改進(jìn)群組AHP-FCE法對路域的生態(tài)環(huán)境影響評價研究

朱濤 盧旺林 張丹 張瑞 劉文娟 田俊良 周敏 李輝

摘要：為了全面準(zhǔn)確的評價公路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響程度，基于高速公路建設(shè)特點，從社會環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、聲環(huán)境、地表水環(huán)境、隧道對地下水環(huán)境影響及環(huán)境空氣六方面構(gòu)建評價指標(biāo)體系，結(jié)合改進(jìn)的群組AHP法，構(gòu)建了改進(jìn)的群組AHP-FCE相結(jié)合的評價模型，對河南省欒川至盧氏高速公路進(jìn)行生態(tài)影響評價。結(jié)果表明，指標(biāo)權(quán)重的比例分配更為合理客觀，凸顯了社會環(huán)境因素在評價中的作用，改進(jìn)模型的評價結(jié)果更符合生態(tài)環(huán)境實際情況相符，表明該方法應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境評價方面具有較好的適用性和推廣價值。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境影響評價;公路建設(shè);層次分析法（AHP）;改進(jìn)的群組AHP;模糊綜合評判法（FCE）

中圖分類號：X826 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-000-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.003

Abstract：In order to comprehensively and accurately evaluate the impact of highway construction on the ecological environment， and based on the characteristics of highway construction， the evaluation index system is constructed from six aspects： social， ecological， acoustic， surface water， tunnel impact on groundwater and air environment.Combined with the improved group AHP method， an improved evaluation model of group AHP-FCE was constructed to evaluate the ecological impact of the Luanchuan to Lushi section of Henan Province.The results show that the proportion distribution of index weights is more reasonable and objective，highlighting the role of social environmental factors in the assessment.The evaluation results of the improved model are more consistent with the actual situation of the ecological environment， which indicated that the model had good applicability and promotion value for ecological environment assessment.

Key words：Ecological environment impact assessment;Highway construction;Analytic hierarchy process （AHP）;Improved group AHP method;Fuzzy comprehensive evaluation method （FCE）

高速公路以其快捷、方便、覆蓋面廣等特點已成為現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系的重要組成部分[1]，一定程度上標(biāo)志著一個國家或地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。然而高速公路在帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的同時，也帶來了如水土流失、生物多樣性減少[2-4]等環(huán)境問題。如何實現(xiàn)高速公路建設(shè)的發(fā)展與社會、自然環(huán)境和諧發(fā)展相統(tǒng)一，開展高速公路生態(tài)環(huán)境評價就顯得尤為重要。

公路建設(shè)環(huán)境影響評價常用的評價方法有德爾菲法、數(shù)理統(tǒng)計法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、模糊綜合評判法等等[5-10]。近年來，方法的改進(jìn)和實證研究報道不斷增多，如DAEF法、AHP-FCE法、AHP-灰色系統(tǒng)法等[11-14]。然而，無論哪類方法，權(quán)重受專家的主觀判斷、選擇偏好等影響，很難做到準(zhǔn)確客觀[15]。夏萍[16]對專家權(quán)重的確定方法曾做過探索，并將其用于醫(yī)療保險業(yè)務(wù)評價的權(quán)重確定，既尊重了個體判斷的結(jié)果及其準(zhǔn)確性程度，又重視群體綜合意見?？梢姡浞职l(fā)揮群組AHP法確定專家權(quán)重的優(yōu)勢、注重評價方法的優(yōu)勢互補(bǔ)，對于復(fù)雜系統(tǒng)的評價具有積極意義?；诖?，本文建立了基于社會、生態(tài)與自然要素下全面的指標(biāo)體系與改進(jìn)的群組AHP-FCE相結(jié)合的模型。對河南省欒川至盧氏高速公路建設(shè)的生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行評價，驗證了改進(jìn)方法的優(yōu)越性及準(zhǔn)確客觀性。

1 方法

1.1 評價體系構(gòu)建

高速公路建設(shè)的環(huán)境影響評價具有多目標(biāo)和多層次性，根據(jù)河南省欒川至盧氏高速公路建設(shè)期的特點，指標(biāo)選取的原則，綜合前人研究成果相及關(guān)領(lǐng)域?qū)＜乙庖奫17-19]，構(gòu)建本高速公路建設(shè)期環(huán)境影響評價的指標(biāo)體系，包括社會環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、聲環(huán)境、地表水環(huán)境、隧道對地下水環(huán)境影響及環(huán)境空氣6個一級指標(biāo)，21個二級指標(biāo)，建立了該項目的環(huán)境影響評價指標(biāo)體系（圖1）。

1.2 改進(jìn)的群組AHP法確定權(quán)重

新權(quán)重的確定[16]是基于傳統(tǒng)AHP法確定權(quán)重的基礎(chǔ)上，首先建立遞階式層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造判斷矩陣、計算判斷矩陣、進(jìn)行一致性檢驗，通過以上步驟，得到每一位專家對指標(biāo)給出的權(quán)重系數(shù)及其一致性檢驗，將不能用于分析的剔除;其次將個體判斷矩陣特征值的變化信息用于反映每位專家對綜合排序向量影響程度的變化，即可據(jù)此計算每位專家的權(quán)重。把通過一致性檢驗的n位專家的個體排序向量看作待識別的樣品，通過對其進(jìn)行聚類分析，本研究用SPSS軟件對通過一致性檢驗的10位專家進(jìn)行系統(tǒng)聚類;最后將專家構(gòu)造的判斷矩陣的一致性程度與各類別的類容量所表達(dá)的信息大小結(jié)合起來確定專家的綜合權(quán)重，根據(jù)公式（1）求得新權(quán)重Wj。

2 結(jié)果與討論

2.1 研究區(qū)概況

欒川至盧氏高速公路路線全長75.327km，路線總體走向為由東向西，東起欒川縣洛欒高速公路，西止于盧氏縣三淅高速公路，全線位于欒川縣和盧氏縣境內(nèi)。全線設(shè)特大橋8座共11260.5m、大橋33座共11901.67m、中橋4座共212.88m、互通式立交7座、隧道24座、匝道收費站5處、服務(wù)區(qū)2處、養(yǎng)護(hù)工區(qū)2處、監(jiān)控分中心1處、應(yīng)急救援中心1處、隧道監(jiān)控所2處;建設(shè)互通立交連接線4條，總長5.604km。

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

本文借助yaahp層次分析軟件構(gòu)造評價指標(biāo)模型，計算得到每一位專家對一級指標(biāo)給出的權(quán)重系數(shù)及其一致性檢驗。選取15位專家中有1位專家構(gòu)建的判斷矩陣不能用于分析，另外4位專家構(gòu)造判斷矩陣的一致性檢驗不合格（CR>0.1），不能使用，已經(jīng)將其在表1中篩除。把一致性檢驗合格的10位專家同一指標(biāo)進(jìn)行算術(shù)平均，得出代表專家全體集中意見的傳統(tǒng)綜合權(quán)重，W'1= 0.2365，W'2= 0.2449，W'3= 0.0623，W'4= 0.1552，W'5= 0.1770，W'6= 0.1240。

基于上文中計算出來的10位專家的傳統(tǒng)一級指標(biāo)權(quán)重通過SPSS軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類，如圖2，結(jié)果顯示，以距離為16時聚類成4個類別：第一類有5位專家，編號分別為5，7，10，2，6;第二類有1位專家，編號分別為4;第三類有3位專家，編號為3，9，1;第4類有1位專家，編號為8。結(jié)合分類的結(jié)果計算了專家權(quán)重，再根據(jù)公式（1）進(jìn)一步計算改進(jìn)的權(quán)重，改進(jìn)的權(quán)重見表2。

2.3 高速公路建設(shè)期對環(huán)境影響的模糊綜合評判

本文根據(jù)高速公路建設(shè)對環(huán)境影響的復(fù)雜，多變的特征，選取模糊綜合評價法對河南省欒川至盧氏高速公路建設(shè)期的生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行量化綜合評價。首先，建立因素集，A=（A1，A2，A3，A4，A5，A6），其中，A1=（A11，A12，A13，A14），A2=（A21，A22，A23，A24），A3=（A31，A32），A4=（A41，A42，A43，A44，A45），A5=（A51，A52，A53，A54，A55），A6=（A61，A62）。其次將高速公路建設(shè)對環(huán)境的影響分為5個級別，即V=（ V1，V2，V3，V4，V5），并對每個評語賦予一個數(shù)值，以便將定性評價轉(zhuǎn)變成定量評價，即V1=0.2，V2=0.4，V3=0.6，V4=0.8，V5=1.0。其中V1代表極小影響、V2代表較小影響、V3表示一般影響、V4代表較大影響、V5代表極大影響。最后，按照指標(biāo)無量綱化值及隸屬函數(shù)計算得到最終模糊矩陣：

將改進(jìn)的群組AHP法獲得的權(quán)重集與模糊矩陣按照公式（2），計算可得，A= （0.2341， 0.3475， 0.2641， 0.1275， 0.0268）。根據(jù)最大隸屬度原則，計算結(jié)果為0.3475∈[0.2， 0.4]，則二級綜合評估等級為“較小影響”，這與公路建設(shè)環(huán)境影響的實際情況是相符的，表明運(yùn)用改進(jìn)的群組AHP-FCE法對公路建設(shè)期環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行的影響評估是可行的。

3 結(jié)論

用構(gòu)建的改進(jìn)的群組AHP-FCE法，對欒川至盧氏段高速公路建設(shè)期進(jìn)行了評價，主要結(jié)論如下：（1）首次系統(tǒng)從社會環(huán)境、生態(tài)環(huán)境及自然環(huán)境三方面構(gòu)建了6個一級指標(biāo)，21個二級指標(biāo)的評價指標(biāo)體系，較全面的展現(xiàn)了高速公路建設(shè)項目所產(chǎn)生的影響，豐富了高速公路建設(shè)的評價指標(biāo)體系。（2）提出了改進(jìn)的群組AHP-FCE法，并建立了二級評估模型。將此模型首次用于公路建設(shè)環(huán)境影響的評估，評價結(jié)果為較小影響，評價結(jié)果更逼近選取段高速公路建設(shè)環(huán)境的實際情況，表明該方法應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境方面具有較好的適用性和推廣應(yīng)用價值。

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收稿日期：2020-01-15

基金項目：河南省交通運(yùn)輸廳科技項目（2017J4-1）

作者簡介：朱濤（1986-），男，碩士學(xué)歷，高級工程師，研究方向為交通環(huán)境保護(hù)。