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摘要：为创造一个减少资源消耗，减轻生态影响的绿色公路模式，文章从公路产品的角度出发,运用生命周期评价理论，把公路作为一个产品来看待，提出了改进的层次分析法，用于确定公路生命周期影响评价的权重系数。
关键词：公路；权重系数；改进的层次分析法；生命周期影响评价；产品
中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：
Abstract: to create a reduce consumption of resources, reduce the influence of ecological green highway model, this article, from the point of view of the highway products, using the theory of life cycle assessment, the road to look at as a product, the paper puts forward the analytic hierarchy process (ahp), are used to determine the highway life cycle impact assessment weight coefficient.
Keywords: highway; The weight coefficient; Ahp method; Life cycle impact assessment; products
1引言
近几年，我国的公路建设事业得到了快速的发展，但也带来了日益严峻的环境问题。利用生命周期评价方法对公路产品整个生命周期的环境影响进行评价，对公路业的可持续发展意义重大。
生命周期评价是对产品或过程从最初的原材料采集到加工制造、产品使用以及用后处理的全过程进行跟踪和定量分析与定性评价的方法。环境毒理学和化学学会（SETAC）将生命周期评价的基本结构归纳为四个有机联系部分：目标与范围的确定、清单分析、影响评价和改善评价。生命周期影响评价是在完成目标确定及清单分析的基础上进行的，是生命周期评价最重要的阶段，也是最困难的环节。
2生命周期影响评价的框架
国际标准组织ISO、环境毒理学与化学学会SETAC和美国环境保护局EPA都倾向于采用影响评价的“三阶段概念框架”(three–phase conceptual framework)[1]，这三阶段是：分类、表征和量化。借助生命周期影响评价的三阶段评价法，可以得出公路生命周期过程中对环境影响较大的阶段及产生较大环境影响的环境类型，找到公路清洁化生产的对策。
量化：是确定不同环境影响类型的相对贡献大小即权重，以期得到总的环境影响水平的过程。影响评价的量化包括确定产品的环境属性，确定环境影响或环境影响类型的权重值和将权重值应用到环境影响描述符中这几方面的工作。
3改进的层次分析法
生命周期影响评价中权重系数的确定是生命周期评价的重要组成部分，但目前生命周期影响评价还不是很成熟，目前传统的层次分析法重新调整判断矩阵的理论和方法尚不成熟，导致在因素众多的情况下，有时需要多次调整判断矩阵，方可满足一致性要求，计算量比较大。为了解决这一问题，本文采用改进的层次分析法来计算公路生命周期影响评价的权重。
改进的层次分析法克服了标度重要度排序过程的不确定性以及权值计算和一致性检验的复杂性，具有直观、简捷的特点。具体过程如下：
①将指标体系层次化：将公路建设项目的环境影响指标分为一级指标和二级指标，并确定环境干扰因子的指标属性。其中一级指标是影响类型，二级指标是一级指标对应下的环境干扰因子，指标属性分为定量和定性两种。公路环境影响指标的确定要根据公路的实际情况而定。
②因素与因素集
建立公路建设项目环境影响指标后，建立一级指标因素集为U ={u1,u2, ......}。其中u1,u2, ......分别为一级指标资源消耗、全球变暖等环境影响类型名称。每个一级指标的因素又由若干个二级指标中的n个因素决定，即u1={u11, u12, ......}，u2= {u21,u22, ......}，......。
③ 权重的确定
根据公路的实际情况，二级指标各环境干扰因子的表征因子EF可结合公路实际情况从相关文献中查到，一级指标（即各环境影响类型）的相对权重确定采用如下方法：
a）构造判断矩阵
先建立层次模型，在一级指标中对各因素进行两两重要性比较，获得综合比较矩阵，根据重要程度排序指数构造相应的判断矩阵。相对重要性标度的选取可根据具体情况确定，生态脆弱的其生态重要性就大些。各一级指标因素的重要性评判采用如下简单量值规则
0 (因素i没有因素j重要)
kij = 1 (因素i与因素j一样重要)（3–1）
2 (因素i比因素j重要)
其中，kij是因素i和因素j的比较数量化值，也是比较矩阵中相应元素。判断矩阵的计算公式为
ri – rj当 ri > rj
aij = 1 当 ri = rj (i、j = 1,2 , …, m) （3–2）
( rj - ri) - 1 当 ri < rj
ri = （3–3）
式中：aij为判断矩阵的相应元素；ri为重要程度排序指數；m为矩阵的阶数；kil为比较矩阵的相应元素。
b）计算判断矩阵的优化矩阵
原判断矩阵为：A = ( aij) m×m，则优化矩阵的相应元素计算公式为
bij= （3–4）
于是得到优化矩阵
B =（bij）m×m （3–5）
c）计算一级指标权重值
计算一级指标的单一权重值，并对其进行归一化处理，公式为
= （3–6）
Wi = ，（i=1，2，…，m）（3–7）
式中：Wi为其中第i个一级指标因素对应的归一化权重值；m为一级指标个数。
因此，得出一级指标的权重向量为：
W = (W1，W2，......) （3–8）
因此，可得一级指标即各环境影响类型的权重系数。各环境影响类型权重系数确定后再与清单分析所得的各环境要素的归一化的结果相乘就可以得到各环境要素对环境的“贡献量”，这些环境影响是无量纲的，故它们之间可以相互比较。
4结语
生命周期评价是一个全新的面向产品全过程的环境系统分析工具，是分析减少资源消耗和环境污染的有效方法，其中影响评价权重系数的确定是生命周期评价的重要组成部分。本文从公路产品的整个生命周期出发考虑对环境的影响，在层次分析法的基础上，提出了采用改进的层次分析法进行权重计算，克服了传统的层次分析法中权值计算和一致性检验的复杂性，但权重的计算仍带有一定的主观性，相对重要性标度的选取虽然可根据公路的具体情况确定，但在实际选取过程中也可能因为评价者不同，产生不同的评价结果。本文希望能起到抛砖引玉的作用，欢迎学者做进一步的研究，促进生命周期评价方法在公路领域理论研究上的完善与发展。
参考文献：
[1] 邓南圣, 吴峰.工业生态学—理论与应用[M].北京: 化学工业出版社, 2002.3: 135～202．
[2] 邓南圣,王小兵.生命周期评价[M].北京: 化学工业出版社, 2003．
[3] Magnus Bengtsson, Bengt.Steen Weighting in LCA-approaches and applications.Environmntal progress
2000, 19(2): 101～109．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：公路；权重系数；改进的层次分析法；生命周期影响评价；产品
中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：
Abstract: to create a reduce consumption of resources, reduce the influence of ecological green highway model, this article, from the point of view of the highway products, using the theory of life cycle assessment, the road to look at as a product, the paper puts forward the analytic hierarchy process (ahp), are used to determine the highway life cycle impact assessment weight coefficient.
Keywords: highway; The weight coefficient; Ahp method; Life cycle impact assessment; products
1引言
近几年，我国的公路建设事业得到了快速的发展，但也带来了日益严峻的环境问题。利用生命周期评价方法对公路产品整个生命周期的环境影响进行评价，对公路业的可持续发展意义重大。
生命周期评价是对产品或过程从最初的原材料采集到加工制造、产品使用以及用后处理的全过程进行跟踪和定量分析与定性评价的方法。环境毒理学和化学学会（SETAC）将生命周期评价的基本结构归纳为四个有机联系部分：目标与范围的确定、清单分析、影响评价和改善评价。生命周期影响评价是在完成目标确定及清单分析的基础上进行的，是生命周期评价最重要的阶段，也是最困难的环节。
2生命周期影响评价的框架
国际标准组织ISO、环境毒理学与化学学会SETAC和美国环境保护局EPA都倾向于采用影响评价的“三阶段概念框架”(three–phase conceptual framework)[1]，这三阶段是：分类、表征和量化。借助生命周期影响评价的三阶段评价法，可以得出公路生命周期过程中对环境影响较大的阶段及产生较大环境影响的环境类型，找到公路清洁化生产的对策。
量化：是确定不同环境影响类型的相对贡献大小即权重，以期得到总的环境影响水平的过程。影响评价的量化包括确定产品的环境属性，确定环境影响或环境影响类型的权重值和将权重值应用到环境影响描述符中这几方面的工作。
3改进的层次分析法
生命周期影响评价中权重系数的确定是生命周期评价的重要组成部分，但目前生命周期影响评价还不是很成熟，目前传统的层次分析法重新调整判断矩阵的理论和方法尚不成熟，导致在因素众多的情况下，有时需要多次调整判断矩阵，方可满足一致性要求，计算量比较大。为了解决这一问题，本文采用改进的层次分析法来计算公路生命周期影响评价的权重。
改进的层次分析法克服了标度重要度排序过程的不确定性以及权值计算和一致性检验的复杂性，具有直观、简捷的特点。具体过程如下：
①将指标体系层次化：将公路建设项目的环境影响指标分为一级指标和二级指标，并确定环境干扰因子的指标属性。其中一级指标是影响类型，二级指标是一级指标对应下的环境干扰因子，指标属性分为定量和定性两种。公路环境影响指标的确定要根据公路的实际情况而定。
②因素与因素集
建立公路建设项目环境影响指标后，建立一级指标因素集为U ={u1,u2, ......}。其中u1,u2, ......分别为一级指标资源消耗、全球变暖等环境影响类型名称。每个一级指标的因素又由若干个二级指标中的n个因素决定，即u1={u11, u12, ......}，u2= {u21,u22, ......}，......。
③ 权重的确定
根据公路的实际情况，二级指标各环境干扰因子的表征因子EF可结合公路实际情况从相关文献中查到，一级指标（即各环境影响类型）的相对权重确定采用如下方法：
a）构造判断矩阵
先建立层次模型，在一级指标中对各因素进行两两重要性比较，获得综合比较矩阵，根据重要程度排序指数构造相应的判断矩阵。相对重要性标度的选取可根据具体情况确定，生态脆弱的其生态重要性就大些。各一级指标因素的重要性评判采用如下简单量值规则
0 (因素i没有因素j重要)
kij = 1 (因素i与因素j一样重要)（3–1）
2 (因素i比因素j重要)
其中，kij是因素i和因素j的比较数量化值，也是比较矩阵中相应元素。判断矩阵的计算公式为
ri – rj当 ri > rj
aij = 1 当 ri = rj (i、j = 1,2 , …, m) （3–2）
( rj - ri) - 1 当 ri < rj
ri = （3–3）
式中：aij为判断矩阵的相应元素；ri为重要程度排序指數；m为矩阵的阶数；kil为比较矩阵的相应元素。
b）计算判断矩阵的优化矩阵
原判断矩阵为：A = ( aij) m×m，则优化矩阵的相应元素计算公式为
bij= （3–4）
于是得到优化矩阵
B =（bij）m×m （3–5）
c）计算一级指标权重值
计算一级指标的单一权重值，并对其进行归一化处理，公式为
= （3–6）
Wi = ，（i=1，2，…，m）（3–7）
式中：Wi为其中第i个一级指标因素对应的归一化权重值；m为一级指标个数。
因此，得出一级指标的权重向量为：
W = (W1，W2，......) （3–8）
因此，可得一级指标即各环境影响类型的权重系数。各环境影响类型权重系数确定后再与清单分析所得的各环境要素的归一化的结果相乘就可以得到各环境要素对环境的“贡献量”，这些环境影响是无量纲的，故它们之间可以相互比较。
4结语
生命周期评价是一个全新的面向产品全过程的环境系统分析工具，是分析减少资源消耗和环境污染的有效方法，其中影响评价权重系数的确定是生命周期评价的重要组成部分。本文从公路产品的整个生命周期出发考虑对环境的影响，在层次分析法的基础上，提出了采用改进的层次分析法进行权重计算，克服了传统的层次分析法中权值计算和一致性检验的复杂性，但权重的计算仍带有一定的主观性，相对重要性标度的选取虽然可根据公路的具体情况确定，但在实际选取过程中也可能因为评价者不同，产生不同的评价结果。本文希望能起到抛砖引玉的作用，欢迎学者做进一步的研究，促进生命周期评价方法在公路领域理论研究上的完善与发展。
参考文献：
[1] 邓南圣, 吴峰.工业生态学—理论与应用[M].北京: 化学工业出版社, 2002.3: 135～202．
[2] 邓南圣,王小兵.生命周期评价[M].北京: 化学工业出版社, 2003．
[3] Magnus Bengtsson, Bengt.Steen Weighting in LCA-approaches and applications.Environmntal progress
2000, 19(2): 101～109．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。