生态公路交通评价研究

摘要：生态公路交通评价有利于促进创建环境友好型公路交通行业，实现公路交通系统与生态环境系统的和谐发展。本文分析了公路交通与生态环境的关系，并对生态公路交通的内涵进行了解析，提出了基于“承载能力、支持能力、平衡能力、应对能力、发展能力”的生态公路交通系统的五个功能的评价指标体系框架，建立了Vague复合物元评价模型，并运用该模型对国家高速公路网厦蓉线漳州天宝至龙岩蛟洋段的实体高速公路进行实例分析，评价结果为“二级”，实例验证了该模型具有较好的实用性和可靠性，对生态公路交通的规划设计具有重要的决策指导和反馈作用。

关键词：生态交通；生态公路；交通评价

0 引言

公路建设是一项改造自然的活动，在这项活动中，土地的分割、植被的破坏、噪声的影响等等无不破坏生态环境，相关资料计算，建设1公里高速公路，占用的土地最高可达5～7公顷[2]。要实现交通、环境、经济的协调和全面发展，需协调公路建设与生态环境保护的关系，这就要求对生态公路设计、建设和运营等全周期进行评价，指导环境保护设计，最大程度减轻环境污染，促进生态公路技术的发展，进而创建环境友好型公路交通行业，实现公路交通系统建设与生态环境的和谐发展。

1生态公路交通内涵

“生态交通”跟“生态公路”一样是指代“生态好”的“交通”。因为“交通”词义内容的包容性，“生态交通”是交通体系为核心，以系统论的观点，充分考虑交通的社会、经济和自然等多重属性。

“生态公路交通”自带系统性，是由人、车、路、环境、能源组成的复合生态系统[2]。“生态公路交通”将土地资源、水资源以及环境和生态的影响纳入到交通规划、设计、施工、运营、管理的考虑范畴当中，使生态效益、经济效益和社会效益协调发展，形成结构优化、资源节约、污染最小、生态良性循环的公路交通系统。

2 CSBMD指标体系的构建

2.1 CSBMD指标体系的构建框架

生态公路交通系统主要完成两大方面功能：生态环境功能与公路交通功能。由于交通系统是服务于社会经济系统，所以首先要满足对社会经济发展的支持；公路交通系统属于人工系统，需要融合于自然生态系统之中，所以也需要满足生态环境的承载力需求。若要满足生态环境和公路交通两方面的功能需求，就需要做到一定的融合，故公路交通系统需制定应对措施，让生态环境系统与公路交通系统达到平衡状态，使生态环境系统和公路交通系统都达到有机融合，相互促进、共同发展。

所以，生态公路交通系统的功能可以归纳为：承载能力（carrying capacity）、支持能力（supporting capacity）、平衡能力（balancing capacity）、应对能力（managing capacity）、发展能力（developing capacity）。基于生态公路交通系统的五个功能，可以构建CSBMD生态公路交通指标体系框架构建模型。

―― 承载能力（carrying capacity，CC）：公路交通建设不仅仅需要满通需求，还必须做到可循环、可持续，与周围环境相协调。即生态环境能够承载交通的发展；大气环境、水环境能够承载交通发展带来的废弃物与污染物污染；动植物资源、矿产资源、土地资源能够承担交通发展带来的消耗。

―― 支持能力（supporting capacity，SC）：公路交通系统的基本任务是为社会经济系统服务。在满足生态环境承载力的基础上，对运输、经济、社会发展具有支持作用，对经济社会发展的起到纽带作用，保持社会经济秩序的良好运行，提高运输、经济和社会效益。

―― 平衡能力（balancing capacity，BC）：公路交通建设必然会改变原有的生态环境，公路交通系统是个复杂的人工系统，容易使原有生态环境系统遭到严重破坏，这就要求生态公路在公路景观设计、生态恢复、环境防护等方面考虑到与生态的平衡。

―― 应对能力（managing capacity，MC）：面对公路交通系统带给生态环境系统的改变，公路交通系统需要具备一定的应对能力。例如：在管理方面制定保护环境的制度和措施、在基础设施方面增加环境防护的设计、检测并控制影响环境的不利因素。

―― 发展能力（developing capacity，DC）：生态公路交通的发展，是生态环境和公路交通共同的发展，即生态环境和公路交通能达到有机融合、相互促进、共同发展，获得巨大的生态、环境和社会经济效益。

2.2 CSBMD指标体系的确定

根据CSBMD指标框架和指标的构建原则，以及各种规范、标准，从几百个指标中，选出基于5大能力的31项指标，形成生态公路交通评价指标群，基本符合生态公路交通指标体系提出的目标、范围、功能要求[3]。

3 建立Vague复合物元评价模型

Vague复合物元评价模型是Vague集与可拓物元评价法的融合，此模型能够适应于多种评价类型[4]。

3.1评价物元的确定

物元分析是研究物元及其变化规律，并用于解决现实世界中的不相容问题。物元理论是将评价的物、物的特征和物关于特征的量值组成一个整体来研究，即物元 （物，特征，量值），记为 。

3.2综合物元的确定

Vague复合物元评价法的待测物元与评价物元的量值都是一个区间。记待测物元为 ，则，

将待测物元与评价物元写到一起构成评价综合物元：

3.3特征量值转化成Vague值的计算

（1）定量指标

定量指标的量值是一个单值，无法直接用Vague值表示，需通过极变差法对定量指标进行规范化处理。定量指标可分为效益型指标和成本型指标，即越大越好性指标和越小越好性指标。通过规范化处理后的每个评价指标量值，都可以转化成隶属度在[0，1]中的Vague值形式。

（2）定性指标

作评价时，不可避免会遇到一些定性指标，把定性指标科学的表达出来并有效的用于评价模型是一个关键问题，本文通过构建语言变量集来描述一个定性问题，将定性指标划分为非常满意、满意、一般、较差、非常差五个判别等级，每个判别等级对应相应的分数值划分区间，再通过专家打分确定定性指标量值，最后参考定量指标的转化方法把定性指标量值转化成Vague值。

3.4确定指标权重

权重是决策者根据重要性赋予指标的不同值，各指标的权重为 ，且 。本文采用层次分析法（AHP）确定评价模型中各个指标的权系数，对其计算过程不作说明。

3.5 Vague复合物元关联函数

关联函数就是寻求待测物元与评价物元中不同等级之间的关系的函数，传统的关联函数将在Vague复合物元中不再适用。可以利用相似度量法，相似度量法实质就是Vague复合物元的关联函数。

相似度计算：

1 （1）

周晓光等人验证了此种相似度量方法对各种情况的适用性。

待测项目与某个等级的整体相似度计算：

（2）

式中，

是指待测项目 的某一个指标值与第 个评价等级对应指标值的相似度；

是待测项目 与第 个评价等级中第 个指标的相似度；

是指待测项目的指标值；

是指第 个评价等级的指标值；

是指待测项目与第 个评价等级的相似度；

是第 个指标的权重；

3.6评价等级的确定

根据相似度的定义，待测项目的评价等级就是待测项目于评价等级相似度最大，即相似度量值 最大的一个，所以

（3）

由 所对应的等级即为待测项目的评价等级。

4 实例分析

为了验证本研究所提出的生态公路交通指标体系与评价方法的科学性和实用性，本章选择了国家高速公路网厦蓉线漳州天宝至龙岩蛟洋段的实体高速公路进行实例分析。实例评价的详细过程参考模型建立步骤，评价等级介于三级与二级间，但是 微大于 ，所以国家高速公路网厦蓉线漳州天宝至龙岩蛟洋段生态公路交通综合评价的等级为“二级”。

5 结束语

公路交通的发展越来越重视对生态环境的保护和资源的优化利用，生态健康、资源高效、能源清洁、环境友好的“生态公路交通”必将成为以后的发展方向[5-6]。本文提出了CSBMD生态公路交通评价指标体系框架，将Vague集理论和物元评价理论进行结合，用于生态公路交通评价。需要指出的是生态公路交通评价是一项多目标、动态的工作，为使评价更加完善，作者建议在以下方面作更深入的探讨：

（1）评价指标实测数据收集；（2）评价与计算机信息技术相结合；（3）评价内容系统化，即从宏观评价到微观评价，从综合评价到专项评价。

参考文献：

[1] 陈红，梁立杰，杨彩霞.可持续发展的公路建设生态观[J].长安大学学报（自然科学版）.2004，24（1）：69-71.

[2] Xu F L，Tao S，et al. Lake ecosystem health assessment：indicators and methods[J]. Water Research，2001，35（13）：3157-3167.

[3] 徐安宁.生态城市可持续交通若干问题研究[D].南京：东南大学，2005.3.

[4]傅新平，胡伶俐.基于物元分析法的综合交通系统服务水平评价[J].武汉理工大学学报，2007，（4）：580-583.

[5] 马果.生态公路路域生态环境影响分析与评价研究[D].西安：长安大学，2011.6.

[6] 李亚茹.生态公路交通建设评价体系研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.10.

基金项目：国家山区公路工程技术研究中心开放基金（GSGZJ-2011-01）

作者简介：

罗超（1987-），男，四川内江人，硕士研究生。