高速公路技术状况综合评定

根据《公路技术状况评定标准》，公路技术状况的评价内容包括路基、路面、桥梁隧道构造物以及沿线设施四部分，本书将桥梁和隧道单独考虑。这样，公路技术状况的评价指标将包括路基、路面、桥梁、隧道和沿线设施五个方面，其中公路隧道与沿线设施的技术状况评价采用《公路技术状况评定标准》中的评定方法进行评价，可以得到隧道技术状况指数（SCI 隧）及沿线设施技术状况指数（TCI）。

对于高速公路技术状况的综合评价，由于涉及因素多，且各因素之间关系复杂并且相互影响，因此在对各指标进行评价时，往往带有“灰色”特征。本书采用灰色聚类方法对公路的技术状况进行综合评定。

（一）灰色聚类决策模型

1.建立样本矩阵

设有i=1，2，…，n 为聚类对象，j=1，2，…，m 为聚类指标，k=1，2，…，K 为不同的灰类，xij 为第i 个聚类对象对于第j 个聚类指标的样本值，X 是以xij为元素的样本矩阵，即

2.求各灰类的权值

设ηjk 为灰类聚类权，指第j 个聚类指标相对于第k 个灰类的权重，当聚类指标的量纲相同时，则

若聚类指标的量纲不同，且不同聚类的样本值在数量上相差很大时，可按照如下公式先进行无量纲处理：

式中：Sjk 指第j 个聚类指标的第k 个灰类（标准值，或取白化函数的阈值λjk）；Sj 指第j 个聚类指标的参照标准；γjk 指无量纲化后的灰色聚类权。

对聚类指标进行无量纲处理后，运用如下公式计算各灰类的权值：

3.求灰色聚类系数及灰色聚类矩阵

记σik 为灰色聚类系数，表示第i 个聚类对象属于第k 个灰类的程度，即(www.xing528.com)

式中：fjk（xij）指由样本值xij 求得的白化函数； jkη 指灰色聚类权值。

然后建立灰色聚类决策矩阵：

（二）确定指标体系

在进行公路技术状况评价时，评价指标的选择应遵循以下四个原则：目的性、科学性、操作性、客观性。

根据以上原则并结合《公路技术状况评定标准》中的相关规定，确定高速公路技术状况评价指标为路面使用性能指数（PQI）、路基技术状况指数（SCI）、桥梁技术状况指数（BCI 桥=Dr）、隧道技术状况指数（BCI 隧）及沿线设施技术状况指数（TCI）五种，以上各指标可以通过对现场实测资料分析后得到。其中，各项指标除了路面性能指数，均为百分制，分数越高状况越好，分数越低状况越差。

为方便计算，将路面性能指数按照公式计算后，令PQI=100－D，得到的评价结果也相应变为分数越高时状况越好。当计算结果PQI＜0 时，取PQI=0。

（三）基于灰色聚类的高速公路技术状况评价

设有样本矩阵为X=(xij)n×m，其中i=1，2，…，n 为评价对象，j=1，2，…，5 为评价指标。根据各项评价指标的分级标准，将各聚类指标分为5 个灰类，k=1，2，…，5 为灰类。然后根据不同指标的分级标准，确定各灰类白化函数的阈值λ jk，并构造第j 个评价指标的白化函数。

由于各评价指标均为百分制，且都为越大越佳，所以高速公路技术状况的评价的各个指标不需再进行无量纲处理，可直接根据求得各灰类的权值。

然后求得灰色聚类系数 ikσ ，建立灰色聚类决策矩阵，找出最大聚类系数 ikσ ，该最大的聚类系数所对应的灰类k 即为该聚类对象所属的灰类，即为高速公路技术状况综合评价结果。