（管理科学与工程专业论文）红层软岩地区公路结构型式技术经济评价研究.pdf

摘要 摘要 随着我国交通建设的不断发展，尤其是同家西部大开发战略的实施，使得两 部的交通建设迅速发展。我国西部高速公路的建设，不可避免的穿过红层软岩地 区。然而目前红层软岩地区公路建设中，关于公路桥隧、路基工程的技术经济评 价并不多见。冈此，本文对公路桥隧、路基工程进行技术经济分析评价，无疑对减 少红层地区公路地质灾害、降低工程造价、减少工程建设的彳i 确定性具有重要的 意义。 论文依托西部交通建设科技项目“红层软岩地区公路修建技术研究”，主要 从长期效益考虑，以我同红层分布较广的四川盆地中部及盆地边缘地区、云南滇 中地区和滇西地区、西北甘肃地区为研究范围，利用已建高等级公路各种结构型 式的统计资料，通过初步技术经济分析，得出了路基结构型式适应条件的一些初 步规律。并通过对影响高路堤与桥梁方案、路堑与隧道方案的经济、技术、社会、 环境等诸多指标进行逻辑结构分析，确定典型评价指标。论文选取了有代表性的 五种路堑边坡加固型式和五种路堤边坡加固型式，分别计算出不同地区不同高度 的工程造价，同时分别估算了不同围岩隧道和常用的能替代高路堤边坡的桥型的 工程造价。最后，在综合考虑运营与管理费用和对环境影响的前提下，利用g i 法 得到各评价指标的权重，用灰色关联度作为测度进行灰色综合评判，计算出各方 案的综合评价值。论文重点确定与隧道相比路堑开挖的合理深度、与桥梁相比路 堤填方的合理高度，以合理地利用挖方和隧道、填方和桥梁，为红层软岩地区高 速公路的设计和施工提供参考。 论文的研究，为高速公路在保证安全可靠的条件下，以经济合理的结构型式 和最小的环境影响通过红层软岩地区，提供了重要的理论基础和技术参考。 关键词：红层软岩；公路结构型式；路基工程；技术经济；综合评价 摘 要 a b s t r a c t w i t l lt h e s t e a d yd e v e l o p m e n to ft h ec o m m u n i c a t i o nc o n s t r u c t i o ne s p e c i a l l yt h e s t r a t e g i c a li m p l e m e u to fw e s t e r ne x p l o i t u r e ，t h ew e s t e t a xc o t r m a u n i c a t i o nc o n s t r u c t i o n d e v e l o p sr a p i d l y t h eh i g h w a y sc o n s t r u c t i o ni n e v i t a b l yg o e st h r o u g ht h er e d b e ds o f t r o c kr e g i o n b u tt h es t u d yo nt e c h n i c a l & e c o n o m i ce v a l u a t i o ni s n tf a m i l i a rw i t ht h e b r i d g e t u n n e la n dr o a d b e de n g i n e e r i n go ft h eh i g h w a yi nr e d b e ds o f tr o c kr e g i o n p r e s e n t l y i t ss i g n i f i c a n tw i t h o u td o u b tf o rr e d u c i n gg e o l o g i cd i s a s t e r , l o w i n gt h ec o s t a n du n c e r t a i n t yt h a tt h ep a p e rc a r r i e dt e c h n i c a l e c o n o m i ce v a l u a t i o nt h r o u g ht h e b r i d g e & t u n n e la n dr o a d b e de n g i n e e r i n g r n l ep a p e r a c c o r d i n gt ot h ew e s t e r nc o m m u n i c a t i o np r o j e c t s t u d yo nc o n s t r u c t i o n t e c h n i ci nr e d - b e ds o f tr o c kr e g i o n ，m a i n l yc o n s i d e r e df r o mt h el o n g t e r mp e r f o r m a n c e ， 、i mt h es i c h u a nb a s i nm i da n db o r d e ro fb a s i nr e g i o n ，m i d y u n n a nr e g i o n w e s t e r n y u n n a na r e a ，a n dg a n s ua r e af o rr a n g eo fr e s e a r c ht og a i ne l e m e n t a r ym l eo fr o a d b e d s t r u c t u r e s a d a p t a b i l i t ya f t e rp r i m a r ys t u d yo nt h e s t a t i s t i c a ld a t ao fr e a d yp r o j e c t c o n s i d e r i n gt h ef a c t o r sa sc o s t ，t e c h n i c e n v i r o n m e n ta n d8 0o nt h a ti n f l u e n c et h e s e l e c t i o no ne m b a n k m e n to rb r i d g ea n dc u t t i n go rt u n n e l ，t h ep a p e rc o n f i r m e dt h e e v a l u a t i o ni n d i c a t o r st h r o u g hl o g i c a la n a l y s i sa n dt h ep r o p o r t i o no ft h ei n d i c a t o r sb y m e a n so fg 1 i ts e l e c t e d5k i n d so ft y p i c a ls l o p er e i n f o r c e m e n tf o r m sa n dc a l c u l a t e d t h e i rc o s tu n d e rd i f f e r e n th e i g h ti nd i f f e r e n td i s t r i c t sr e s p e c t i v e l y a tt h es a m et i m e e s t i m a t e dt h ec o s to fd i f f r e n tr o c k so ft u n n e la n db r i d g e sw h i c ha r et h er e g u l a r s u b s t i t u t eo fe m b a n k m e n t m e t h o do fg r e yr e l a t i n ga sad e g r e ei ng r e ys y s t e mi s i n t r o d u c e dt os y n t h e t i c a l l ye v a l u a t et h es y n t h e t i c a ln u m b e ro fm e t h o d s ，c o n s i d e r i n gt h e i n f e c t i o no fw o r k i n gm a n a g e m e n ta n de n v i r o n m e n t i ti sm a i n l yt og e tc r i t i c a lh e i g h t b e t w e e ne m b a n k m e n t & b r i d g ea n dc r i t i c a ld e p t hb e t w e e nc u t t i n g t u n n e li no r d e rt o p r o v i d er e f e r e n c ef o rd e s i g na n dc o n s t r u c t i o na n dr a t i o n a l l yu t i l i z ef i l lo rb r i d g ea n d c u t t i n go rt u n n e l t h i sp a p e rs u p p l i e di m p o r t a n ta c a d e m i cf o u n d a t i o na n dt e c h n i c a lr e f e n 七n e ef o r t h e h i g h w a ya c r o s st h er e d - b e ds o f tr o c kr e g i o ni ns a f e t yw i t hm a s o n a b l es t r u c t u r ea n d m i n i m a li n f l u e n c eo ne n v i r o n m e n t k e yw o r d s ：r e d - b e ds o f tr o c k ；h i g h w a ys t r u c t u r et y p e ；r o a d b e de n g i n e e r i n g ； t e c h n i q u e e c o n o m y ；s y n t h e t i c a le v a l u a t i o n 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：辛u 1 久 日期：加。5 年年月7 日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：害小度 日期：即。5 年华月7 日 指导刻嘴辄纱 日期：辟母月甲臼 第章绪论 第一章绪论 论文依托西部交通建设科技项r “红层软岩地区公路修建技术研究”【1 】，主 要从长期效益考虑，以我国红层软岩分布较广泛的四川盆地中部及盆地边缘地区、 云南滇中地区和滇西地区、西北甘肃地区为研究范围，通过对红层软岩地区高等 级公路己建成的各种结构型式的统计分析，研究在不同地貌、不同地质条件下， 高等级公路结构的适应性和经济合理性，综合评价红层软岩地区公路桥梁、隧道、 路基工程环境条件及其关键技术经济指标，重点对比研究隧道与路堑方案、路堤 与桥梁方案的技术经济综合指标。 1 1 研究背景 红层岩石大都属于软弱岩石，红层软岩的研究始于地理学的研究，它是工程 应用研究的基础。软岩问题从2 0 世纪6 0 年代就作为世界性难题被提了出来，特 别是煤矿软岩问题一直是困扰煤矿生产和建设的重大难题之一。红层软岩在地矿 部门的水文地质和工程地质条件调查研究中占有一定的地位，它在分析红层软岩 地质成冈、物质组成及结构构造基础上，对红层软岩遇水后发生渗透、膨胀、崩 解和软化等失稳现象进行试验研究，探索了红层软岩的渗透机理及遇水失稳机理 【2 】【3 】【4 】。随着人类活动的不断增强，在大型隧道工程和边坡工程中也相应出现了软 岩问题嘲【司f 7 】嘲。早在上世纪7 0 年代，我国就开始对红层软岩的形成和分布进行了 系统的调查和研究，形成了各地比较具体的红岩分布图，明确的描述了不同时期、 不同地区红层的分布情况。 公路、铁路、水电等部门最为关心的是红层软岩的工程性质和红层地区的工 程建设问题。我国的火规模工程建设自建国以后开始，因此红层的工程性质和红 层中的工程建设问题也是在同期才开始的。建国以来，我国的水利建设( 如葛洲 坝水利枢纽工程) 和铁路工程建设( 如成昆铁路、成渝铁路、宝成铁路等) 就是 红层分布地区的典型工程。通过这些：【程的建设，为后续的水利、铁路及公路工 程建设积累了丰富的经验。 我国红层软岩地区高等级公路建设自上世纪9 0 年代以来，通过不断借鉴和研 究，结合各类病害工程的处治，在公路边坡加固与防护、工程施工技术与相应环 保手段方面，有一定的研究9 】【1 0 1 ，已积累了丰富的资料、经验和技术成果。随着 我国交通建设的不断发展，尤其是国家西部大开发战略的实施，使得西部的交通 建设迅速发展。根据国家的交通规划，我国西部高速公路的建设不可避免的穿过 红层软岩地区。如目前已建营运或在建的就有兰州一i 临洮高速公路i l ”、兰州一海 第一章绪论 石湾高速公路f l2 、成都一南充高速公路、绵阳一广元高速公路b 、达川一邻水高 速公路、梁平一长寿高速公路、安宁一楚雄高速公跗15 1 、大理一保高速公路 1 1 6 1 、楚雄大理高速公路等。有关西部红层软岩地区公路修建技术的研究不乏少 数，由四川省交通厅公路规划勘察设计研究院主持，云南安楚高速公路公司和h + 肃省交通科学研究所参加的西部交通建设科技项目红层软岩地区公路修建技术 研究就依托工程建设开展了大量实用技术研究：结合依托工程( 3 3 1 8 线重庆梁平 至长寿高速公路的建设，深入研究了红层软岩边坡生态防护机理，提出了红层软 岩边坡生态防护技术方法，并应用于依托工程设计施工，取得了良好的效果；在 红层软岩隧道设计施工关键技术研究中，以兰临高速公路新七道梁隧道为依托工 程，在断裂破碎带的稳定性评价及工程措施、特殊水文地质条件下隧道围岩稳定 性评价及工程措施、隧道施工地质超前预报技术、隧道信息化施工等方面进行了 深入研究，项目阶段成果直接应用于依托工程建设，保障了依托工程建设的顺利 进行。在攀西高速公路、云南安楚高速公路等项目部分高边坡工程建设中，结合 红层软岩公路高边坡工程的特点研究，提出了系统的公路深挖路堑边坡的动态设 计方法，并应用于依托工程建设。然而目前红层软岩地区公路建设中，关于公路 桥隧、路基工程的技术经济分析评价并不多见。主要体现在对填筑路堤的长期稳 定性等技术问题并将其与桥梁工程相比较的经济可取性；对深挖路堑的稳定性以 及合理支护等技术问题并将其与隧道工程相比较的经济可取性等方面缺乏系统性 的研究，也没有可参照的技术经济参数和原则。就工程造价而言，一般认为挖方 ：i ：程较隧道工程造价低，填方工程较桥梁工程造价低。但红层软岩地区坡体稳定 性差，地质灾害较多，高填深挖极易引起坡体塌滑灾害，同时工程量大，工期长， 后患多，高填深挖究竟采用何种路基结构型式值得研究和探讨。因此，对公路桥隧、 路基工程进行技术经济分析评价，无疑对减少红层地区公路地质灾害、降低工程 造价、减少工程建设的不确定性具有非常重要的意义。 1 。2 国内外研究现状【1 7 l 【1 8 l 【1 9 1 2 0 l 如同经济学的历史渊源可以追溯到1 7 7 6 年亚当斯密国富论的出版一样， 工程技术经济评价的历史渊源可追溯到1 8 8 7 年惠灵顿的铁路位置经济评价的 出版。作为一名建筑工程师，惠灵顿认为资本化的成本分析法可应用于铁路最佳 长度或路线曲率的选择，从而开创了工程领域中技术的经济评价工作。1 9 2 0 年 0 b g o l d m a n 在财务工程一书中第一次提出把复利计算公式应用于方案评价， 并且批评了当时研究工程技术问题不考虑成本、不讲究节约的错误倾向。1 9 3 0 年 格兰特( e l g r a n t ) 教授以复利计算为基础对固定资产投资经济评估的原理做了 第一章绪论 阐述，同时指出人的经验判断具有重要作用。第一：次世界大战之后，随着西方经 济的复兴，如何使有限的资金得到最有效的利用，便成为投资者与经营者普遍蘑 视的问题。这种客观形势进一步推动了工程经济评价理论与实践的发展。1 9 5 1 年 迪安( j d e a n ) 阐述了贴现法( 即国内所说的动态经济评价法) 以及合理分配资金 的某些方法在工程技术经济评价中的应用。从2 0 世纪6 0 年代末开始，贴现法已 成为工程技术经济评价所采用的主要方法。与此同时，风险与不确定性投资分析、 固定资产更新分析、多阶段多目标投资分析等不同类型的项目投资经济评价与分 析方法也相继建立起来，计算机与概率论以及数理统计等数学方法在投资经济分 析评价中也得到了应用。在此基础上工程技术经济评价己发展成为经济与工程技 术相结合的有广泛使用价值的应用经济科学。自6 0 年代以来工程技术经济评价的 研究主要集中在风险投资、决策敏感性分析和市场不确定性因素分析等三方面， 主要代表人物是美国的德加莫、乍纳达和塔奎因教授。德加莫教授偏重于研究工 程企业的经济决策分析，开辟了对经济计划和公用事业的应用研究途径。卡纳达 教授的理论重视外在的经济因素和风险性投资分析。塔奎因教授等人的理论则强 调投资方案的选择与比较，提出了各种技术经济评价原则，如利润、成本与服务 年限的评价原则，盈亏平衡原则等。 近3 0 年来，工程技术经济分析不仅在理论上有了很大的发展，在应用上也获 得了相当程度的普及。无论是一般的生产经营公司、工程承包公司、工程咨询公 司，还是专业的投资公司、金融贷款机构，大都配备有专门人员或者设有专门机 构从事工程技术经济分析工作。英国的业绩分析、法国的经济分析、日本的经济 性工程以及苏联的技术经济分析等，虽称呼不同，研究内容却大同小异。 我国对项目的分析和评价起步较晚，在2 0 世纪5 0 年代初期，我国曾引入苏 联的技术经济分析和论证方法。我国经济决策部门在第一个五年计划期间曾提出 各个重点建设项目上马时都要进行技术经济论证。正是由于重视了经济效果问题， 使得我国“一五”期间建设的工程项目大多具有较好的经济效益。 6 0 年代初制定的我国第二部科学技术发展规划1 9 6 3 1 9 7 2 年科学技术 发展规划明确提出，任何科技工作，必须既有技术上的优越性，又有经济上的 合理性。要求在科学技术工作中结合各项技术的具体内容对技术方案的经济效果 进行计算和分析比较。这使得技术经济分析在工程建设以外的其他技术领域也得 到了一定程度的应用，取得了较好的效果。 5 0 年代和6 0 年代的实践充分显示了技术经济分析的巨大实用价值。 自改革开放以来，中断十余年的技术经济分析研究有了新的发展。1 9 7 8 年， 尤其是党的十一届三中全会的召开，奠定了我国恢复和发展工程技术经济分析和 评价的基础。1 9 7 8 年成立了中国工程经济研究会，许多省建立了研究会的分支机 第一- 立绪论4 构。1 9 8 1 年成立了国务院技术经济研究中心，很多高校也培养r 一大批从事工程 经济分析的专门人才。 1 3 研究目的 随着我国交通建设的不断发展，尤其是国家西部大开发战略的实施，使得西 部的交通建设迅速发展。根据国家的交通规划，我国西部高速公路的建设不可避 免的穿过红层软岩地区。本文主要从长期效益考虑，针对红层软岩的工程性质， 根据广泛的调查研究资料分析计算，综合评价红层软岩地区公路桥梁、隧道及路 基的工程环境特性，并通过技术经济分析评价，重点要得到：与隧道卡h 比路堑开 挖的合理深度、与桥梁相比路堤填方的合理高度，以合理地利用挖方和隧道、填 方和桥梁，为红层软岩地区高速公路的设计和施工提供参考。 本文的研究，为高速公路在保证安全可靠的条件下以经济合理的结构型式和 最小的环境影响穿过红层软岩地区，提供了有益的借鉴和参考。 1 4 本文研究的主要内容 本文的研究内容主要有： 对技术经济评价基本问题进行系统分析，对评价指标的建立、筛选，评价 指标的预处理，评价指标权重的确定和评价模型等进行探讨，并在此基础上确定 本文综合评价的指标体系。 红层软岩地区高等级公路建设特征分析 1 ) 总结西部红层软岩的分布、特征及对路基结构的影响。 2 ) 统计西部红层软岩地区已建成的高等级公路路基结构采用的型式和适应条 件，根据已有的设计资料，完成西部红层软岩地区路基结构型式选择的定性分析。 3 ) 对不同地貌、地质条件下高等级公路结构适应性、经济合理性进行研究， 通过初步技术经济分析，得出西部红层软岩地区路基结构型式适应条件的一些初 步规律。 在同等条件下对高路堤与桥梁方案进行对比分析：对收集到的红层软岩高 路堤边坡的五种代表性加固型式进行工程量估算，计算其不同高度的工程造价及 其它评价指标值；同时分别估算了常用的能替代高路堤边坡的几种合理桥型在不 同高度下的工程造价及其它评价指标值，在综合考虑运营管理费用和对环境影响 的前提下，利用g 法得到各评价指标的权重，用灰色关联度作为测度进行灰色综 合评判，对红层软岩地区高路堤与桥梁方案进行综合的技术经济比较分析，得出 不同加固型式的高路堤与桥梁综合指标相同的临界高度，在此基础上作出评价。 第一章绪论 在同等条件下对隧道与路堑方案进行刈比分析：对收集到的红层软岩深路 堑边坡的五种代表性加固型式，分别划不同地区不同高度的深路堑计算山延米j 二 程造价及其它评价指标值，并分别计算出红层软岩地区不同类型围岩隧道的每延 米工程造价及其它评价指标值。在综合考虑运营管理费用和对环境影响的前提f ， 利用g 法得到各评价指标的权重，用灰色关联度作为测度进行灰色综合评判，对 红层软岩地区深路堑和隧道方案进行综合的技术经济比较分析，得出不同加同型 式的深路堑与隧道综合指标相同的临界高度，在此基础上作出评价。 由于红层软岩地区公路边坡的加固型式多种多样，各地采用的型式千差万别， 在技术方面的评估和分析较难，本文只选取了其中几种典型的加固方式进行分析。 另外，红层软岩地区许多公路是在建工程，或由于建成时间较短，运营和管理指 标难以体现，对环境的影响也有待于进一步定量分析研究，本文根据调查统计资 料，将运营管理费和环保费用按工程造价的百分比计列。 第二章技术经济评价指标的确定 第二章技术经济评价指标的确定 公路工程方案的评价与比选，既涉及到技术方面的众多影响因素，还涉及到 社会、经济、环境等多方面的影响因素。因此，需要对各种因素综合考虑来进行 评价和优选。 2 1 一般概念 2 1 1 评价与综合评价 一般意义上的评价与综合评价1 1 ) 评价 在日常生活中，人们常常要参照一定的标准对某一个或某一些特定事物、行 为、认识、态度进行各种各样的评价，评价其价值高低或优劣状态，并通过评价 达到对事物的认识，进而指导一定的决策行为。因此，“评价”就是人们参照定 标准对客体的价值或优劣进行评判比较的一种认知过程，同时也是一种决策过程。 它是人们认识事物的重要手段之一。 2 ) 综合评价 综合评价是相对于单项评价而言的。它们之间的区别不在于评价客体的多少， 而在于评价标准的复杂性，一般而言，若评价标准比较单一、明确，则可称为“单 项评价”；反之，若评价标准比较复杂、抽象，就属于“综合评价”。当然，这里 所谓的“复杂性”最直观的表现是评价指标数目上的多与少。单项评价实质上就 是单指标评价，而综合评价则表现为多指标评价，因此也称为“多指标综合评价”。 不过，综合评价与单项评价之间的区分界限是模糊的、相对的。因为综合评价 的最终途径也常常是单个指标。只是综合评价时的“单个指标”与单项评价的单 项指标具有本质上的差别，它是高度综合的“单项指标”。 统计评价与统计综合评价阎【2 3 】 1 ) 统计评价 统计活动是种认知过程，在这个过程中，同样存在着对现象进行各种评价 的问题。统计评价就是对统计总体及其各个组成部分的数量规模大小、水平高低、 速度快慢、质变程度、内部协调程度等作出定量描述与评判的一种统计分析活动 与统计分析方法。显然，统计评价只是众多评价手段与活动中的一种。它与其它 评价活动之间的最大区别在于其数量性。 2 ) 统计综合评价 第二章 技术经济评价指标的确定 统计评价的传统方法就是“数量比较法”。统计学( 政治算术学派) 之父威廉配 第在其政治算术与爱尔兰政治解剖两书巾就是采用了这种评价方法。这 种统计评价的特点是通过单一指标的相对数分析，从一个侧面来判断分析对象的 优劣，所以属于单项评价。但客观实际中的许多现象常常是有多个侧面的性质特 征的，单一指标虽能对现象某一方面的优劣作出评价，却不能对其各个方面的性 质特征进行综合性的、总括性的评价，特别是当多个侧面的优劣表现不太一致甚 至于相互矛盾的时候，这种传统的简单数量对比分析法就感到无能为力了。统计 综合评价技术就是为适应这种统计处理需要而发展起来，它是通过对特定现象( 主 要是社会经济现象) 的多个方面数量表现进行高度抽象综合，进而以定罱形式确定 现象综合优劣水平与次序的一种新兴统计分析方法。 灰色系统综合评价 灰色系统方法是目前人们应用较多的一种综合评价方法。从方法看，有灰色 排序评价，有灰色聚类评价，还有评价中的因素分析，有单纯应用灰色系统方法 进行评价，也有结合模糊数学、物元分析等学科或专家评价、多层次评价等思想 进行的灰色系统综合评价。其中，借助关联分析技术进行综合评价，是灰色系统 综合评价中的最主要方法。 2 1 2 指标与指标体系 指标原意是指揭示、说明、宣布或者使公众了解。它是一种重要的信息工具， 能够帮助我们了解事物发展变化的过程和传递关于复杂系统的信息。它不同于一 般的统计数据，指标是在原始统计数据基础上通过分析和整理得到的、能反映事 物本质特征的一类信息，是统计理论与实践操作的结合点。 指标一+ 般具有以下的基本特征：具有明确的含义；一般能够进行定量化；容 易解释和说明；具有综合概括反映事物关键因素的能力；在时间上具有动态性； 对事物的变化具有敏感性。指标是一定复杂事物或现象的替代物，力求逼真但却 不能等同。 对于指标体系的含义，不同的研究者持有不同的观点。余丹林【冽指出“指标 体系一词，从字面上理解，它有指示、表征的含义”。张明顺掣碉则认为指 标体系是“描述和评价某种事物可量度参数的集合”。腾藤 2 6 1 认为指标体系是“由 反映复杂事物各个侧面的多个指标结成的有机整体”。 事实上，在研究复杂事物时，通常单个指标较难于反映事物的主要特征，这 就需要具有一定联系的指标体系，来全面、系统地反映复杂事物。这个指标体系， 它不是很多指标的任意堆积或者简单叠加，而是从“体系”的角度上，各个指标 第二章技术经济评价指标的确定 通过围绕+ 个共同的主题或者核心建立起来的，这些指标之间既要有一定的内在 联系，同时还要尽可能去除指标信息上的相关部分和重叠部分。 2 2 评价的基本过程 综合评价是一项复杂的统计活动过程( 物理过程) ，同时也是一个定量的思维 过程。 综合评价问题的构成要烈”】 般说来，构成综合评价闯题的要素有： 1 ) 被评价对象：同一类被评价对象的个数要大于l ，对于综合评价问题而言被 评价对象就是各备选方案。不失一般性，假设有n 个被评价对象，这些被评价对象 分别记为j l ，j 2 ，j 。( n 1 ) 。 2 ) 评价指标：它是从某个侧面刻画被评价对象所具有某种特征大小的度量。 要全面系统的进行评价，应从不同侧面刻画被评价对象。不失一般性，设有m 项 评价指标并依次记为z ，x ：，j 。( m 1 ) 。 3 ) 权重系数：用“权”这个术语，认为各指标在评价中的地位是不同的，其 差异主要表现在三个方面：( 1 ) 评价者对各指标的重视程度不同；( 2 ) 各指标传输 给评价者的信息量不同；( 3 ) 各指标评价值的可靠程度不同。所以在多指标评价中， 往往需要给各指标赋权值描述这些差异。 反映主观的一面，又能反映客观的一面。 这个权值应像其描述的内容样，既能 因此，指标的权是指标相对重要程度的 一种主观评价和客观反映的综合度量。它不仅与评价者对指标重要性的主观评价 有关，而且与可行方案传输给评价者的信息量和指标值的可靠程度有关。若令w ，表 示评价指标石的权重系数，一般应有： w ，o ( j = 1 , 2 ，m ) ，w j = l j = 1 即各评价指标的权重系数都为非负数，并且总和为l 。 4 ) 综合评价模型：综合评价，就是指通过一定的数学模型将多个评价指标值 合成为一个整体性的综合评价值，其中用于合成的数学模型就是综合评价模型。 5 ) 评价主体：评价目的的确定、评价指标的建立、评价模型的选择、指标权 重的确定都与评价者有关，评价主体就是整个评价过程的主导。 综上所述，综合评价的一般步骤包括评价系统分析、评价资料收集、评价指 标体系的建立、评价模型的确定、评价值的计算及排序。综合评价是由被评价对 象、评价主体、评价目的、评价时期、评价地点等要素构成的一个综合性问题。 综合评价的物理过程 作为一个物理过程，完整的综合评价一般可以分为如下几个阶段： 第二章技术经济评价指标的确定 1 ) 确定评价目的； 2 ) 建立评价指标体系。具体包括评价昆标的细分与结构化、指标体系的确定 等环节； 3 ) 选择评价方法与模型。具体包括评价方法选择、权数构造、评价指标体系 的标准值与评价规则的确定； 4 ) 综合评价实施。具体包括指标体系数据搜集、数据评估、必要的数据推算 2 8 1 、评价模型参数求解等； 5 ) 评估与检验。对评价结果进行评估与检验，以判别所选评价模型、有关标 准、有关权值、甚至指标体系的合理与否。若不符合要求，则需要进行修正甚至 返回到前述的某一一环节： 6 ) 评价结果分析与报告。具体包括评价结果的书面分析、撰写评价报告、提 供与发布评价结果、资料的储备与后续开发利用。 综合评价物理过程如图2 1 所示。 确定评价目的 确立评价指标体系 ( 目标分解、指标初选与精选、结构优化、量化) 确定评价方法与模型 ( 方法选择、权数构造、参照标准值、评价规则) 搜集评价数据，实施综合评价 ( 数据搜集校验、必要的推算、模型参数求解) 对评价结果进行评估与检验 合格l 不合格 分析与报告、储存与开发利用 图2 - 1多指标综合评价的物理过程 思维过程( 心理过程) 作为一个思维过程，综合评价与一般的统计活动过程一样，是一个“定性一 定量一定性”的辩证认知过程。 第一次的定性过程即明确评价目标，并使评价目标向评价指标体系转化的过 第二章技术经济评价指标的确定l o 程。 定量过程是多指标综合评价的核心，即通过实施数量方法对方案的总体情况 进行综合评估，输出量化的评价值：排序值或序次、定罱分类结果、定量识别结论。 最后的定性过程则是综合评价结论的更高层次的归结，将综合评价结果与具 体现象的背景情况相结合，为有关决策与管理活动提出参考性建议，从而发挥评 价的整体功能( 信息、咨询、监督) 2 9 】 3 0 1 。 2 3 评价指标的建立和筛选 评价指标是进行方案综合评价的基础，评价指标选取的准确性、全面性直接 影响到评价结果的有效性。 2 3 1 评价指标体系理论研究现状 目前理论界对综合评价指标体系的研究基本上侧重在指标体系筛选与优化方 法方面，而很少涉及其它一些理论与方法问题。根据能掌握到的资料，关于综合 评价指标体系理论问题的研究归纳起来大致有以下两个方面： 关于指标体系筛选与优化问题的研究 邱东教授在这个方面的研究相对来说比较全面，他将评价指标体系的选取方 法分为“定性和定量两大类”，并提出了定性选取评价指标的五条基本原则：目的 性、全面性、可行性、稳定性与评价方法协调性p ”。目前各类多指标综合评价实 践中基本上是采用这种定性方法进行指标选取的。 对于定量选取评价指标，在理论界也有一些研究成果，如王硕平同志提出用 数学方法选择社会经济指标【3 2 】；张尧庭教授等提出用数理统计方法选取评价指标 3 3 】【蜘，包括逐步判别分析、系统聚类与动态聚类、极小广义方差法、主成分分析 法、极大不相关法等方法，并对他们的特点进行了分析；邱东教授也提到了用“条 件广义方差极小原则”来选择评价指标体系，还提出一种根据指标相关性选择“典 型指标”的方法( 将指标聚类之后再从每一类中挑一个“与类内其它指标平均相关 程度最大”者作为本类的代表) ，并详细分析了用主成分分析法进行指标筛选与排 序中存在的问题m 】。何湘藩提出了“根据三力建标法，运用评价值离差最大 的指标体系就是最优评价指标体系的思想，建立了最优评价指标体系及相应的最 优评价模型”d 6 ；王庆石教授探讨了“统计指标间信息重迭的消减办法”，具体包 括复相关系数法、多元回归法、逐步回归法、主成分分析法、因子分析法口”。王 铮提出了采用综合回归法( 又称“综合趋优法”) 建立评估指标体系，并详细讨论 了这一方法的三个基本部分：初始指标体系的建立、指标集的过滤、指标集的净化 第二章 技术经济评价指标的确定 p 。这个过程虽然是针对教育评估问题给出的，但却是比较完整的定性与定量相 结合的指标体系构造过程，可以推广到一般综合评价问题中。 所有这些讨论可归结为两个方面，一是有哪些定性原则或思想可为指标体系 筛选提供基本思路，二是有哪砦定量方法可用于指标体系筛选。 关于评价指标体系构建原则的问题 从某种角度看，评价指标体系构建原则与指标体系定性选取原则基本相同。 其区别在于，构建原则比选取原则包括的内容更广泛：前者是“从无到有”的过程， 后者是“从有到优”的过程。 般的应用文献都是在对具体问题的评价指标体系构建时才提一些“指标体 系构建原则”，诸如“科学性原则”、“目的性原则”、“层次性原则”、“可操作性原 则”、“全面性原则”、“统一性原则”、“系统性原则”、“可比性原则”等等【帅【4 1 【4 2 1 。 2 3 2 评价指标的选取原则 综合评价，是对体现m 标的各个评价指标的信息综合。评价结果是否客观、 准确，首先依赖于被综合的各评价指标的信息是否准确，全面。一般情况下，评 价指标的选择应该遵循以下原则： 1 1 的性 指标的选取应首先从综合评价的目的出发，不能将与评价对象、评价内容无 关的指标也选择进来。 系统全面原则 选取的指标应该有代表性，从被评价事物的各个方面着眼。选择初始，备选 指标应多、全一些，留有选取余地。 灵活性原则 指标体系的建立应该有足够的灵活性，能够根据项m 自身的特点和实际情况 灵活的得到应用。 科学实用性原则 指标的选择应该适中实用。如果指标体系过大，层次过多、指标过细将使评 价的注意力不能体现整体；而指标体系过小、指标过粗又不能准确反映各个方面。 可操作性原则 指标的情况与数据应易于收集，其准确性、可靠性要有保证。 要注意选取指标与所用方法的协调性 多元统计中的主成分分析和因子分析本身具有消除评价指标间相关影响的功 能，用这些方法进行综合评价时，就需要注意指标的全面性。而其他综合评价方 第二章技术经济评价指标的确定 1 2 法= 叶i 具有此功能，选取指标时就要多注意指标的代表性，尽量事先减少指标问的 相关影响。 在实际的综合评价活动中，必须选取与评价同的和目标密切相关的评价指标， 即最能反映和度量被评价对象优劣程度的指标。这些指标应当构成一个完整的体 系，全面地反映所需评价对象的各个方面。此外，评价指标总数应尽可能的少， 以降低评价负担，所以需要按照某种原则进行筛选，分清主次，剔除某些次要指 标。然而对于某些重要指标，如果各评价对象关于该指标的取值都差不多，那么 这个指标并彳i 能帮助决策者做出任何优劣性选择，对于评价结果就不起什么作用， 也可以剔除掉。 2 3 3 综合评价指标体系的初选 综合评价指标体系的初选方法有分析法、综合法、交叉法、指标属性分组法 等多种方法。但最基本最常用的则是分析法。 初选的评价指标是可以允许重复、不可操作或难操作的，即只求全而不求优。 分析法 即将综合评价指标体系的度量对象和度量目标划分成若干个不同组成部分或 不同侧面( 即子系统) ，并逐步细分( 即形成各级子子系统及功能模块) ，直到每一个 部分和侧面都可以用具体的统计指标来描述、实现。这是构造综合评价指标体系 最基本、最常用的方法。其基本过程是： 第一步，对评价问题的内涵与外延做出合理解释，划分概念的侧面结构，明 确评价的总目标与子目标。这是相当关键的一步。分解结构如图2 - 2 所示。其中的 子e t 标或子侧面通常也称为“子系统”或“功能模块”。 f 部分1 1 ( 子子目标) 一一指标1 2 侧面1 ( 子目标) 部分1 2 子子目标一一指标1 2 i 部分1 l ( 子子目标) 一一指标1 ，2 部分m l ( 子子目标) 一一指标1 ，2 ( 子目标) j 部分m 2 子子目标 部分 ( 子子目标) 一一指标1 ，2 侧面”( 子目标) 图2 2综合评价指标体系屡次结构图 第二章技术经济评价指标的确定 第二步，对每一予同标或概念侧血进行细分解。越是复杂的多指标综合评价 问题，这种细分解就越为重要。 第三步，重复第二二步，直到每一+ 个侧面或子子目标都可以直接用一个或几个 明确的指标来反映。 第四步，设计每一子层次的指标。需要指出的是，这里的“指标”是广义的， 并不限于社会经济统计学意义上的可量化指标，还应该包括一砦“定性指标”。从 某种意义上讲更象“标志”。 最后得到如图2 - 2 所示的层次结构。在综合评价实践中，主要的是树形层次结 构，但个别情况却可能是网状的层次结构。 综合法 所谓综合法，是指对已存在的一些指标群按一一定的标准进行聚类，使之体系 化的一种构造指标体系的方法。目前许多领域都有人在讨论有关综合评价问题， 若将不同观点综合起来，就可以构造出相对全面的综合评价指标体系。不难看出， 综合法特别适用于对现行评价指标体系的完善与发展。 交叉法 这也是构造综合评价指标体系的一种思维方法。通过二维或三维甚至更多维 的交叉，派生出系列的统计指标，从而形成指标体系。例如在设计经济效益统 计评价指标体系时，我们常常采用“投入”与“产出”的交叉对比，获得指标体 系，因为经济效益就是投入指标与产出指标的对比关系。设计这类指标体系时， 我们可以将所有的投入指标与产出指标列示出来( 尽量全面) ，将它们通过矩阵形 式作两两比较，就可得到无数的“经济效益指标”。 指标属性分组法 由于统计指标本身具有许多不同属性，有不同的表现形式。因此，初选评价 指标体系时，也可以从指标属性角度构思体系中指标元素的组成。一般来说，我 们可以先将指标分为“动态”与“静态”两类，然后每一类中还可以从“绝对数”、 “相对数”、“平均数”等角度来构想指标元素。 2 3 4 评价指标的确定方法 选取评价指标的定性方法 典型的定性选取评价指标的方法为德尔菲法( d e l p h i ) ，即专家调研法。这是 一种向专家发函、征求意见的调研方法。评价主体可根据评价目的及评价对象的 特征，设计一系列的评价指标，制成调查表发给有关专家，征询专家对于这些评 价指标的意见，将专家意见统计汇总，并反馈咨询结果。经几轮咨询和反馈后， 第二章技术经济评价指标的确定 1 4 使专家意见趋于一致，并由最后一次咨询的结果确定出具体的评价指标体系。 选取评价指标的定量方法 按一些原则初步确定指标体系后，如果这些指标都是可以观察、测量的，就 可以选用某种数学方法从指标间关系来选取评价指标。这类方法常见的有： 1 ) 最小均方差法 对于某些指标，如果各评价对象关于该指标的取值相差不大，评价指标按被 评价对象取值构成的样本均方差趋近于零，那么这个指标不能做出优劣性选择， 对于评价结果不起作用，可以剔除掉。 斤一 记o = 击( 薯，一弓) 2 ( j = 1 ，2 ，m ) 为评价指标x j 的按 个被评价对象取 值构成的样本均方差。其中：x j = 去( ，= 1 , 2 ，m ) 为评价指标工j 的按n 个被 评价对象取值构成的样本均值。 若存在j = k 。( 1 k 。m ) 使得。= m i n ( s ) 且z 0 ，则可删掉与相对 应的评价指标x 。 2 ) 极小极大离差法 某些指标按被评价对象取值构成的指标评价值之间的最大离差接近于零，那 么各评价对象关于该指标的取值都差不多，评价指标对于评价结果就不起作用， 可以剔除掉。先求出各评价指标的最大离差，即r ，= m a x ( i x 目一| ) ( 1 f ，k n 且 f k ) ，再求出r ，的最小值，即令：i o = m i n ( o ) ( 1 j m ) 。当，0 接近于零时，则 可删掉相应的评价指标。 3 ) 极火不相关法 如果指标工。与其它的指标工：，x 。是独立的，那就表明指标无法由其他 指标来代替，因此保留的指标应该是相关性越小越好。令协方差 铲去善( h ) ( 矿砂2 击融而，黼躲蜘一璩示 指标x 与其余m 一1 个指标之间的线性相关系数，即复相关系数。相关阵 r = ( ) = l 了：。l ，于是得n 的计算公式为：p i 2 = t 凡，；( f _ l ，2 ，m ) 。算得 p 。2 ，以2 后，值最大的那个表示它与其余变量相关性最大，指定临界值d 后， 当n2 d 时，就可以删去墨。 4 ) 熵权法 假设有聊个指标，竹个评价对象，令表示第f 个评价对象在第，个评价指标 上的评价值，则第_ ，个评价指标的熵定义为：h = 一k 矗h 矗( ，= 1 ，2 ，m ) i = 1 第二章技术经济评价指标的确定 其中：五= x q x g ，k = l l l n n ， 则第，个评价指标熵权w j 为：w