郭勇

摘要：隧道能耗作为高速公路运营期能耗的主要环节，本文以隧道照明能耗、通风能耗、节能技术和隧道运营管理四个方面建立了隧道节能绩效评价体系，运用突变级数法对指标进行耦合运算，形成了隧道节能绩效评价模型，减少了运用其他分析方法得分主观性，使得评级模型更加科学。

关键词：突变理论；隧道；节能；绩效评价

引言：近年来，我国高速公路建设突飞猛进，截至2012年底全国高速公路通车里程已突破9.6万km，高速公路运营过程中能源消耗也成为主要关注问题，其中隧道运营能耗是其中主要能耗环节，以终南山隧道为例，单洞长18.02km，双洞共长36.04km，每个月的照明电费就达100多万元，耗能巨大已成为隧道运营的关键问题，隧道运营能耗主要体现在隧道照明和通风过程耗电，然而针对高速公路隧道节能效果相关绩效评价较少，因此，针对隧道耗能构建一套科学、合理、适用的节能绩效评价模型，对于隧道运营单位而言，可以帮助其发现自身节能管理中存在的不足，根据绩效评价修正目标并提出改进措施，制定出科学的节能管理方案和管理[1]。

1隧道节能绩效评价指标体系的构建

隧道作为高速公路运营的主要环能单元，隧道如果要实现节能的目标，一方面要通过改造隧道内照明和通风设备节能效率，另一方面可通过系统管理降低隧道运营能耗[2]。

1.1指标选取原则

（1）科学性和综合性原则

评价指标要能反应隧道耗能的特征，表述要准确清楚，指标应科学规范，保证同一指标在不同隧道反应的是同一客观事实，并具有可验证性，隧道耗能的指标繁多，在选择时要避免重复选择，在保证指标体系全面性和系统性的前提下，应尽量选取最少的指标来最大程度地反映隧道节能效果，注重指标体系结构的最优化。

（2）可操作性与可比性原则

可操作性包括指标信息获取的可操作和综合指标值计算的可操作，指标可通过监测和统计获得，也可通过相关计算获取；在对各个子指标进行集成构建综合评价模型时，应充分考虑方法的可操作性，在保证目标的前提下，尽量选择简单易用的方法。可比性包括同一对象不同时期的纵向可比性和不同对象同一时期的横向可比性。横向比较可以反映隧道在同一高速公路中的节能水平，找到节能效果的提升方向；纵向比较可以反映隧道节能是在改善或是在恶化，确定隧道管理部门在统计期内投入的环保资金、出台的环保制度、采取的环保措施等是否达到了应有的效果。為了保证评价结果的横向可比性，在构建评价指标体系时要充分考虑到不同地区、不同规模隧道之间存在的诸多客观差异，尽量选取相对定量指标进行评价。为了保证评价结果的纵向可比性，指标选取要充分考虑其统计的连续性，尽量选择长远时间段内一直存在的共性指标[3]。

（3）成本效益原则

在指标的收集和选取过程中要充分考虑成本和效益因素。如果选择的指标量过少，评价结果片面，达不到绩效评价的目的；如果选择的指标过多，需要花费大量的人力物力进行信息收集和统计，评价成本过高，会散失评价的积极性，并且，如果评价成本甚至高于企业从节能减排效果评价中获得的效益，那么评价本身也就没有了意义。

1.2指标体系的确定

表1 隧道节能绩效评价体系

一级指标 二级指标 三级指标 计算方法 指标说明

隧道节能绩效评价 隧道通风能源消耗 通风总耗能 以实际调查数据为准 逆向指标，指指标值越低越好

单位长度通风耗能 隧道通风总耗能/隧道总长度 逆向指标

通风设备数量 以实际调查数据为准 适度指标

隧道照明能源消耗 照明总耗能 以实际调查数据为准 逆向指标

单位长度照明耗能 隧道照明总耗能/隧道总长度 逆向指标

单位长度照明灯具数量 隧道照明灯具总数/隧道总长度 适度指标

节能技术 LED节能灯利用率 隧道照明LED灯数量/隧道总照明灯具数 正向指标

单位长度LED节能灯数量 以实际调查数据为准 正向指标

节能通风设备利用率 隧道节能通风设备数/隧道总通风设备数 正向指标

隧道墙面节能材料利用率 隧道墙面节能材料面积/隧道墙面总面积 正向指标

隧道运营节能管理 建立节能减排考核体系 按实际情况赋值，是，赋值1，否则赋值0 定性指标

节能减排知识宣传培训

提高隧道运营管理集约化

建立奖惩制度

2隧道节能绩效评价模型构建

2.1突变级数法评价原理

突变级数法是一种对评价目标进行多层次矛盾分解，然后利用突变理论与模糊数学相结合产生突变模糊隶属函数，再由归一公式进行综合量化运算，最后归一为一个参数，即求出总的隶属函数，从而对评价目标进行排序分析的一种综合评价方法。该方法的主要特点是没有对指标采用权重，只考虑各评价指标的相对重要性，从而减少了人为赋予指标权重的主观性对评价结果造成的影响，其计算简易准确，目前已广泛运用于多个领域。运用突变级数法进行绩效评价，首先要根据评价目的对评价总指标进行多层次分解，并对各指标按相对重要程度进行排序，相对重要的排在前面，建立倒立树状目标层次结构，然后按照下级指标数目确定突变评价指标体系的突变系统类型，根据突变系统的分叉方程导出其归一公式。最后，利用归一化公式进行综合评价，各个子指标值可按3种不同的评价准则进行耦合：当系统的各个控制变量之间其作用不能互相替代，按“大中取小”原则取值；当系统的各个控制变量之间可以互相弥补其不足，按其均值取用；或是规定各个控制变量须达到某一阈值后互补。初等的突变理论共有7个基本模型，其中最常用的是：尖点突变系统、燕尾突变系统和蝴蝶突变系统。

2.2隧道节能绩效评价模型

根据上文所构建的隧道节能绩效评价指标体，隧道通风能源消耗和隧道照明能源消耗下均有3个控制变量，按照突变理论，3个控制变量的集成为燕尾突变系统模型。同理，节能技术和隧道运营节能管理的评价均为蝴蝶突变系统模型，最后，4个二级指标向评价目标的集成为蝴蝶突变系统模型。各个指标之间存在互补关系，根据突变级数法综合评价法则，各指标耦合时应取其均值计算来综合值[4-5]。

以X表示隧道节能绩效值，4个二级指标：隧道通风能源消耗、隧道照明能源消耗、节能技术和隧道运营节能管理指标分别表示为XA、XB、XC、XD，14个三级指标按表1的顺序，依次表示为：XA1、XA2、XA3，XB1、XB2、XB3，XC1、XC2、XC3、XC4，XD1、XD2、XD3、XD4。按照突变级数法综合评价互补取均值的原则，最终，隧道节能绩效评价突变模型如表2所示。

表2 隧道节能绩效评价突变模型

评价指标 突变系统模型

隧道通风能源消耗（ ）

隧道照明能源消耗（ ）

节能技术（ ）

隧道运营管理（ ）

X

结论：隧道高速公路建设的发展，隧道耗能问题已成为影响高速公路运营期节能的关键问题，对于隧道节能评价指标体系的研究已成为热点，本文以隧道通风能源消耗、隧道照明能源消耗、节能技术和隧道运营管理四个方面选取了14个指标构建了高速公路隧道节能绩效评价体系，定性与定量相结合，并运用突变级数法对各层次指标进行耦合运算，提高了隧道节能绩效评价的科学性，本研究可为高速公路管理部门节能减排管理提供技术依据。

参考文献

[1]王少飞. 论公路隧道运营管理[J]. 现代隧道技术， 2010（S）：45-50.

[2]张生瑞，马壮林. 高速公路隧道交通环境评价指标体系[J]. 长安大学学报（自然科学版），2006（2）：77-80.