綠色低碳公路評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究與應(yīng)用

劉劍　　周輝

(駐馬店市公路管理局，河南駐馬店　463000)

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綠色低碳公路評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究與應(yīng)用

劉劍周輝

(駐馬店市公路管理局，河南駐馬店463000)

摘要:為評(píng)價(jià)綠色低碳公路建設(shè)水平，從全壽命周期的角度出發(fā)，構(gòu)建了綠色低碳公路評(píng)價(jià)體系，并用于綠色低碳公路綜合評(píng)分，從而確定公路綠色低碳等級(jí)，指出該評(píng)價(jià)體系指標(biāo)具有較好的實(shí)用性與可考核性，便于綠色低碳公路的等級(jí)評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞:低碳公路，節(jié)能減排，評(píng)價(jià)指標(biāo)，層次分析，全壽命周期

公路交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的先導(dǎo)性、服務(wù)性行業(yè)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。而伴隨國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，公路交通建設(shè)水平得到極大改善，建設(shè)速度和效率極大提高。截止2013年年底，我國(guó)高速公路通車?yán)锍坛^(guò)100 000 km，位居世界第一。然而，公路交通運(yùn)輸在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，卻也導(dǎo)致較為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，主要包括:1)公路干線建設(shè)階段消耗大量資源和能源，造成污染物大量排放，導(dǎo)致自然環(huán)境和生態(tài)破壞等; 2)公路交通運(yùn)輸行業(yè)所產(chǎn)生的碳排放量占全球碳排放量的25%左右，僅次于電力、石化行業(yè)。

近年來(lái)，隨著全球環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題的加劇，低碳化可持續(xù)發(fā)展與節(jié)能減排越來(lái)越受人們的關(guān)注，成為社會(huì)共識(shí)。公路交通運(yùn)輸行業(yè)作為能源消耗、生態(tài)破壞以及碳排放的主要行業(yè)，已成為低碳化與節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。因此，探索綠色低碳公路建設(shè)模式、構(gòu)建綠色低碳交通運(yùn)輸體系已成為公路交通運(yùn)輸行業(yè)降低能耗和減少碳排放的首要任務(wù)。

所謂綠色低碳公路是指在公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)、管理的階段，遵從綠色低碳的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、施工組織、運(yùn)營(yíng)管理模式以及采用新技術(shù)、新工藝、新材料，達(dá)到在公路全壽命周期內(nèi)減少能源消耗與生態(tài)破壞、降低碳排放量、改善環(huán)境效益的公路建設(shè)目標(biāo)［1］。為此，有必要開(kāi)展綠色低碳公路評(píng)價(jià)體系的研究與建立工作，為綠色低碳公路的建設(shè)工作提供指導(dǎo)和依據(jù)［2-4］。但是，由于缺少足夠的工程全壽命周期的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前針對(duì)綠色低碳公路評(píng)價(jià)的研究成果還比較少，仍需深入開(kāi)展研究。

1　低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

構(gòu)建綠色低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)體系是通過(guò)基于公路全壽命周期管理的理念，建立綠色低碳公路規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理等階段中的評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法，制定綠色低碳公路等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)［5，6］。為科學(xué)評(píng)定綠色低碳公路等級(jí)，評(píng)價(jià)體系構(gòu)建中應(yīng)著重體現(xiàn)低碳公路的全壽命周期管理的要求，評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)系統(tǒng)、全面、易于收集、具有可比性，并且與低碳公路的技術(shù)指標(biāo)相協(xié)調(diào)。

1．1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)綠色低碳公路全壽命周期不同階段節(jié)能減排的任務(wù)與特點(diǎn)，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段構(gòu)建了綠色低碳公路的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為主控指標(biāo)與一般指標(biāo)兩個(gè)層次，其中主控指標(biāo)為參與綠色低碳公路評(píng)價(jià)的強(qiáng)制性、否決性項(xiàng)目，必須全部達(dá)到相關(guān)要求;一般指標(biāo)為綠色低碳公路評(píng)價(jià)的主要評(píng)分項(xiàng)，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)及區(qū)域經(jīng)濟(jì)地理特征予以調(diào)整。

綠色低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)的主控指標(biāo)涵蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段，共14項(xiàng)指標(biāo)，見(jiàn)圖1。主控指標(biāo)為強(qiáng)制性與否決性指標(biāo)，不進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，但要根據(jù)綠色低碳公路建設(shè)要求對(duì)其是否實(shí)施以及實(shí)施的合規(guī)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖1　綠色低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)體系主控指標(biāo)

綠色低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)的一般指標(biāo)共21項(xiàng)，涵蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段，見(jiàn)表1。一般指標(biāo)既包括定性指標(biāo)，又包括定量指標(biāo)，且由于定量指標(biāo)的計(jì)量方法各不相同，相互間存在量綱上的差別。因此，應(yīng)對(duì)各全壽命周期評(píng)價(jià)的一般指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化量化處理，使指標(biāo)具有統(tǒng)一性。

表1　綠色低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)一般指標(biāo)

1．2評(píng)價(jià)指標(biāo)量化處理

對(duì)于定量評(píng)價(jià)指標(biāo)xij∈［Aij，Bij］，Bij＞Aij＞0，其無(wú)量綱化后的值yij∈［0，5］，量化方法如下:

1)成本型定量指標(biāo):

2)效益型定量指標(biāo):

對(duì)于定性指標(biāo)，可先根據(jù)評(píng)級(jí)進(jìn)行量化，而后再進(jìn)行無(wú)量綱化處理。定性指標(biāo)的量化方法為:首先制定評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)分值的對(duì)應(yīng)關(guān)系得出評(píng)定指標(biāo)的得分。為便于實(shí)施，可將定性指標(biāo)分為(好，較好，中等，差，較差)五級(jí)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)分值為(1，2，3，4，5)。為保證定性指標(biāo)量化的合理性與可靠性，定性指標(biāo)應(yīng)根據(jù)專家評(píng)級(jí)結(jié)果綜合確定，專家組成員宜由環(huán)境工程、公路工程、施工管理方面的專業(yè)技術(shù)人員組成，人數(shù)不宜少于10人。

1．3低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)模型的建立

綠色低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)的因素集U=(U1，U2，U3)，一級(jí)指標(biāo)Ui有n個(gè)二級(jí)指標(biāo)，即Ui=(Ui1，Ui2，…，Uin)，Uij為一級(jí)指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)。不同級(jí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重均可采用層次分析法計(jì)算確定，下面以一級(jí)指標(biāo)為例計(jì)算各因素的權(quán)重分布。首先根據(jù)因素集各指標(biāo)的相對(duì)重要性構(gòu)建判斷矩陣A:

構(gòu)造判斷矩陣A時(shí)，若Ui與Uj相比重要性相同，則xij賦值1，若高一級(jí)，則賦值2，若高二級(jí)，則賦值3;若Ui比Uj重要性等級(jí)低，則賦值為相應(yīng)值的倒數(shù)。

判斷矩陣構(gòu)造完成后，利用歸一化計(jì)算求得判斷矩陣的特征向量W=［W1W2W3］，并按式(4)計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax，繼而由式(5)計(jì)算一致性指標(biāo)CI，若CI≤0．1，則判斷矩陣A一致性良好。

若判斷矩陣A滿足一致性檢驗(yàn)，則其特征向量W即為各因素的權(quán)重指標(biāo)。

根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化結(jié)果及其權(quán)重，由公式求得評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合得分，從而得到被評(píng)價(jià)公路的綠色低碳水平。

1．4綠色低碳公路評(píng)價(jià)等級(jí)

為判別不同公路的綠色低碳水平，在滿足所有主控指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)一般指標(biāo)的綜合評(píng)分將綠色低碳公路評(píng)價(jià)等級(jí)分為粗放型公路、普通公路、☆綠色低碳公路、☆☆綠色低碳公路、☆☆☆綠色低碳公路，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2　綠色低碳公路等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

2　工程應(yīng)用

某高速公路在規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)中嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)節(jié)能減排法律法規(guī)及設(shè)計(jì)施工規(guī)范的要求，滿足綠色低碳公路全壽命周期評(píng)價(jià)的各項(xiàng)主控指標(biāo)。在一般指標(biāo)方面，規(guī)劃設(shè)計(jì)階段完善路橋耐久性設(shè)計(jì)及建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，提高長(zhǎng)壽命周期路面鋪筑率;施工建設(shè)階段采取集中供電，采用溫拌混凝土，進(jìn)行施工機(jī)械節(jié)能改造，優(yōu)化土石方方案，增加施工棄渣利用率，并進(jìn)行路塹邊坡生態(tài)修復(fù);運(yùn)營(yíng)管理階段綜合采用ETC不停車收費(fèi)，LED照明等節(jié)能減排技術(shù)，建立交通智能控制系統(tǒng)，沿線設(shè)施加強(qiáng)污水處理與中水回用。

依據(jù)所建立的評(píng)價(jià)體系對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，該高速公路工程滿足所有主控指標(biāo)，一般指標(biāo)綜合評(píng)分為4．5分，評(píng)定為☆☆☆綠色低碳公路。

3　結(jié)語(yǔ)

本文從全壽命周期理念出發(fā)，構(gòu)建綠色低碳公路評(píng)價(jià)體系，該評(píng)價(jià)體系包含主控指標(biāo)和一般指標(biāo)。主控指標(biāo)為強(qiáng)制性指標(biāo)，一般指標(biāo)為評(píng)分指標(biāo)。各指標(biāo)權(quán)重通過(guò)重要性對(duì)比采用層次分析法確定，并用于綠色低碳公路的綜合評(píng)分，從而確定公路的綠色低碳等級(jí)。利用該評(píng)價(jià)體系，可確定公路的全壽命周期綠色低碳水平。

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中圖分類號(hào):U416．03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-6825(2016)17-0137-02

收稿日期:2016-04-06

作者簡(jiǎn)介:劉劍(1976-)，男，高級(jí)工程師;周輝(1977-)，男，會(huì)計(jì)師

Research and application of evaluation index system of green low-carbond highways

Liu JianZhou Hui
(Zhumadian Road Administration Bureau，Zhumadian 463000，China)

Abstract:An evaluation index system of green low-carbond highways is established from the life-cycle perspective to evaluate the construction level．The construction level of green low-carbon highway is then graded based on its comprehensive score．The index system is convenient and applicable to evaluate the construction level of low-carbon highways with practical and accessible index．

Key words:low-carbon highway，energy conservation，evaluation index，hierarchy analysis，life-cycle