基于熵值法的绿色公路“四新技术”适宜性评价标准研究

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:交通运输部及各省交通运输厅每年推荐优秀交通科技成果,并开展大量的公路建设示范工程,“四新技术”的选用成了管理者和建设者的难题。本文分析了国内外研究学者的适宜性评价模型,在大量调研绿色公路政策、示范工程、规范标准和科技推广成果后,建立基于的绿色公路“四新技术”适宜性评价标准,综合选用了熵值法,确定各指标的权重。

  关键词:熵值法;绿色公路;四新技术;

  近年来,工业化进程不断推进,碳排放在全世界范围内快速增长,而我国贡献了28%的碳排放总量,位居世界第一。据统计,交通运输系统消耗了全球大约1/3的能源,并且还有逐步上升的趋势,至2017年,交通运输已超过工业生产和居民生活成为全球第一大耗能因素。

  “十四五”规划将出,不断转变的经济发展方式,使得我国公路建设也在转型发展,在交通建设的进程中,生态环境的保护日益被重视,对我们传统交通行业建设也提出了新要求,摒弃传统粗放的扩能发展方式,推动绿色、节能公路建设和养护技术的发展和应用,是国家推进绿色交通、节能低碳发展以及落实行业低碳发展理念的重要举措。

  Mehrbakhsh建立了一个主要基于人的知识与经验的绿色建筑性能评价方法,评价系统的指标分为三个大方面:社会类、经济类、环境类,采用层次分析法和模糊逻辑法评价各个指标及综合性能水平[1]。Chang等基于根据层次分析法(AHP)构建适宜性评价的指标体系和模型[2]。严静以层次分析法和德尔菲法,采用定性和定量两种方式详细讨论了权重问题[3]。李聪对事先采集的样本数据进行处理,采用逼近理想点法进行计算,通过对比最优方案和最劣方案确定样本集中的正负理想点,建立了最优化函数并对其进行了求解,得到了多指标的权重及各个方案的综合评价结果[4]。国内外,应用多指标和多因素的评价方法占比较大,各国学者采用较多的有模糊综合评价、AHP和主成分分析法等[5,6]。

  通过调研国内诸省绿色公路建设情况可知:现阶段中国绿色公路建设已初具规模,全国各省市因地制宜建设了一批景观公路、低碳公路、生态公路示范工程,我国将“四新技术”理念应用到绿色公路建设全过程中并创新实践。理念创新立足公路交通转型发展的迫切需要,强调节能减排、资源节约、服务提升、智慧高效在公路建设中的重要性;技术、工艺创新强化对先进技术的开发引进,为绿色公路建设注入强大动力,如建筑信息模型技术(BIM)、新能源技术、钢结构桥梁、充电桩与加气站、ETC技术拓展、新媒体信息技术、污水处理改进工艺、工程沿线绿色防护、拌和站油改气等;材料创新加强清洁材料、功能型材料的应用,如温拌、冷拌冷铺沥青混合料,粉煤灰、煤矸石、矿渣及隧道弃渣等的循环利用,降温路面、尾气净化路面等新型功能材料研发。

1 指标体系构建

  根据交通运输部、浙江省、湖北省等地印发的关于绿色交通发展指导意见、建设技术指南等政策和规范。同时,参考借鉴张正一、王新崎[7,8]等人以绿色理念、生态保护等7个方面构建绿色公路评估指标体系。

  综合上述各类评价体系和指标,结合公路工程特点、建设条件及资源,为适当简化评价内容,便于操作,本文从公路建设全寿命周期出发,以保护生态环境、提升自然资源利用效率、减少不可再生资源消耗、建立安全舒适公路环境为目标,建立绿色公路节能减排技术评估体系框架,从科技创新、经济成本、安全智慧、绿色节能、适宜性、服务管理等6个方面开展评价。该体系包括6个一级指标、18个二级指标,评分标准分为三个等级,见表1。

2 基于熵值法的评价模型

  2.1 专家调查

  作者采用使用较为广泛的李克特量表(Likert Scale)五级法进行打分,答卷人需要对问卷中描述的问题阐明自己的态度,从“非常不同意”到“非常同意”得分依次为1~5分[9]。

  2.2 归一化处理

  在使用熵权法计算之前,首先应对数据进行归一化处理,将指标属性值对计算结果的影响降到最低,最终可以确定指标的权重,为熵值计算奠定基础。

  2.3 熵值计算

  通过熵值计算公式

  式中,Hj为第j个指标的熵值;k为波尔兹曼常数,K=1/lnm且k>0。得出相应的指标的熵值。

  2.4 计算偏差

  偏差根据影响因素对服务创新的影响大小程度进行计算,因素j对服务创新的影响越小,则打分越接近无序状态,计算结果H越大,那么偏差度应越小。偏差度通过如下公式计算:

  2.5 计算权重

  评价指标体系中的权重,一般是代表影响程度大小,该指标对上级指标的影响。公式中,评价指标j的权重计算公式为:

  得出指标权重如表3。

3 结语

  本文首先建立了绿色公路“四新技术”适宜性评价标准,体系分为科技创新、经济成本、品质智慧、绿色节能、适宜性、服务管理等6个方面开展评价,18个二级指标,并给出三级的评分标准。采用熵值法确定各指标的权重,科技创新权重为0.24,绿色节能权重为0.22,安全智慧权重为0.20,适宜性权重为0.14,经济成本权重为0.12,管理体制权重为0.07。为公路交通建设者和管理者在“四新技术”选用过程中提供参考。

参考文献

  [1] NILASHI M,ZAKARIA R,IBRAHIM O,et al. A knowledge-based expert system for assessing the performance level of green buildings[J]. Knowledge-Based Systems,2015(86)(Sep.):194-209.

  [2]CHANG C Q,ZOU Y F. Evaluation on the Suitability of Land Used for Engineering Construction in Mining Subsidence Area[J]. Applied Mechanics&Materials,2013,295-298:3010-3014.

  [3]严静,龙惟定.关于绿色建筑评估体系中权重系统的研究[J].建筑科学,2009(25):16-9.

  [4]李聪,陈健,杨建池.基于正负理想点的评估指标权重选取方法[J].兵工自动化,2015(9):22-5.

  [5]苏为华.多指标综合评价理论与方法问题研究[D].厦门:厦门大学,2000.

  [6] 邓非凡.基于遥感和GIS的浅层地下水信息技术研究[D].南京:解放军理工大学,2016.

  [7]张正一,王朝辉,张廉,等.中国绿色公路建设与评估技术[J].长安大学学报(自然科学版),2018.

  [8]王新崎,张廉,王朝辉,等.绿色公路评估指标体系研究[J].筑路机械与施工机械化,2016(11):34-38.

  [9]韩丽娟,李保成.基于熵值法的智慧公路综合服务应用评价体系研究[J].青海交通科技,2018(6):5-7,25.

作者:彭顺显 单位:贵州省公路局项目管理处

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