基于屬性理論的西部地區(qū)高速公路后評價

■ 馮輝紅 李偉 黃起 張國宏

1.西南石油大學土木工程與測繪學院 成都 610500

2.甘肅省交通規(guī)劃勘察設計院有限責任公司 蘭州 730030

0 引言

根據(jù)《公路建設項目后評價報告編制辦法》（交規(guī)劃發(fā)[2011]695號文），公路建設項目后評價定義為用科學、系統(tǒng)的評價方法，通過對項目立項、可行性研究、設計、施工和運營各階段工作的跟蹤、調(diào)查和分析，全面評價項目的作用與影響、投資與效益、目標實現(xiàn)程度及持續(xù)能力等，總結項目的經(jīng)驗與教訓[1]。

高速公路是公路交通運輸網(wǎng)絡中的重要基礎設施項目，投資大、風險高、影響顯著，一直以來都是公路建設項目后評價的重點。從2013年起，我國的高速公路建設重心逐漸轉(zhuǎn)向西部地區(qū)，2019年度西部地區(qū)新增高速公路3207 公里，總里程達57574 公里，增長速度和總里程數(shù)均居于中國首位[2]。但是，由于對已有項目的經(jīng)驗教訓缺乏有效總結，項目管理水平較低，已投入運營的項目中投資效益低、實施效率差、生態(tài)破壞嚴重等問題大量存在。因此，有必要對西部地區(qū)已投產(chǎn)運營的高速公路項目進行后評價工作，總結已有項目的經(jīng)驗教訓，從而為提高西部地區(qū)高速公路項目管理水平提供科學依據(jù)。

公路后評價需要選取合理的評價指標，建立完善的指標體系。關于公路后評價指標體系，國內(nèi)外學者已進行了大量研究。Guney M 等從空氣粉塵、土壤重金屬兩個方面對公路環(huán)境影響進行了分析與評價[3]。Everett S等，從道路狀況、機動性、經(jīng)濟影響、能源利用等方面建立了公路績效和支出評價指標體系[4]。Ibrahim A H等從管理與領導、能源效率、材料和財務、環(huán)境與排放、規(guī)劃水準5 個方面建立了公路可持續(xù)指標體系[5]。Odeck J等提出公路項目的成本效益評價需對旅行時間的節(jié)省、事故成本的減少、車輛運營成本、環(huán)境影響以及車輛投資和維護運營成本進行綜合分析[6]。在國內(nèi)，周正祥等，通過分析高速公路運營后對周圍環(huán)境的影響，從環(huán)境影響方面提出了公路后評價指標體系[7]。盧冬生等，從公路交通水平、區(qū)域戰(zhàn)略適應性、經(jīng)濟發(fā)展適應性等方面建立了指標體系評價公路的可持續(xù)發(fā)展[8]。袁春毅等，深入研究了景觀公路和諧性理念，建立了景觀公路和諧性評價體系[9]。朱嘉等，從經(jīng)濟效益、社會效益、資源節(jié)約3 個方面，建立指標體系對高速公路的綜合效益進行了評價[10]。

在指標體系建立以后，如何使用科學的方法進行后評價也是學者們研究的熱點。王建民等，基于結構方程模型的原理和方法，構建了高速公路后評價模型，并對評價模型進行了理論分析和實證檢驗[11]。孫慧等基于模糊綜合評價建立了BOT(建設-運營-移交)模式高速公路建設項目后評價模型，并進行了實證研究[12]。王首緒等利用改進的層次分析法法與模糊灰色物元空間評價方法相結合的評價模型來評價高速公路建設項目后評價中的社會影響[13]。王波等運用多級模糊評價模型和層次分析法對路政管理績效進行綜合評價，并進行了實例研究[14]。潘鵬程等基于直覺模糊集的方法對公私合營模式公路項目進行了物有所值評價分析[15]。鐘琦等，將灰色預測模型引入經(jīng)濟預測，利用“小樣本”模型的特性來預測公路影響區(qū)的經(jīng)濟狀況，以此為依據(jù)研究公路對地方經(jīng)濟的影響[16]。

完善的指標體系和科學的評價模型是西部地區(qū)高速公路后評價的重要基礎。綜上國內(nèi)外研究綜述，對于指標體系研究主要集中在項目的效益、影響、可持續(xù)發(fā)展中的某一個方面，未考慮綜合多方面因素形成系統(tǒng)的體系對項目進行評價。在后評價模型研究方面，現(xiàn)有的研究中大多采用層次分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡法以及因子分析法進行評價，計算過程繁瑣，評價結果缺乏時效性。而屬性理論通過靈活方便的計算，能夠把定量因素和定性因素很好地結合起來進行分析[17]?；诖耍疚膶捻椖繉嵤┬?、投資效益、影響、可持續(xù)發(fā)展4 個方面構建評價指標體系，并運用屬性理論建立后評價模型，以期實現(xiàn)西部地區(qū)高速公路后評價的及時性、有效性。

1 建立西部地區(qū)高速公路后評價指標體系

1.1 定義和內(nèi)涵

公路建設項目后評價，是指在公路通車運營5年后，根據(jù)實際數(shù)據(jù)資料，判斷項目可行性研究和項目前評估的預測是否正確，對項目實施效率、投資與效益、作用與影響、可持續(xù)發(fā)展等方面內(nèi)容進行系統(tǒng)的、客觀的分析過程。

鑒于此，西部地區(qū)高速公路后評價應該包括過程評價、投資與效益評價、影響評價、目標持續(xù)性評價4 個方面的核心內(nèi)容，如圖1所示。

圖1 西部地區(qū)高速公路后評價核心內(nèi)容

1.2 構建西部地區(qū)高速公路后評價指標體系

為了使評價更加科學、客觀、全面，指標體系構建應遵循以下原則：（1）系統(tǒng)性原則。西部地區(qū)高速公路后評價，涉及多門類、多部門、多學科、多領域，應全面考慮系統(tǒng)的整體性，篩選出具有代表性的指標。（2）科學客觀性。這是一個貫穿始終的原則，對指標有明確的規(guī)定，要有很好的科學適用性。（3）突出重點原則。指標體系也不可能一應俱全，面面俱到，要能夠把握住影響事物發(fā)展的主要原因。

根據(jù)以上原則，并在咨詢有關專家和查閱相關文獻[3-15,18]的基礎上構建西部地區(qū)高速公路后評價指標體系，并確定了指標的評價分類標準，將公路后評價指標劃分為優(yōu)(C1)、良(C2)、中(C3)、差(C4)4個評價等級，如表1所示。

表1 西部地區(qū)高速公路后評價指標體系

1.3 指標權重

由于不同的指標要素對公路后評價結果的作用和影響程度是不一樣的，因此需對各評價指標進行權重的測定。為此，采用九標度法收集專家意見，具體數(shù)字標度如表2所示。根據(jù)收集的專家意見，構建判斷矩陣，并進行一致性檢驗，確定各層次、各指標要素的權重。

表2 九標度數(shù)字表度

2 基于屬性理論建立西部地區(qū)高速公路后評價模型

2.1 建立因素集和評價集

2.1.1 因素集的建立

根據(jù)建立的指標體系，劃分公路后評價總目標為4個子集，記作X={X1,X2,X3,X4}。其中過程評價子集X1={X11,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18,X19}，Xij表示第i個子集中的第j個三級指標。類似地，建立投資與效益評價子集、影響評價子集、目標持續(xù)性評價子集。

2.1.2 評價集的建立

公路后評價的評價集C={C1,C2,C3,C4}為有序集，且C1>C2>C3>C4。

2.2 單指標屬性測度分析

設tij為指標Xij的測量值，μijk=μ(tij∈Ck)表示tij屬于Ck的屬性測度，其中1 ≤k≤4，滿足設aijk～aijk+1為該指標的k級分類區(qū)間，若aij0>aij1>aij2>aij3>aij4，例如指標X11，tij屬于屬性集Ck的屬性測度μijk函數(shù)為：

若滿足aij0

2.3 多指標屬性測度分析

根據(jù)單指標屬性測度分析結果，項目的多指標屬性測度計算公式為：

其中wij表示指標綜合權重

2.4 屬性識別

通過參考相關文獻，采用置信度λ= 0.7判定結果。

則認為項目屬于Ck0級別或者Ck0類。

3 實例應用研究

甘肅省某高速公路（以下簡稱案例公路），路線全長157.56 公里，全線采用4 車道高速公路技術標準，設計速度為80 公里/小時，路基寬度25.5 米。項目于2010年11月開工建設，2013年11月交工通車試運營。

3.1 構建判斷矩陣確定指標權重

由于高速公路項目涉及多個專業(yè)和參與單位，為保證專家調(diào)查結果的綜合可信度，問卷調(diào)查范圍確定為多次參與西部地區(qū)高速公路項目的學校及科研機構、建設單位、監(jiān)理單位、勘察設計單位、施工單位、咨詢單位中的高級職稱管理人員、現(xiàn)場項目經(jīng)理和技術負責人等。共發(fā)放并回收100 份問卷，其中有13 份問卷未答率超過10%，為無效問卷，有效率為87%。根據(jù)問卷調(diào)查結果，構建判斷矩陣如表3～7所示。

表3 一級指標X的判斷矩陣及計算

表4 二級指標X1的判斷矩陣及計算

表5 二級指標X2的判斷矩陣及計算

表6 二級指標X3的判斷矩陣及計算

3.2 案例公路單指標屬性測度分析

在項目投入運營5年后，通過對案例公路各階段工作的調(diào)查、分析，得到各指標實測值，并建立屬性測度矩陣。對于X11等定性指標，邀請10 位有關專家根據(jù)評價細則對案例公路項目在分值[0,100]內(nèi)進行打分，并取10位專家打分分數(shù)的平均值作為定性指標的實測值；對于X14等定量指標，根據(jù)案例公路項目的可行性研究報告、設計文件、施工文件以及竣工驗收報告等資料，并結合當?shù)亟?jīng)濟、社會發(fā)展數(shù)據(jù)，得出定量指標的實測值。根據(jù)各指標的實測值結果，得出各一級指標的單指標屬性測度矩陣分別為U1jk、U2jk、U3jk、U4jk。

表7 二級指標X4的判斷矩陣及計算

3.3 案例公路多指標屬性測度分析

根據(jù)單指標屬性測度分析結果，結合指標權重，計算案例公路的多指標屬性測度可得：μ1= 0.32，μ2= 0.62，μ3= 0.05，μ4= 0.01，k0=則案例公路的后評價等級為良。

3.4 后評價結果分析

本章利用前述的公路后評價指標體系和評價模型，對甘肅省已建成通車的某高速公路進行后評價分析，確定案例公路后評價等級為良。實際上，在國家和地區(qū)政策的大力支持下，該工程已投入運營數(shù)年，并順利通過竣工驗收，這和后評價模型得到的評價結果是一致的，驗證了后評價模型的適用性。

根據(jù)案例公路的屬性測度分析結果，我們可以看出：

（1）過程評價中，“施工安全事故損失率”、“額定工期變化率”指標屬性測度得分較低。案例公路穿越沙漠微丘區(qū)、山區(qū)重丘區(qū)、沙漠區(qū)和農(nóng)田區(qū)，經(jīng)過軟基、坍塌、風沙、鹽漬化、落水洞、采空區(qū)等各種不利地質(zhì)地段，使得項目建設難度加大，安全文明施工管理效果不佳；同時，由于項目處于干旱戈壁地區(qū)，干旱少雨、風沙大、晝夜溫差大、征地拆遷困難多，使得項目進度控制效果沒有達到預期。

（2）投資與效益評價中，“估算與概算誤差率”“財務內(nèi)部收益率”指標屬性測度得分較低。在項目的可行性研究階段，沙漠戈壁地區(qū)復雜的地理、社會環(huán)境，給項目的投資估算工作帶來巨大挑戰(zhàn)，同時缺乏相關案例經(jīng)驗，使得項目投資估算精度不高；運營過程中，項目所在地區(qū)潛在交通量較少，同時由于項目所在地區(qū)的沙漠干旱氣候，項目的運行養(yǎng)護費用較高，使得項目的內(nèi)部收益率較低。

（3）影響評價中，“國民生產(chǎn)總值增長率”、“就業(yè)人口增長率”、“當量噪聲影響面積”。項目運營后很大程度地改善了當?shù)氐慕煌ㄩ]塞的環(huán)境，但由于地區(qū)經(jīng)濟基礎薄弱，且高速公路項目采取封閉通行的原因，使得項目沒有充分發(fā)揮促進經(jīng)濟、提高就業(yè)的作用；在高速公路運營過程中，汽車的通行會產(chǎn)生大量的交通噪聲，而項目全線地勢開闊，遮擋物較少，使得項目當量噪聲影響面積較廣。

（4）目標持續(xù)性評價中，“地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性”得分較低。案例公路線路位于景泰地震亞帶，地質(zhì)災害頻發(fā)。地質(zhì)災害的發(fā)生往往使得項目通行封閉，同時對項目的基礎設施造成損害，增加了道路的養(yǎng)護、運營成本，影響了項目的可持續(xù)發(fā)展。

4 結論與建議

4.1 結論

本研究綜合考慮西部地區(qū)高速公路項目的實施效率、投資與效益、作用和影響、可持續(xù)發(fā)展等方面內(nèi)容，從過程評價、投資與效益評價、影響評價、目標持續(xù)性評價4 個方面構建了后評價指標體系；并運用屬性理論建立后評價模型，將定量指標和定性指標有機結合起來進行評價，提高了評價結果的有效性和及時性。

根據(jù)指標權重分析結果，我們可以得出：（1）一級指標中，“過程評價”是最為重要的，接下來是“投資與效益評價”，其次是“影響評價”和“目標持續(xù)性評價”。（2）過程評價中，主要的控制因素是“施工安全事故損失率”、“項目質(zhì)量優(yōu)良率”、“道路養(yǎng)護優(yōu)良率”。（2）投資與效益評價中，主要的影響因素是“運輸成本降低效益”“財務內(nèi)部收益率”和“流動比率”。（3）影響評價中，指標“國民生產(chǎn)總值增長率”、“就業(yè)人口增長率”、“路網(wǎng)聯(lián)通度變化率”是項目“影響評價”的主要控制因素。（4）目標持續(xù)性評價中，主要的影響因素是“基礎設施完備性”、“交通量年增長率”、“地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性”。

4.2 建議

根據(jù)案例公路項目后評價結果，提出了關于西部地區(qū)高速公路發(fā)展的針對性建議，如下：

（1）推行標準化管理。到2019年，西部地區(qū)地形條件較好的地區(qū)，如平原、盆地、淺丘等，高速公路網(wǎng)已基本建成，相較而言，高海拔、高寒、沙漠等地形條件惡劣的地區(qū)，高速公路建設尚顯不足。質(zhì)量控制難度大、工程技術新、質(zhì)量要求高，是這部分地區(qū)高速公路項目的顯著特征。為了實現(xiàn)項目的安全文明施工，保障項目的建設及養(yǎng)護質(zhì)量，必須推行標準化管理。在高速公路建設和運營中，應當對工程建設和養(yǎng)護涉及的內(nèi)容和問題制定統(tǒng)一的規(guī)定和實施標準，將標準貫徹到各節(jié)點、各部位、各階段，形成標準化管理體系。

（2）健全西部地區(qū)高速公路投融資體制。根據(jù)國家收費公路統(tǒng)計公報，2019年，西部地區(qū)收費高速公路項目債務余額為21949.77 億元，年度通行費收支缺口2120.31 億元[2]。為了實現(xiàn)西部地區(qū)高速公路的持續(xù)發(fā)展目標，必須健全西部地區(qū)高速公路投融資體制，積極引進特許權經(jīng)營模式，緩解政府債務風險高、建設資金短缺的局面。要堅持已有的成功經(jīng)驗，并有效運用推廣，在實踐中不斷完善投融資體制，同時，還要努力拓展資金來源渠道，探索新的融資方式，積極吸引社會資本參與項目的建設與運營過程，減輕政府的債務壓力。

（3）實現(xiàn)項目與公路網(wǎng)及其他交通體系協(xié)調(diào)發(fā)展。西部地區(qū)路網(wǎng)密度低，交通閉塞，遠離出?？?，高速公路作為重要的公路交通運輸骨干，在區(qū)域綜合運輸系統(tǒng)中的作用尤為突出；高速公路封閉運行、控制出入的特點，使得高速公路的建設和運營，會一定程度上降低區(qū)域的通達能力；同時，通過公路網(wǎng)及其他交通體系，能夠擴散高速公路項目的輻射范圍，充分發(fā)揮高速公路在節(jié)約運輸時間、縮短運輸里程、降低運輸成本等方面的作用。因此，在項目的策劃、建設、運營過程中要注重與公路網(wǎng)及其他交通體系相協(xié)調(diào)，將高速公路充分融入到區(qū)域綜合運輸體系中。

（4）注重生態(tài)環(huán)境保護，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。西部地區(qū)地形復雜，氣候類型多樣，為不同的植物生長和野生動物棲息創(chuàng)造了良好的條件，生物資源豐富。而高速公路建設過程中，路面、路基、邊坡等工程會大量占用土地資源；高速公路投入運營后，車輛在行駛過程中，會排放含氮氧化物等廢氣，產(chǎn)生大量的交通噪聲，對該區(qū)域的大氣環(huán)境和聲環(huán)境產(chǎn)生不利影響。為保護西部地區(qū)的生物資源，在高速公路規(guī)劃、設計、建設過程中，要在保證項目通行服務能力的同時，完成項目的生態(tài)恢復工作；在運營管理過程中，要積極引進先進技術，減少污染物的排放，實現(xiàn)項目與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

（5）完善西部地區(qū)高速公路應急管理體系。西部地區(qū)自然災害高發(fā)，自然災害的發(fā)生往往會對高速公路項目的基礎設施造成損害，造成經(jīng)濟損失和人員傷亡，同時會給項目留下安全隱患。因此，應在交通運輸部出臺的《公路交通突發(fā)事件應急預案》基礎上，從政策、制度、資金等方面加快西部地區(qū)高速公路應急管理體系建設，提高西部地區(qū)高速公路網(wǎng)的應急處理能力。