楊松

(新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院， 新疆 烏魯木齊 830006)

目前公路工程初步設(shè)計(jì)階段路線方案比選中更多集中在技術(shù)指標(biāo)和工程經(jīng)濟(jì)比選兩方面，對(duì)比選方案的安全性以定性評(píng)價(jià)為主，主觀性較強(qiáng)，所得結(jié)果也較抽象。當(dāng)存在多層次、多目標(biāo)、多因素時(shí)，難以反映設(shè)計(jì)方案之間的局部差別，不能精確描述方案的優(yōu)劣程度。比選方案安全性設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)難點(diǎn)在于如何定量確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。該文結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，采用《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)規(guī)范釋義手冊(cè)》推薦的模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)不同路線方案的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)比選。

1 模糊綜合評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)介

模糊綜合評(píng)價(jià)法(FCE)以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合層次分析(AHP)法和模糊安全信息進(jìn)行量化處理，對(duì)多個(gè)因素作出定量評(píng)價(jià)與決策。根據(jù)系統(tǒng)工程的基本原理，將高速公路安全系統(tǒng)作為一個(gè)整體，采用AHP法和FCE法定量評(píng)價(jià)各指標(biāo)的影響，計(jì)算設(shè)計(jì)方案的安全指數(shù)，確定設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣。

2 應(yīng)用工程概況

G0711尉犁至35團(tuán)高速公路是國(guó)家公路網(wǎng)G7北京至烏魯木齊高速公路烏魯木齊至若羌展望線的重要組成部分(見圖1)。所在地區(qū)為平原荒漠，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度為120 km/h，采用27 m整體式路基斷面。推薦路線全長(zhǎng)167.860 km，共設(shè)大橋4座、中橋7座、小橋51座、涵洞275道、互通式立體交叉7處、分離式立體交叉13處、通道25處、管線交叉126處、匝道收費(fèi)站7處、養(yǎng)護(hù)工區(qū)3處、服務(wù)區(qū)3處、港灣停車場(chǎng)5處、連接線15.45 km、改路2.25 km。

圖1 項(xiàng)目地理位置

推薦線K在K59+900—K69+400段路線受工程地質(zhì)和塔里木河洪水影響，為盡量降低塔里木河洪水威脅，提出比較線B(見圖2)。比較線B路線全長(zhǎng)9.354 km，設(shè)置大橋1座、中橋1座、小橋14座、涵洞36道(含管線交叉)、分離式立體交叉1處、通道2處。

圖2 路線方案示意圖

3 單項(xiàng)安全影響指標(biāo)賦值

3.1 安全影響指標(biāo)

根據(jù)項(xiàng)目所處新疆塔里木河流域地形、地質(zhì)特點(diǎn)及大型結(jié)構(gòu)物設(shè)置情況，按《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)規(guī)范釋義手冊(cè)》中推薦清單表，列出同時(shí)滿足全面反映路線方案特征、易于獲取和量化的交通安全影響因素(見表1)，并對(duì)其進(jìn)行量化分析。

表1 交通安全影響因素

3.2 指標(biāo)評(píng)分

通過對(duì)推薦線K、比較線B的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料和設(shè)計(jì)資料的分析，按《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)規(guī)范釋義手冊(cè)》的評(píng)分規(guī)則進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分結(jié)果見表2。

表2 指標(biāo)評(píng)分結(jié)果

4 路線方案評(píng)價(jià)分析

4.1 推薦線K評(píng)價(jià)分析

(1) 建立評(píng)語(yǔ)等級(jí)集Vi。評(píng)語(yǔ)等級(jí)集是評(píng)判者對(duì)評(píng)判對(duì)象可能作出的各種評(píng)價(jià)結(jié)果的集合，體現(xiàn)評(píng)判的模糊特性。將路線安全性分為差、較差、一般、較好、好5個(gè)等級(jí)(見表3)，即Vi={V1,V2,V3,V4,V5}。

表3 評(píng)語(yǔ)等級(jí)集Vi

(2) 確定隸屬函數(shù)。該項(xiàng)目隸屬函數(shù)如下：

式中：a、b、c、d分別為《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)規(guī)范釋義手冊(cè)》附表1中的閾值；x為評(píng)分值。

(3) 建立單因素評(píng)價(jià)矩陣Ri。單因素評(píng)價(jià)矩陣Ri是因素集μij到評(píng)語(yǔ)等級(jí)集Vi的模糊子集。采用二級(jí)指標(biāo)分值Fij，按隸屬函數(shù)計(jì)算得到Ri。

(5) 確定綜合評(píng)價(jià)矩陣S。一級(jí)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)語(yǔ)等級(jí)之間的隸屬度矩陣R=[Bi]。將一級(jí)權(quán)重向量Wi與隸屬度矩陣R合成，計(jì)算得到綜合評(píng)價(jià)矩陣S=Wi°R。其中權(quán)重向量Wi采用《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)規(guī)范釋義手冊(cè)》附表2中推薦值。

(6) 計(jì)算安全性模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。路線方案的總體安全系數(shù)E=S×FT=11.8。

4.2 比較線B評(píng)價(jià)分析

評(píng)語(yǔ)等級(jí)集與隸屬函數(shù)與K線相同。

(1) 建立單因素評(píng)價(jià)矩陣Ri。單因素評(píng)價(jià)矩陣Ri是因素集μij到評(píng)語(yǔ)等級(jí)集Vi的模糊子集。采用二級(jí)指標(biāo)分值Fij，按隸屬函數(shù)計(jì)算得到Ri。

(3) 確定綜合評(píng)價(jià)矩陣S。一級(jí)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)語(yǔ)等級(jí)之間的隸屬度矩陣R=[Bi]。將一級(jí)權(quán)重向量Wi與隸屬度矩陣R合成，計(jì)算得到綜合評(píng)價(jià)矩陣S=Wi°R。其中權(quán)重向量Wi采用《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)規(guī)范釋義手冊(cè)》附表2中推薦值。

(4) 計(jì)算安全性模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果?？傮w安全系數(shù)E=S×FT=10.8。

5 結(jié)論

(1) 推薦線K和比較線B的安全性評(píng)分均為好，推薦線K的總體安全系數(shù)E更高，從安全性角度評(píng)價(jià)，K線更合理。具體路線方案還應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境敏感性、實(shí)施可行性等因素綜合確定。

(2) 通過模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)路線方案進(jìn)行比選，可擺脫安全性比選受設(shè)計(jì)人員工作年限長(zhǎng)短、認(rèn)識(shí)問題全面性、個(gè)人偏好等因素的影響，比選結(jié)果更客觀公正，可為路線方案比選論證提供可靠支撐。