路安全設(shè)施功能SC2

道路安全設(shè)施的設(shè)置是保障行車安全的有效手段，包括：吸能防撞護(hù)欄等道路安全設(shè)施的設(shè)置，對(duì)其設(shè)置功能效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

1.9 綠化視覺(jué)功能效果SC3

綠化視覺(jué)效果是指綠化植物對(duì)駕駛員視覺(jué)誘導(dǎo)與緩解視覺(jué)疲勞的效果。在綠化植物布設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮與道路線形的協(xié)調(diào)，有效搭配植物種類和色彩，據(jù)此對(duì)綠化植物布設(shè)的功能效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.10 智能路面技術(shù)應(yīng)用SSC1

智能路面技術(shù)包括：壓電路面、融冰路面、自愈合路面、光伏路面等。該指標(biāo)根據(jù)路面的智能化應(yīng)用程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.11 交通信息交互效果SSC2

交通信息的交互主要通過(guò)交通信號(hào)燈、交通監(jiān)控系統(tǒng)、交通實(shí)施預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)各類系統(tǒng)的應(yīng)用形式與能耐效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.12 智能輔助交通設(shè)施SSC3

智能輔助交通設(shè)施包括：交通信號(hào)燈、公交站牌以及信息終端等。提升交通信號(hào)燈的智能化水平、提升公交信息發(fā)布的時(shí)效性均有利于提升居民出行便利程度。據(jù)此對(duì)智能輔助交通設(shè)施的設(shè)置與服務(wù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.13 道路空間合理性LCC1

道路空間合理性評(píng)價(jià)參考指標(biāo)包括：建筑高度與道路寬度的協(xié)調(diào)性、道路機(jī)動(dòng)車道和人非機(jī)動(dòng)車道的比例等，以及行人活動(dòng)空間等。

1.14 景觀與安全協(xié)調(diào)LCC2

道路的綠化植物景觀、人文景觀等應(yīng)與道路線形與斷面相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)景觀布設(shè)造成的交通或視線干擾。

1.15 景觀與環(huán)境協(xié)調(diào)LCC3

道路自然景觀、人文景觀均應(yīng)與環(huán)境相協(xié)調(diào)，例如：綠化植物等應(yīng)采用本地物種搭配，人文景觀經(jīng)結(jié)合本地歷史文化設(shè)計(jì)。可通過(guò)資料調(diào)研分析手段進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 基于Vague復(fù)合物元的評(píng)價(jià)方法

2.1 Vague復(fù)合物元

在可拓學(xué)中，物元是以事物、特征及事物關(guān)于該特征的量值三者組成的有序三元組[5]，表達(dá)式為：物元=（生態(tài)型城市道路，評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)級(jí)等級(jí)量值），記為 R=（N，C，V）。例如，某條生態(tài)型城市道路有 n 個(gè)評(píng)級(jí)指標(biāo)，表示為 C=（c1，c2，···，cn）；m個(gè)評(píng)級(jí)等級(jí)，評(píng)價(jià)等級(jí)表示為 N= （N1，N2，···，Nm）。第j個(gè)特征的第i個(gè)指標(biāo)的量值表示為vij，如指標(biāo)的量值取Vague值，則vij=[tij，1-fij]，（i=1，2，···，n；j=1，2，···，m）。這就組成了 j個(gè)等級(jí)和 i個(gè)指標(biāo)的Vague物元Rnm[6-7]。

對(duì)于生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)中的定性指標(biāo)可以由專家對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，再將專家意見運(yùn)用語(yǔ)言變量進(jìn)行表示。表1給出了Vague語(yǔ)言的變量集，可根據(jù)表1將專家意見轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的Vague值。

表1 Vague語(yǔ)言變量集一覽表

2.2 確定指標(biāo)權(quán)重

權(quán)重是決策者根據(jù)重要性賦予指標(biāo)的不同值，各指標(biāo)的權(quán)重為ωi（i=1，2，···，n）＞0，且研究表明采用自由結(jié)構(gòu)熵權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重更為合理[8]。自由結(jié)構(gòu)熵權(quán)法的具體步驟為：首先利用Delphi法，形成基本重要矩陣，其次通過(guò)熵值的隸屬度計(jì)算，形成熵值重要度矩陣，再次消除“認(rèn)識(shí)盲度”，得到重要度綜合權(quán)重，最后進(jìn)行歸一化處理，得到綜合權(quán)重向量。

2.3 確定評(píng)價(jià)等級(jí)

采用相似度量法，建立待評(píng)價(jià)項(xiàng)目指標(biāo)值與評(píng)價(jià)系統(tǒng)中不同等級(jí)指標(biāo)值之間的函數(shù)關(guān)系。相似度量法公式如下所示：

式中：Mz（x，yi）是指待評(píng)價(jià)項(xiàng)目 x 的某一個(gè)指標(biāo)值與第i個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)對(duì)應(yīng)指標(biāo)值的相似度，[tx，1-fx]，[tyi，1-fyi]是指第i個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的指標(biāo)值。

待評(píng)價(jià)項(xiàng)目與某個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的相似度計(jì)算公式如下：

式中：kj為待評(píng)價(jià)項(xiàng)目與第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的綜合相似度；Wi為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；Mij(xi，yij)是待評(píng)價(jià)項(xiàng)目x與第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)中第i個(gè)指標(biāo)值的相似度。

依據(jù)相似度的定義，待評(píng)價(jià)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)等級(jí)就是待評(píng)價(jià)項(xiàng)目與評(píng)價(jià)等級(jí)相似度最大，即綜合相似度量值kj最大值。

3 實(shí)例分析

現(xiàn)以上海市虹口區(qū)天潼路改造方案的生態(tài)型品質(zhì)評(píng)價(jià)為例，說(shuō)明Vague復(fù)合物元評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用。天潼路（河南北路-吳淞路）改造項(xiàng)目長(zhǎng)704 m，是一個(gè)功能復(fù)合的區(qū)域，同時(shí)具有商務(wù)辦公、商業(yè)購(gòu)物、居住社區(qū)，由于通行能力不足，進(jìn)行了拓寬改造[9]。

為有效評(píng)價(jià)生態(tài)型城市道路品質(zhì)，將每個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)區(qū)間分為五級(jí)，即評(píng)價(jià)集{N1、N2、N3、N4、N5}為{一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)}，相當(dāng)于{優(yōu)秀、良好、中等、一般、差}，按照Vague語(yǔ)言變量分別劃分為{（0.8，10、（0.6，0.8）、（0.4，0.6）、（0.2，0.4）、（0，0.2）}。

請(qǐng)專家對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行打分，采用自由結(jié)構(gòu)熵權(quán)法，確定各指標(biāo)權(quán)重如表2所列。對(duì)天潼路項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)并將評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為Vague值后列入表2中。

表2 生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重與Vague值一覽表

分別按照式（1）、式（2）計(jì)算天潼路項(xiàng)目綜合相 似 度 。 經(jīng) 計(jì) 算 ，k1、k2、k3、k4、k5分 別 為 0.805、0.922、0.892、0.848、0.796。據(jù)此，天潼路評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí)，即良好。按照式（2）計(jì)算各項(xiàng)能力等級(jí)，并繪制于圖2中?？梢钥闯?，天潼路具有較好的景觀性、安全性和服務(wù)性，而在綠色循環(huán)和雨水管理方面尚有一定的改善空間。

圖2 天潼路評(píng)價(jià)指標(biāo)分析示意圖

綜上可見，生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)系統(tǒng)可用以評(píng)價(jià)道路設(shè)計(jì)建造方案，評(píng)價(jià)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案的量化，便于方案的分析與探討，以及方案的改進(jìn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）本文提出生態(tài)型城市道路應(yīng)具備良好的雨水管理能力、綠色循環(huán)能力、安全控制能力、智能服務(wù)能力、景觀協(xié)調(diào)能力?；诖恕?gòu)建了生態(tài)型城市道路指標(biāo)體系。

（2）將Vague集理論與物元評(píng)價(jià)方法相結(jié)合，提出了生態(tài)型城市道路評(píng)價(jià)方法，并進(jìn)行了實(shí)例分析。結(jié)果表明該評(píng)價(jià)系統(tǒng)具有較好的可操作性，可用以道路設(shè)計(jì)方案的分析與改進(jìn)。

（3）尚需進(jìn)行各類城市道路實(shí)際案例的評(píng)價(jià)分析，以驗(yàn)證評(píng)價(jià)系統(tǒng)的有效性，并進(jìn)一步研究完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，優(yōu)化指標(biāo)權(quán)重。