沿海地区公路路线方案优选研究——以A项目为例

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论文字数:35966 论文编号:sb2022061011454348246 日期:2022-06-20 来源:硕博论文网

本文是一篇工程管理论文,本文结合沿海地区公路项目 A 的建设特点,考虑经济、技术、环境、社会及风险等 5 个一级指标,通过专家调研法筛选出工程建安费、征地拆迁费、软基路段长度、改变地形地貌、周边城镇经济发展带动作用等 24 个二级指标,构建沿海地区公路选线方案评价指标体系,避免了方案决策中指标选取的主观性与片面性。
第 1 章   绪论
1.1  研究背景
中国地域幅员辽阔,自然资源遍布全国,人口也分布广泛,这样的空间阻隔对国家及经济的整体性和连续性形成了一定的障碍,因此交通基础设施是连接各地区,促进地区经济发展及维系经济运行不可或缺的一部分。沿海地区经济发达,自然资源丰富,港口及对外贸易的蓬勃发展给予沿海地区强大的经济活力及对外交流机会,吸引投资能力强。而且沿海地区地势平坦,多为平原地区,有利于交通基础设施建设,在其地理及经济发展特点下,交通运输需求大,发展意愿强。
公路运输具有建设周期短、运输方式灵活、投资相对较低、易克服地形地貌影响等特点,是突破地区阻隔,交流互通各地区人口及资源的重要载体。公路的建设能够在更广阔的空间中对资源进行优化合理配置,为我国社会、经济的发展在深度和广度上提供助益,具有在我国社会主义经济建设中无可替代的地位,且长期持续。

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“十三五”期间,经过交通人不懈努力,我国铁路、公路、水路等组成的综合交通运输体系日趋完善,基本满足当前社会发展的需要。我国汽车保有量也随经济发展逐年增加,且呈加速增长的态势,而且享受更加安全、便捷、高效、绿色、经济的交通运输服务是人民的迫切需求。这对公路交通的服务提出了更新、更高的要求,也是公路交通新的考验。
为满足建设单位以有限的投资实现公路项目功能性最大化及可持续发展的建设要求,作为项目全生命周期中的先期工作,公路路线设计的指导作用就显得尤为重要。为实现公路高质量的交通运输能力,实现低投资高收益的建设目标,在路线方案选取上更是需要综合各方因素的影响从而做出合理的决策。不同的路线方案,不仅在工程实施难度与工程总投资上存在很大差异,而且项目落地后对沿线城镇经济、环境、社会等各方面带来的影响也不尽相同,因此公路路线方案的决策是否科学合理在很大程度上影响区域交通运输质量与效益。
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1.2  研究目的及意义
公路路线走向对建成后的公路服务水平和质量,沿线自然生态环境和人文环境,沿线村镇的经济社会发展与远期规划都有深远影响。随着公路行业飞速发展,其对经济环境、社会环境以及周边居民生活环境的影响也逐渐具有多面性。既包括了公路对经济发展的刺激、工农业发展改革、产业结构调整等积极的经济作用,也包括了占用耕地、房屋拆迁、施工临时围护带来的经济纠纷、生活不便利等社会问题。同时施工期及完工后的空气污染、水污染、噪声、振动等生活环境问题也需要引起重视。
建设目标的提高就要求我们进行科学合理的方案优选。在路线方案选择上既要确保方案在技术上的可行性,也要考虑在经济投资方面的合理性,还要统筹对水资源、土地资源等自然生态资源的影响因素,如森林、植被、山体、湖泊、海域的保护等。应做到具体项目具体分析,在区域交通结构的基础上结合当地社会经济特点的同时,考虑自然地域特征兼顾城市发展规划等实际因素。通过科学合理的多目标决策方法,选择出不仅对区域经济社会发展促进作用最高,交通运输结构改善效果最佳,且对沿线生态负面作用最小的最优路线方案,即综合效益最高的方案。
公路项目的综合效益是与其建设方案息息相关的,路线方案作为最主要的建设方案之一,对综合效益影响程度巨大。本文在前人研究基础上,运用层次分析法和模糊综合评价法相结合的方法,以位于浙江东部沿海地区的 A 项目线路方案优选为工程实例,综合考虑经济、技术、环境、社会等因素,建立较为全面的优选评价指标体系,解决沿海地区公路路线优选的问题,为类似项目提供决策方法与理论借鉴。
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第 2 章   沿海地区公路选线策略与影响因素
2.1  公路选线简介
2.1.1  概念界定
以公路的规划走向为基础,统筹考虑经济、技术、社会、环境、政治等因素,经设计单位提出并由多方磋商探讨形成的路线方案叫做公路路线选线。为制定出符合交通运输功能需求且兼顾综合效益的路线方案,公路选线的基本方法是首先根据规划要求及交通量预测结果确定其道路等级、功能定位,考虑沿线政治经济层面的控制因素及工程技术层面的控制要点,结合沿线城镇的发展需要,将各个控制点用不同的线形进行串联,在规划走廊带中确定路线走向。
2.1.2  发展历程
公路选线经历了三个阶段的发展,早期的设计人员多采用人工踏勘现场定线,得益于航拍技术及遥感测绘技术的发展,借助遥测地形图进行定线也逐步被设计人员所采用,目前人工智能等计算机技术的飞速发展使得选线技术又有了新的突破,依靠计算机智能运算的定线系统也逐渐开发成功。
1)传统选线。根据测量团队提供的工程现场地形图,依靠设计人员通过专业知识及经验进行定线,该方法的优点是测量数据精确可靠,由此判断出的路线方案也相对可靠。但缺点也同样明显,由于地形图修测补测工作工程量大,耗费时间长,导致定线周期较长且经常会因为天气原因拖延测量进度导致定线工作难以推进。
2)借助航拍技术的航测选线。应用航拍影像、遥感成像技术对现状地形地貌进行测绘,根据航拍影像图或其他测绘成果进行公路选线,这种方法的外业工作由设备及计算机联合完成,外业工作量少,节约时间的同时对周边地区相关情况的把握更为全面,能有效提高选线效率,并使质量得到提升。
3)借助计算机技术的自动化选线。主要是利用航拍等技术建立数字地形模型,利用 BIM 设计软件将相关标准录入系统,在公路项目具体要求及参数输入后,通过软件模拟计算等方式,得出大致的路线走向,再由设计人员进行优化处理得出最终线位。这种方法适用于选线初期阶段,用计算机代替人力进行路线的初选工作,有助于提高选线工作的效率与全面性。
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2.2  一般公路选线策略及原则
过去的公路是以工程技术标准为主要选线依据,重点是保证车辆行驶的安全性和工程造价的经济性。随着交通行业的不断发展,出行需求的不断提高,对公路项目的要求也逐步提高。人们不仅专注其方便车辆通行的基本功能与车辆行驶的安全性,对于驾驶员在行驶过程中的视觉感受及乘客舒适体验度的要求也越来越高,这就对公路本身与周边环境的协调性提出了新的要求。其基本原则如下:
1)定线前期应先研究区域路网规划,根据规划确定的大致线位走廊带,拟定多个路线备选方案,根据公路项目的功能定位及规划道路等级后,确定建设规模技术标准,再结合每个方案涉及的地形地质特征、技术难度、征拆规模,在初选方案基础上进行细化。公路工程相关规范对不同等级的公路要求不同,需要满足规范要求的前提下选择合理的技术参数,设计标准与公路等级的不匹配会造成工程投资的浪费,甚至产生安全隐患。因此合理选用技术指标,是选线初期需要明确的工作内容。
2)选线应注重自然保护区、文物古迹的保护。自然保护区主要作用是保护生物多样性,维持珍稀物种的自然生存环境,对维持生态平衡有着积极的作用;而文物古迹是人类历史文化的结晶,属于无价的物质文化遗产,如存在严重影响保护区域的方案,一般不予以采纳,若因特殊原因无法规避此类区域的,需要采取措施对沿线自然保护区或人文景观进行必要的保护,尽量做到公路与周边自然环境相协调,与沿线人文景观共存。
3)稀缺的土地资源使得选线时应该考虑对耕地的保护,减少对农作物的破坏,尤其是经济性高的作物。占用大片经济作物园区不仅会引起征地赔偿费用增加且影响当地农业经济发展。若应建设需要必须侵占的农田耕地应该根据相关的法律法规,做好复垦及还田工作[33]。
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第 3 章   沿海地区公路路线方案优选方法 .................................... 15
3.1  沿海地区公路路线方案的优选方法选择 ................................... 15
3.2  层次分析法构建指标体系 ........................... 16 
第 4 章   沿海地区 A 项目路线方案评价指标研究 ............................. 20
4.1  项目区域概况 ......................................... 20
4.1.1  项目地理位置 .......................................... 20
4.1.2  区域经济情况 ................................. 20
第 5 章   沿海地区 A 项目路线方案优选实证研究 .................................. 36
5.1  层次分析法确定指标权重 ........................... 36
5.1.1  目标层相对于准则层权重计算 ................................. 36
5.1.2  各准则层相对于指标层权重计算 ..................................... 38
第 5 章   沿海地区 A 项目路线方案优选实证研究
5.1  层次分析法确定指标权重
本文 4.5 节已经将 A 项目路线方案优选这个目标分解为五个准则层指标,然后根据指标间的关系进一步分解细化,结合专家组意见,建立起由目标层、准则层和指标层组成的 AHP 结构模型。本章节将首先运用 Delphi 法、层次分析法结合确定出各指标的权重,并用模糊综合评价法得出综合评估结果。
5.1.1  目标层相对于准则层权重计算
在层次结构模型构建完成后,需要深入对同一层次下指标的重要程度研究,本文采用了美国运筹学家 Saaty 教授的九标度法进行各指标重要性的两两对比。其判断尺度和定义如下表 5-1 所示(设前一因素为 A,后一因素为 B)。

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研究过程中进行专家调研座谈会,专家团队人员组成与前文专家团队大体一致,为评价结果能够反映行业行政主管部门意见,对专家团队人员进行调整。最终专家团队由 1 名公路项目前期办副主任,1 名公路建设主管部门工程科科长,1 名公路工程教授级高工,2 名规划设计院总工程师,2 名注册咨询工程师及 3 名咨询、设计单位资深高级工程师,共 10 人组成。
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第 6 章   结论与展望
6.1  研究结论
新建公路项目路线方案是否合理科学,从微观角度出发,直接影响着公路项目的投资、技术难度、安全、运维等因素;从宏观角度出发,路线方案调整路网结构、加快区域交流,对沿线社会、经济、环境等诸多方面有着深远影响,对周边地区的辐射作用不局限于单一区域,这种影响往往是大范围的互为关联的,甚至影响整个城市乃至国家的社会经济发展。
目前公路建设前期工作中很少运用科学合理的评价模型进行路线方案的比选,因此如何科学的进行路线方案优选决策是一个值得研究的问题。
本文结合了沿海地区的环境特点及公路建设项目的实例,对沿海地区公路路线方案优选做了系列研究,主要研究成果如下:
1)在已有的公路选线的一般性策略及原则的基础上结合沿海地区的特殊地质情况及常用建设方案,总结拓展了沿海地区公路选线的特殊性,提出适用于沿海地区公路项目的选线策略及原则。
2)结合沿海地区公路项目 A 的建设特点,考虑经济、技术、环境、社会及风险等 5 个一级指标,通过专家调研法筛选出工程建安费、征地拆迁费、软基路段长度、改变地形地貌、周边城镇经济发展带动作用等 24 个二级指标,构建沿海地区公路选线方案评价指标体系,避免了方案决策中指标选取的主观性与片面性。
3)在理解层次分析法和模糊综合评价方法的基础上,将 AHP 与 FCA 相结合的评价方法运用在沿海地区公路路线方案优选模型中,通过德尔菲法进行专家意见征询后计算指标权重,对公路项目的多个路线方案进行模糊综合评价。经过 A 项目的实例验证,结果得到主管部门及专家团队的认可,最终决策充分以本文研究结果为依据,表明方法可行;该方法也可以应用与其他类似公路建设项目的路线优选问题,为沿海地区的公路路线方案比选与建设前期工作的决策提供一种切实可行的优选方法。
参考文献(略)


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