李華慶

安徽省駟馬山引江工程管理處，安徽 馬鞍山 238251

0 引言

公路在國(guó)家交通系統(tǒng)中扮演著重要的角色，但隨著公路數(shù)量的增長(zhǎng)、范圍的擴(kuò)大、縱深的加強(qiáng)，公路建設(shè)給各地的生態(tài)保護(hù)造成了極大困擾。諸多生態(tài)破壞因素的集合為公路建設(shè)帶來了較大的安全隱患，導(dǎo)致各類風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了公路建設(shè)的施工進(jìn)度，因此，準(zhǔn)確把握公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)對(duì)整個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展至關(guān)重要。國(guó)務(wù)院于2018 年3 月正式成立了自然資源部和生態(tài)環(huán)境部，表明了國(guó)家在生態(tài)環(huán)境監(jiān)控和管理方面的決心。因此，聚焦公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)意義重大。

現(xiàn)階段，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的研究也成為國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。佟馨等［1］引入嫡權(quán)法與物元可拓理論，建立了熵權(quán)物元可拓評(píng)價(jià)模型，從自然環(huán)境、通航條件、交通環(huán)境三大方面對(duì)對(duì)長(zhǎng)江內(nèi)河航道的航行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。劉惠見等［2］采用土柱模擬試驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)性分析及聚類分析，對(duì)滇池流域不同利用方式下紅壤磷素滲漏環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出土地不同利用方式下紅壤磷素滲漏環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的大小。郭珊珊等［3］以四川省為例，利用ArcGIS 對(duì)耕地承載力現(xiàn)狀進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，研究表明現(xiàn)階段畜禽糞便的產(chǎn)生己對(duì)四川省環(huán)境產(chǎn)生威脅。陳朗等［4］通引入模型偏差率（MDR）、毒性相似度及毒力單元（TU）等概念，介紹混配制劑風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，為建立我國(guó)農(nóng)藥混配制劑的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法體系提供參考。邵金秋等［5］以河北省石家莊市典型歷史污灌區(qū)農(nóng)田為研究對(duì)象，對(duì)污灌區(qū)內(nèi)土壤和小麥、玉米植株內(nèi)Cd 的含量進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)污灌區(qū)農(nóng)田Cd 污染程度、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。黃衛(wèi)清等［6］在構(gòu)建杭州市“灰霾天氣--機(jī)動(dòng)車尾氣過量排放”的故障樹的基礎(chǔ)上，分析關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因子對(duì)頂上事件“灰霾天氣--機(jī)動(dòng)車尾氣討量徘放”的貢獻(xiàn)和影響程度，全面評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。喬治等［7］在構(gòu)建城市熱環(huán)境時(shí)空過程MARKOV-CA 預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)上，建立了城市熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判規(guī)則，并對(duì)城市熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空格局特征進(jìn)行分析，為防范城市熱島效應(yīng)提供了理論和技術(shù)支撐。

梳理文獻(xiàn)可知環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究已日趨成熟，但對(duì)公路工程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)卻鮮有學(xué)者涉足。究其原因，發(fā)現(xiàn)公路工程不僅建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜，而且線路選址常會(huì)穿越沙漠、山丘等地方，建設(shè)地點(diǎn)特殊，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)難以識(shí)別及定量分析。近年來，網(wǎng)絡(luò)分析法被國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者用于研究指標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系，它利用專家知識(shí)，解決了無法定量評(píng)估指標(biāo)的難題。而專家在評(píng)判指標(biāo)對(duì)象時(shí)存在模糊現(xiàn)象，二元語義評(píng)語集利用語義短語進(jìn)行評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，滿足了專家評(píng)判指標(biāo)的模糊需要，使評(píng)判結(jié)果更加真實(shí)、合理。因此，本文提出了改進(jìn)的二元語義網(wǎng)絡(luò)分析法環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，為公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供了一套完整的評(píng)估思路。

1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

我國(guó)對(duì)于環(huán)境的監(jiān)管措施較為完善，具有系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)法律體系，受此啟發(fā)，本文將通過梳理相關(guān)環(huán)境法律條文，總結(jié)法律中對(duì)相關(guān)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)定，結(jié)合公路工程的建設(shè)實(shí)際，確定公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

環(huán)境管理體系 要求及使用指南（GBT24001-2016（ISO14001-2015）中將環(huán)境因素分為：大氣、水、土壤等8 個(gè)方面，本文根據(jù)指南中對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的劃分，結(jié)合公路工程實(shí)際，建立公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)一級(jí)指標(biāo)體系：（1）大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（2）水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（3）土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（4）固體廢棄物風(fēng)險(xiǎn)（5）原材料及自然資源損耗（6）能源損耗（7）能量釋放風(fēng)險(xiǎn)。

1.1 大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（C1）

《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》對(duì)大氣環(huán)境污染物進(jìn)行了列舉和詳細(xì)說明。筆者根據(jù)《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》中相關(guān)規(guī)定，結(jié)合公路工程建設(shè)全過程可能涉及到的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素，將大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)劃分為①尾氣污染（C11）②揮發(fā)性有機(jī)物釋放（C12）③揚(yáng)塵污染（C13）3 個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

1.2 水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（C2）

《中華人民共和國(guó)水污染防治法》中羅列了水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)為生活污水、熱廢水、工業(yè)污水等，據(jù)此，本文將水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)二級(jí)指標(biāo)分為：①油類污染（C21）②施工廢水排放（C22）③生活污水排放（C23）。

1.3 土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（C3）

《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》將地面沉降以及水土流失等作為土壤保護(hù)的主要工作。筆者通過調(diào)研公路施工現(xiàn)場(chǎng)土壤環(huán)境，確定土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)二級(jí)指標(biāo)分為：①水土流失（C31）②土壤污染（C32）③地面沉降（C33）3 類。

1.4 固體廢棄物風(fēng)險(xiǎn)（C4）

《中華人民共和國(guó)固體廢棄物污染環(huán)境防治法》將固體廢棄物分為工業(yè)固體廢物、生活垃圾、危險(xiǎn)廢物三大類。工業(yè)固體廢棄物對(duì)于公路工程而言特指建筑垃圾，除建筑垃圾外，工程渣土是建設(shè)過程中產(chǎn)生的可回收利用的固體廢棄物。公路工程建設(shè)過程中會(huì)產(chǎn)生一定的生活垃圾，但無危險(xiǎn)丟棄物；故筆者將固體廢棄物二級(jí)指標(biāo)分為：①建筑垃圾（C41）②生活垃圾（C42）。

1.5 原材料及自然資源損耗（C5）

將二級(jí)指標(biāo)劃分為①原材料損耗（C51）②自然資源損耗（C52）。

1.6 能源損耗（C6）

公路工程能源消耗主要涉及燃油和電能消耗，故燃油耗電（C61）定為能源損耗二級(jí)指標(biāo)。

1.7 能量釋放風(fēng)險(xiǎn)（C7）

環(huán)境管理體系 要求及使用指南（GBT24001-2016（ISO14001-2015））中將熱能、輻射、振動(dòng)、噪聲和光能歸為能量釋放，本文考慮公路工程建設(shè)能量釋放的種類，將①噪聲污染（C71）作為二級(jí)指標(biāo)。

根據(jù)以上分析，構(gòu)建公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系：

圖1 公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系

2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)

2.1 二元語義法

二元語義法可以有效避免評(píng)價(jià)信息失真，增加計(jì)算精度?？紤]這一優(yōu)勢(shì)，筆者將二元語義法引入到公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)中。

二元語義采用二元組（si，ai）來表示語言評(píng)價(jià)信息，其中si為語言評(píng)價(jià)集S=（s1，s2，s3…sT）中第i 個(gè)語言短語，ai稱為符號(hào)轉(zhuǎn)移植，ai∈［-0.5，0.5］，表示由計(jì)算得到的語言信息（si，ai）與語言評(píng)價(jià)集S 中最接近元素（si，0）之間的偏差。

定義1［8］：若si∈S 是一個(gè)語言短語，相應(yīng)的二元語義形式可以通過函數(shù)θ 得到：

θ：S →S×［-5，0.5）

θ（Si）=（Si，0），si∈S （1）

定義2［8］：設(shè)實(shí)數(shù)β ∈［1，T］是語言評(píng)價(jià)集S 經(jīng)某種運(yùn)算得到的實(shí)數(shù)，其中T 為語言評(píng)價(jià)集S 中的元素個(gè)數(shù)，β 可由函數(shù)Δ 表示二元語義信息：

Δ：［1，T］→S×［-5，0.5）

式眾round（.）為四舍五入的取整算子。反之，存在一個(gè)逆函數(shù)Δ-1可將二元語義轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)β：

Δ-1=S×［-5，0.5）→［1，T］

Δ-1（si，ai）=i+ai=β （3）

定義3［9］：設(shè)（sx，ax）、（sy，ay）為兩個(gè)隨機(jī)的二元語義變量，則兩者之間存在以下比較規(guī)則：

（1）當(dāng)x＜y 時(shí)，若x+1=y，ax=-ay=0.5，則（sx，ax）=（sy，ay），否則，（sx，ax）＜（sy，ay）。

（2）當(dāng)x=y 時(shí)，若ax=ay，則（sx，ax）=（sy，ay），若ax＜ay，則（sx，ax）＜（sy，ay），若ax＞ay，則（sx，ax）＞（sy，ay）。

定義4［9］：設(shè)為一組集成的二元語義，每一個(gè)二元語義具有一定的權(quán)重，設(shè)二元語義集權(quán)重集為W=（w1，w2，w3…wn），則二元語義加權(quán)平均算子為：

2.2 網(wǎng)絡(luò)分析法

網(wǎng)絡(luò)分析法克服了評(píng)價(jià)對(duì)象之間完全獨(dú)立的弊端，在確定相對(duì)權(quán)重時(shí)將對(duì)象之間可能存在的相互作用關(guān)系考慮進(jìn)去，增加了決策的真實(shí)度和合理性，使決策更加貼近實(shí)際，更具指導(dǎo)意義。網(wǎng)絡(luò)分析法在解決問題時(shí)，借助超級(jí)決策軟件（Super Decision，SD），可以提高計(jì)算效率和準(zhǔn)確度。

2.3 改進(jìn)的二元語義網(wǎng)絡(luò)分析法

設(shè)P={p1，p2，p3…pn}為決策目標(biāo)集合，n 為決策目標(biāo)個(gè)數(shù)。E={e1，e2，e3…er}為決策群體，r 表示決策者人數(shù)。設(shè)各決策者的所占權(quán)重G={g1，g2，g3…gr}，且；S={s0，s1，s2…sT}為語言評(píng)價(jià)集，Sijr 為決策者er從語言評(píng)價(jià)集選擇的合適的因素對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象pi相對(duì)于pj重要性程度的描述，所有決策者對(duì)決策目標(biāo)的語言決策矩陣sr可表示為：

根據(jù)定義1，將公式（1）運(yùn)用于sr中，得到轉(zhuǎn)換成二元語義形式的判斷矩陣

定義5［10］：對(duì)于二元語義判斷矩陣B=［（sij，0）］n×n，定義U=（uij）n×n為二元語義判斷矩陣的過渡矩陣，其中，

公式（5）中，（T+1）是集合S 中的元素個(gè)數(shù)。

定理1［11］：對(duì)于二元語義判斷矩陣B=［（sij，0）］n×n，對(duì)i，j，當(dāng)bij＞bji時(shí)，則uij＞uji，uij，uji是過渡矩陣U=（uij）n×n中的元素。

由定理1 可知，過渡矩陣U 和二元語義判斷矩陣B 指標(biāo)權(quán)重系數(shù)相同，因此過渡矩陣替代判斷矩陣具有可行性。

定理2：二元語義判斷矩陣B 的過渡矩陣U 是模糊互補(bǔ)矩陣。

證明：證明U 是模糊互補(bǔ)矩陣，只需證明uij+uji=1，uii=0.5。

1）證明uij+uji=1

判斷矩陣B 中的元素滿足bij

r=（su，0），bjir=（sT-u，0），由公式（3）可知：

Δ-1（su，0）=u+0，Δ-1（sT-u，0）=T-u

由公式（5）可知，

2）證明uii=0.5

2.4 模糊互補(bǔ)矩陣與一致判斷矩陣的關(guān)系

定理3［11］：設(shè)A=（aij）n×n是［1/M，M］標(biāo)度的一致判斷矩陣，令uij=0.5（logMaij+1），則U=（uij）n×n為模糊互補(bǔ)矩陣。反之，若U=（uij）n×n為模糊互補(bǔ)矩陣，令aij=M（2uij-1），則A=（aij）n×n為［1/M，M］標(biāo)度的一致判斷矩陣。

3 公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)流程

步驟1：構(gòu)建語言評(píng)價(jià)集。構(gòu)建公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)定性描述的語言集合，作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的語義標(biāo)準(zhǔn)。

步驟2：建立語言決策矩陣。專家對(duì)各元素進(jìn)行互相比較，并從語言評(píng)價(jià)集中選取合適的語義進(jìn)行描述，專家描述結(jié)果最終形成相對(duì)模糊的語言決策矩陣。

步驟3：建立二元語義形式判斷矩陣。利用公式（1）可完成轉(zhuǎn)換，本文假設(shè)所有專家具有相同的信度，其所占權(quán)重為，即，則結(jié)合公式（4）得到綜合二元語義矩陣H=（hij）n×n：

步驟4：根據(jù)公式（5）將綜合二元語義矩陣H=（hij）n×n轉(zhuǎn)化為模糊互補(bǔ)矩陣。

步驟5：構(gòu)建一致判斷矩陣。運(yùn)用定理3 公式轉(zhuǎn)換得到一致判斷矩陣。

步驟6：應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重。借助超級(jí)決策軟件（Super Decision，SD）算法，實(shí)現(xiàn)公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)各指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算。

4 結(jié)語

綜上所述，通過法律條文梳理，結(jié)合公路工程實(shí)際，從大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境、固體廢棄物、原材料及自然資源、能源消耗、能量釋放七個(gè)方面構(gòu)建了公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。并綜合二元語義和網(wǎng)絡(luò)分析法優(yōu)勢(shì)，提出改進(jìn)的二元語義網(wǎng)絡(luò)分析法，為公路工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供了一套完整的思路。