第２７卷第３期 工程管理学报 Ｖｌ０１．２７ ＮＯ．３ ２０１３年０６月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｊｕｎ．２０１３ 厦门跨海通道项目中桥梁与隧道方案优选研究 罗水兰，王恩茂 （兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州７３００７０，Ｅ－ｍａｉｌ：６７０７５５９２８＠ｑｑ．ｃｏｒｎ） 摘要：跨海通道项目中桥隧方案之争成为近年来的一个热点，桥梁方案与隧道方案孰优孰劣，需要一个客观，全面的论证 依据来支撑才能做出合理的决策，探索并建立科学、客观、可行的综合评价指标体系是进行桥隧方案论证比选的关键。依据 综合评价指标体系的确立原则，探讨了跨海通道项目综合评价指标体系及评价模型，以厦门东通道跨海项目为例，对桥梁与 隧道方案进行评价，通过实证分析，论证该指标体系和该评价方法的可行性，为我国跨海通道项目中桥隧方案优选提供理论 基础，有一定的实践意义。 关键词：跨海通道项目；桥隧方案；评价指标体系；层次分析法 中图分类号：Ｕ４４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４ ８８５９（２０１３）０３—０４７ ０４ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｔｕｎｎｅｌ Ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ Ｓｅａ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｒｏｊｅｃｔ ＬＵＯ Ｓｈｕｉ－ｌａｎ，ＷＡＮＧ Ｎｅｎｇ—ｍａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ，Ｅ—ｍａｉｌ：６７０７５５９２８＠ｑｑ．ｃｏｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｂｒｉｄｇｅ ｏｒ ｔｕｎｎｅｌ ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ Ｓｅａ—ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｈｏｔ ｉｓｓｕｅ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｉｔ ｎｅｅｄｓ ａｎ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ，ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｒｇｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｂａｓｉｓ ｔｏ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ ｍａｋｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎｓ．Ｓｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ，ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ， ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ ｂｅｔｗｅｅｎ ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｓｃｈｅｍｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｅａ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｅａｓｔｅｍ ｓｅａ—ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｘｉａｍｅｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ａｎｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ．ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｏｆｆｅｒｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｓｃｈｅｍｅ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅａ—ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔ；ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｓｃｈｅｍｅ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ；ａｎａｌｙｔｉｃ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ 在水陆交通的工程方案中无外乎就是桥梁和 隧道两种。从国内外跨海工程技术水平和发展趋势 看，跨海桥梁技术和海底隧道技术均已十分成熟。 案进行详细的比选和论证。目前，国内还有很多跨 海工程正在建设或拟建中，如厦门第２条海底隧道 在２０１１年底开工，拟在２０１５年建成通车。渤海海 因此，在任何跨海通道项目的实施中，桥隧方案优 选成为一个不可回避的研究主题。国外如美国纽约 市的哈德逊河、东河；被泰晤士河穿越的英国伦敦； 以及德国、法国、丹麦、比利时、荷兰等交通受水 域阻隔的国家、地区无一不为每一条通道的建设方 峡跨海通道的建设已经进行了的长达１ ７年的研究， 其中第二阶段的自１９９２年以来重点是对渤海海峡 跨海通道的西通道——蓬（莱）旅（顺）通道进行 桥梁、隧道比较论证，直到２０１１年１月４日渤海 全隧道立项，多年的桥隧之争才宣告结束。已建成 通车的厦门翔安海底隧道在建设初期也进行了桥 隧方案论证，最终立项采用的是隧道方案。对于不 收稿日期：２０１３－０４—０９ 工 程 管 理 学 报 第２７卷 同的跨海通道项目，桥梁方案和隧道方案孰优孰 劣，需要有一个客观、全面的论证才能做出合理的 决策，因此，探索并构建一套科学全面的评价指标 体系显得尤为重要。 １构建优选评价指标体系 建立评价指标之前，应该首先确定指标选择的 原则和依据，然后通过问卷调查，并用德尔菲法筛 选确定最终的指标，再根据指标之间的相互联系形 成层次分明、条理清晰、逻辑严密的评价指标体系。 １．１构建的依据及原则 （１）全面性。评价两个方案的优劣，要从其 对社会、经济、自然等各方面的影响来确定相应的 指标，不应该只在经济效益方面进行讨论，还应该 考虑其环境效益，对人文发展的影响以及其技术进 步带来的间接影响。 （２）层次化系统性。需要对评价指标分门别 类，划分层次，同时指标之间要能形成一个整体全 面评价方案带来的不同方面的影响。这样选择的指 标才能条理清楚，逻辑严密。 （３）简约且不重叠。所选的指标概念明确、 易测得且易于被理解和接受，同时要避免指标之间 的相互重叠，减少重复效果的评价，提高指标的可 比性。 （４）科学性。所选的指标要基于科学分析， 能够真实地反映桥隧方案对人类自然社会的影响， 要充分采纳民众及相应专家意见以使得所选指标 的合理性，并保证评价结果的客观性及真实性 Ｊ。 １．２评价指标体系的构建思路 跨海通道建设项目施工难度大，无论采用何种 方案，涉及到经济、社会、资源环境、技术支撑等 多方面的指标因素，对方案比选总目标的一次分解 并不能达到指标的可测性要求，从桥隧方案比选总 目标的分解着手，将该指标体系分解为４个准则层， 并深入分析研究各准则层相对应的具体指标层，这 样可以得到一个初步可行的指标体系。 在初步建立的指标中，可以通过两种方法进行 筛选，即民众调查和德尔菲法，前者咨询的是项目 受益者民众的意见，后者是向专家发函、征求意见。 由于咨询的对象不一致，两种方法并用可以相互补 充，使得指标更具合理Ｉ生，同时其结果是否可靠既 取决民众的感知及偏好，也取决于专家的知识结构 和经验，因而比较适用于定性指标的筛选。本文指 标设计采用的大多是定性指标，所以两种方法并用 更具科学性。具体根据评价目标及评价对象的特 征，设计一系列相关桥隧方案比选的评价指标，并 以调查表的形式列出，分发给民众和专家各５０份， 然后统计处理其反馈的咨询结果，筛选出较为贴近 实际的可行性指标。 最后对筛选出的指标的内涵及指标间的相互 关系进行仔细分析，从实际情况对每个指标进行设 计规划，保证评价指标体系的系统性，且在严格遵 循指标体系构建原则的前提下，使每一个指标的外 延清晰易于界定、内涵明确易于理解。 采用上述方法，以厦门跨海通道项目为实际背 景，得到最终评价指标体系如表ｌ所示。 表１厦门跨海通道项目评价指标体系 １．３指标说明 要对方案比选构建一个可行、合理、全面的指 标体系，不仅要从经济、环境、社会、技术综合考 虑，还要结合当地自身条件进行指标细化。 （１）经济效益指标。对于该指标层，采用投 资回收期考虑方案效益回报期、内部收益率考察项 目的盈利能力；从全寿命周期角度考察方案的费 用，设立了投资费用和寿命期养护费用指标。这４ 个指标既有区别也有联系，共同全面考察了方案的 经济效益 Ｊ。 （２）技术发展指标。技术发展指标是从方案 本身的技术功能要求、投资风险、对厦门市城市地 位提升能力、厦门市地区台风及地震情况对方案影 响这些角度全面及科学考虑而确定的６个指标。 第３期 罗水兰，等：厦门跨海通道项目中桥梁与隧道方案优选研究 表２ Ｂｉ对Ａ的权重 （３）环境效益指标。海域生态环境的影响指 的是建设方案对厦门市海洋生态环境（包括海洋生 物及海水质量等）的破坏情况；城市污染是指对建 设过程造成的建筑垃圾对城市造成的污染；海域风 景美化度是指项目建成后与城市海岸风景的融合 度；厦门市是一个旅游城市，旅游业的发展对城市 有很大的贡献，所以考虑了带动城市旅游业的发 展；通道资源利用率是考察方案能否充分利用当地 资源条件。 （４）人文发展指标。人文发展指标则既考虑 了民众的感受和接受度、项目对城市价值的影响， 从项目本身的安全性及对时间贡献也设置了指标， 同时设计了国家综合国力提升指标，体现方案建设 技术突破对国家综合国力的影响。 １．４方案比选方法 桥隧方案属性多样、结构复杂，难以完全采用 定量的方法或简单归结为费用效益进行优化分析 与评价。从上述建立的２１个指标中可以看到，经 济效益的４个是定量指标，其余都是定性指标，且 各指标产生的方法不同，量纲不同，其情况的优劣 不能通过简单的数值大小比较来评判，而需通过定 性信息定量化的途径，使复杂的评价问题明朗化。 而ＡＨＰ方法即层次分析法正是基于这样的基本思 想，把复杂的问题分解成各个组成因素，又将这些 因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两 比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性，得到 各要素相对上一层目标的权重ｌ３Ｊ。然后综合有关信 息将各指标层的得分量化为１～１００的数值。逐级加 权得到总目标的值并按目标值的高低确定桥隧两 方案的优劣。 ２厦门跨海通道项目桥隧方案比选 厦门东通道是连接厦门市本岛和架翔安 区的一条跨海通道，方案论证期初专家们也曾对隧 道方案与桥梁方案进行研究论证，最终确定了隧道 方案。本文采用上述综合评价指标体系和方案比选 方法对厦门东通道桥隧方案进行比选，以验证上述 指标体系的可行性。 ２．１确定评价指标权重 建立判断矩阵确定各指标相对上一级指标的 重要度并进行一致性检验【４Ｊ，如表２～表６。 表２～表６表明，各个判断矩阵均通过了一致检 验，则各表中的ｗｉ即为相应评价指标的权重。 Ｂ２ Ｃ５ Ｃ６ Ｃ７ Ｃ８ Ｃ９ Ｃｌ０ Ｗ， Ｗ，。 表５ Ｃｉ对Ｂ３的权重 Ｃｉ６ １ ２ １／２ ３ １．９０６ ０．２４９ ６．０７９ Ｃ１７ １／２ １ １／３ ２ １．２０１ ０．１５７ ６．０８５ Ｃ１８ ２ ３ １ ４ ２．９０４ ０．３７９ ６．１２６ Ｃｉ９ １／３ １／２ １，４ １ ０．７４２ ０．０９７ ６．０７３ Ｃ２０ １／４ １，３ １／５ １／２ ０．４５０ ０．０５９ ６．０６１ Ｃ２ｌ １／４ １／３ １／５ １，２ ０．４５０ ０．０５９ ６．０６１ ｌ ｎ －ｏｓ Ｏ．Ｏ１３ 符合一致 性检验 ２．２量化指标层Ｃｊ得分 （１）对于经济效益指标。投资回收期、投资 费用、经营期费用是越小越好，属逆向指标，内部 收益越高越好，属正向指标Ｌ５Ｊ，对于这两类指标可 通过衡量达到参考值的水平和差距得到指标的相 应得分，因此将实际指标值与相应的参考值进行对 比，对于正指标，标准化处理值＝（指标实际值÷参 ・０５０・ 工 程 管 理 学 报 第２７卷 考值）×１００；对于逆指标，标准化处理值＝（参考 值÷指标实际值）Ｘ １００Ｌ６Ｊ。 （２）技术发展指标。由于专业性较强，采取 相应技术专家直接打分法，通过多位专家打分取平 均值的方法确定各相应指标的得分 Ｊ。 （３）环境效益指标及人文发展指标。综合专 家及受益群众意见，采用调查问卷的形式确定并量 化各指标值使其在ｌ～１００范围波动。计算方法为去 最大最小得分再平均得到最终指标得分。通过上述 方法得到量化的指标得分如表７所示。 表７指标置化得分 ２．３ 采取线性加权和法计算综合得分 线性加权和法是使用广泛、操作简明且含义明 确的指标值综合合成方法［引。利用表７中的指标量 化值，对应表２～表６的各级相对上级的权重可以求 得综合得分。 （１）隧道方案综合得分计算： Ｂｌ：７６×０．２７２＋７８×０．４８３＋８０×０．１５７＋７７×０．０８８ ＝７７．６８ Ｂ２＝７７ Ｘ ０．２Ｉ８＋９０×０．３５４＋７２ Ｘ ０．１２０＋９２ Ｘ ０．０６７ ＋８８×０．１２＋８６ ｘ ０．１２＝８４．３３ Ｂ３＝７３×０．４０２＋７５×０．２４５＋７７×０．１３７＋８２ Ｘ ０．１３７ ＋８９ Ｘ ０．０７９＝７９．０２ Ｂ４＝６７×０．２４９＋８０ Ｘ ０．Ｉ５７＋７５×０．３７９＋８０×０．０９７ ＋８５×０．０５９＋８５×０．０５９＝７６．８４ Ａ＝７７．６８×０．１０９＋８４．３３×０．４１７＋７９．０２×０．２６６ ＋７６．８４ Ｘ ０．２０８＝８０．６４ （２）桥梁方案综合得分计算： Ｂｌ＝７９×０．２７２＋８２×０．４８３＋７９ Ｘ ０．１５７＋８２×０．０８８ ＝８０．７ Ｂ２＝８２ Ｘ ０．２１８＋８８×０．３５４＋７５ Ｘ ０．１２０＋７２ Ｘ ０．０６７ ＋６５×０．１２＋６６ Ｘ ０．１２：７８．５７ Ｂ３：６７×０．４０２＋８０×０．２４５＋８０ Ｘ ０．１３７＋８８×０．１３７ ＋７９ Ｘ ０．０７９：７５．７９ Ｂ４＝７８ Ｘ ０．２４９＋７５×０．１５７＋８０×０．３７９＋８２×０．０９７ ＋８０×０．０５９＋８０ Ｘ ０．０５９＝７８．９１ Ａ＝８０．８７ Ｘ ０．１０９＋７８．５７×０．４１７＋７５．７９×０．２６６ ＋７８．９１ Ｘ ０．２０８＝７８．１４ 隧道方案得分（８０．６４）大于桥梁得分（７８．１４）， 由此可以判定隧道方案优于桥梁方案。该结论与专 家论证结果一致。 ３结语 桥隧方案论证比选是跨海通道建设初步研究 中必不可少的一个阶段，构建一套基于此种情况下 桥隧方案比选的评价指标体系对跨海通道建设初 步研究及最终方案的确定具有重要作用。本文对该 评价指标体系的建立进行了较为深入系统的研究， 为我国跨海通道建设项目桥隧方案的论证提供了 必要的理论基础和技术手段，有一定的理论意义和 实用价值。 参考文献： ［１］王恩茂，鲍学英．绿色建筑的经济评价体系研究［Ｊ］．兰 州交通大学学报，２０１０（１）：１００—１０３． ［２］王恩茂．工程经济学【Ｍ】．北京：科学出版社，２０１０． ［３】汪应洛，齐二石．系统工程【Ｍ］．北京：机械工业出版 社，２００８． ［４】毛大任，陈建国．基于ＡＨＰ的建筑废料分类回收方案 决策方法研究［Ｊ］．工程管理学报，２０１０，２４（４）：３７８—３８２． 【５】刘笑萍，谢家平，任思新．房地产业循环经济评价指标 体系研究［Ｊ］．城市问题，２０１０（３）：６７—７１． ［６孙延风．城市低碳经济的综合评价方法——厦门市低碳 ６］经济评价指标体系构想『Ｊ］．区域扫描，２０１１（３）：５８—６１． 【７］绿色建筑论坛．绿色建筑评估【Ｍ］．北京：中国建筑工 业出版社，２００７． ［８】王志宪，林丽，虞孝感．循环经济发展指标体系设置 与评价［Ｊ］．城市问题，２００６（４）：１３２ １３３． 作者简介： 罗水兰（１９８７一），女，硕士研究生，研究方向：工程管 理，绿色建筑； 王恩茂（１９６８～）男，教授，研究生导师，研究方向： 工程管理，风险管理，绿色建筑。
