李华庆

安徽省驷马山引江工程管理处，安徽 马鞍山 238251

0 引言

公路在国家交通系统中扮演着重要的角色，但随着公路数量的增长、范围的扩大、纵深的加强，公路建设给各地的生态保护造成了极大困扰。诸多生态破坏因素的集合为公路建设带来了较大的安全隐患，导致各类风险产生，严重影响了公路建设的施工进度，因此，准确把握公路工程环境风险对整个行业领域的稳定协调发展至关重要。国务院于2018 年3 月正式成立了自然资源部和生态环境部，表明了国家在生态环境监控和管理方面的决心。因此，聚焦公路工程环境风险评价意义重大。

现阶段，环境风险的研究也成为国内学术界众多学者关注的焦点。佟馨等［1］引入嫡权法与物元可拓理论，建立了熵权物元可拓评价模型，从自然环境、通航条件、交通环境三大方面对对长江内河航道的航行风险进行评价。刘惠见等［2］采用土柱模拟试验并进行相关性分析及聚类分析，对滇池流域不同利用方式下红壤磷素渗漏环境风险进行评价，得出土地不同利用方式下红壤磷素渗漏环境风险的大小。郭珊珊等［3］以四川省为例，利用ArcGIS 对耕地承载力现状进行风险评价，研究表明现阶段畜禽粪便的产生己对四川省环境产生威胁。陈朗等［4］通引入模型偏差率（MDR）、毒性相似度及毒力单元（TU）等概念，介绍混配制剂风险评估流程，为建立我国农药混配制剂的环境风险评估方法体系提供参考。邵金秋等［5］以河北省石家庄市典型历史污灌区农田为研究对象，对污灌区内土壤和小麦、玉米植株内Cd 的含量进行分析，评价污灌区农田Cd 污染程度、潜在生态风险和潜在环境风险。黄卫清等［6］在构建杭州市“灰霾天气--机动车尾气过量排放”的故障树的基础上，分析关键风险因子对顶上事件“灰霾天气--机动车尾气讨量徘放”的贡献和影响程度，全面评价机动车尾气大气环境风险。乔治等［7］在构建城市热环境时空过程MARKOV-CA 预测模型的基础上，建立了城市热环境风险评判规则，并对城市热环境风险时空格局特征进行分析，为防范城市热岛效应提供了理论和技术支撑。

梳理文献可知环境风险评价的研究已日趋成熟，但对公路工程的环境风险评价却鲜有学者涉足。究其原因，发现公路工程不仅建设内容复杂，而且线路选址常会穿越沙漠、山丘等地方，建设地点特殊，环境风险难以识别及定量分析。近年来，网络分析法被国内外众多学者用于研究指标之间的复杂关系，它利用专家知识，解决了无法定量评估指标的难题。而专家在评判指标对象时存在模糊现象，二元语义评语集利用语义短语进行评价的特点，满足了专家评判指标的模糊需要，使评判结果更加真实、合理。因此，本文提出了改进的二元语义网络分析法环境风险评估体系，为公路工程环境风险提供了一套完整的评估思路。

1 环境风险评价指标体系构建

我国对于环境的监管措施较为完善，具有系统的环境保护法律体系，受此启发，本文将通过梳理相关环境法律条文，总结法律中对相关环境风险的规定，结合公路工程的建设实际，确定公路工程环境风险评价指标体系。

环境管理体系 要求及使用指南（GBT24001-2016（ISO14001-2015）中将环境因素分为：大气、水、土壤等8 个方面，本文根据指南中对环境风险因素的划分，结合公路工程实际，建立公路工程环境风险一级指标体系：（1）大气环境风险（2）水环境风险（3）土壤环境风险（4）固体废弃物风险（5）原材料及自然资源损耗（6）能源损耗（7）能量释放风险。

1.1 大气环境风险（C1）

《中华人民共和国大气污染防治法》对大气环境污染物进行了列举和详细说明。笔者根据《中华人民共和国大气污染防治法》中相关规定，结合公路工程建设全过程可能涉及到的环境风险因素，将大气环境风险划分为①尾气污染（C11）②挥发性有机物释放（C12）③扬尘污染（C13）3 个二级指标。

1.2 水环境风险（C2）

《中华人民共和国水污染防治法》中罗列了水环境风险为生活污水、热废水、工业污水等，据此，本文将水环境风险二级指标分为：①油类污染（C21）②施工废水排放（C22）③生活污水排放（C23）。

1.3 土壤环境风险（C3）

《中华人民共和国环境保护法》将地面沉降以及水土流失等作为土壤保护的主要工作。笔者通过调研公路施工现场土壤环境，确定土壤环境风险二级指标分为：①水土流失（C31）②土壤污染（C32）③地面沉降（C33）3 类。

1.4 固体废弃物风险（C4）

《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》将固体废弃物分为工业固体废物、生活垃圾、危险废物三大类。工业固体废弃物对于公路工程而言特指建筑垃圾，除建筑垃圾外，工程渣土是建设过程中产生的可回收利用的固体废弃物。公路工程建设过程中会产生一定的生活垃圾，但无危险丢弃物；故笔者将固体废弃物二级指标分为：①建筑垃圾（C41）②生活垃圾（C42）。

1.5 原材料及自然资源损耗（C5）

将二级指标划分为①原材料损耗（C51）②自然资源损耗（C52）。

1.6 能源损耗（C6）

公路工程能源消耗主要涉及燃油和电能消耗，故燃油耗电（C61）定为能源损耗二级指标。

1.7 能量释放风险（C7）

环境管理体系 要求及使用指南（GBT24001-2016（ISO14001-2015））中将热能、辐射、振动、噪声和光能归为能量释放，本文考虑公路工程建设能量释放的种类，将①噪声污染（C71）作为二级指标。

根据以上分析，构建公路工程环境风险指标体系：

图1 公路工程环境风险指标体系

2 环境风险因素评价的理论基础

2.1 二元语义法

二元语义法可以有效避免评价信息失真，增加计算精度。考虑这一优势，笔者将二元语义法引入到公路工程环境风险因素的评价中。

二元语义采用二元组（si，ai）来表示语言评价信息，其中si为语言评价集S=（s1，s2，s3…sT）中第i 个语言短语，ai称为符号转移植，ai∈［-0.5，0.5］，表示由计算得到的语言信息（si，ai）与语言评价集S 中最接近元素（si，0）之间的偏差。

定义1［8］：若si∈S 是一个语言短语，相应的二元语义形式可以通过函数θ 得到：

θ：S →S×［-5，0.5）

θ（Si）=（Si，0），si∈S （1）

定义2［8］：设实数β ∈［1，T］是语言评价集S 经某种运算得到的实数，其中T 为语言评价集S 中的元素个数，β 可由函数Δ 表示二元语义信息：

Δ：［1，T］→S×［-5，0.5）

式众round（.）为四舍五入的取整算子。反之，存在一个逆函数Δ-1可将二元语义转换为实数β：

Δ-1=S×［-5，0.5）→［1，T］

Δ-1（si，ai）=i+ai=β （3）

定义3［9］：设（sx，ax）、（sy，ay）为两个随机的二元语义变量，则两者之间存在以下比较规则：

（1）当x＜y 时，若x+1=y，ax=-ay=0.5，则（sx，ax）=（sy，ay），否则，（sx，ax）＜（sy，ay）。

（2）当x=y 时，若ax=ay，则（sx，ax）=（sy，ay），若ax＜ay，则（sx，ax）＜（sy，ay），若ax＞ay，则（sx，ax）＞（sy，ay）。

定义4［9］：设为一组集成的二元语义，每一个二元语义具有一定的权重，设二元语义集权重集为W=（w1，w2，w3…wn），则二元语义加权平均算子为：

2.2 网络分析法

网络分析法克服了评价对象之间完全独立的弊端，在确定相对权重时将对象之间可能存在的相互作用关系考虑进去，增加了决策的真实度和合理性，使决策更加贴近实际，更具指导意义。网络分析法在解决问题时，借助超级决策软件（Super Decision，SD），可以提高计算效率和准确度。

2.3 改进的二元语义网络分析法

设P={p1，p2，p3…pn}为决策目标集合，n 为决策目标个数。E={e1，e2，e3…er}为决策群体，r 表示决策者人数。设各决策者的所占权重G={g1，g2，g3…gr}，且；S={s0，s1，s2…sT}为语言评价集，Sijr 为决策者er从语言评价集选择的合适的因素对评价对象pi相对于pj重要性程度的描述，所有决策者对决策目标的语言决策矩阵sr可表示为：

根据定义1，将公式（1）运用于sr中，得到转换成二元语义形式的判断矩阵

定义5［10］：对于二元语义判断矩阵B=［（sij，0）］n×n，定义U=（uij）n×n为二元语义判断矩阵的过渡矩阵，其中，

公式（5）中，（T+1）是集合S 中的元素个数。

定理1［11］：对于二元语义判断矩阵B=［（sij，0）］n×n，对i，j，当bij＞bji时，则uij＞uji，uij，uji是过渡矩阵U=（uij）n×n中的元素。

由定理1 可知，过渡矩阵U 和二元语义判断矩阵B 指标权重系数相同，因此过渡矩阵替代判断矩阵具有可行性。

定理2：二元语义判断矩阵B 的过渡矩阵U 是模糊互补矩阵。

证明：证明U 是模糊互补矩阵，只需证明uij+uji=1，uii=0.5。

1）证明uij+uji=1

判断矩阵B 中的元素满足bij

r=（su，0），bjir=（sT-u，0），由公式（3）可知：

Δ-1（su，0）=u+0，Δ-1（sT-u，0）=T-u

由公式（5）可知，

2）证明uii=0.5

2.4 模糊互补矩阵与一致判断矩阵的关系

定理3［11］：设A=（aij）n×n是［1/M，M］标度的一致判断矩阵，令uij=0.5（logMaij+1），则U=（uij）n×n为模糊互补矩阵。反之，若U=（uij）n×n为模糊互补矩阵，令aij=M（2uij-1），则A=（aij）n×n为［1/M，M］标度的一致判断矩阵。

3 公路工程环境风险因素评价流程

步骤1：构建语言评价集。构建公路工程环境风险定性描述的语言集合，作为风险评价的语义标准。

步骤2：建立语言决策矩阵。专家对各元素进行互相比较，并从语言评价集中选取合适的语义进行描述，专家描述结果最终形成相对模糊的语言决策矩阵。

步骤3：建立二元语义形式判断矩阵。利用公式（1）可完成转换，本文假设所有专家具有相同的信度，其所占权重为，即，则结合公式（4）得到综合二元语义矩阵H=（hij）n×n：

步骤4：根据公式（5）将综合二元语义矩阵H=（hij）n×n转化为模糊互补矩阵。

步骤5：构建一致判断矩阵。运用定理3 公式转换得到一致判断矩阵。

步骤6：应用网络分析法计算各指标权重。借助超级决策软件（Super Decision，SD）算法，实现公路工程环境风险各指标权重的计算。

4 结语

综上所述，通过法律条文梳理，结合公路工程实际，从大气环境、水环境、土壤环境、固体废弃物、原材料及自然资源、能源消耗、能量释放七个方面构建了公路工程环境风险评价指标体系。并综合二元语义和网络分析法优势，提出改进的二元语义网络分析法，为公路工程环境风险评价提供了一套完整的思路。