基于SEM-云物元的装配式桥梁施工绿色度评价模型附Matlab代码

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一、引言：装配式桥梁施工绿色度评价 —— 基建行业低碳转型的 “度量标尺”

在 “双碳” 战略与新型城镇化建设背景下，装配式桥梁因 “工厂预制、现场装配、工期短、污染少” 的优势，成为桥梁建设的主流模式。然而，装配式桥梁施工仍涉及 “材料生产、构件运输、现场吊装、废水处理” 等环节，可能产生碳排放超标、资源浪费、噪声污染等问题。例如，预制构件运输过程中的燃油消耗会增加碳排放，现场灌浆作业可能导致水泥浆泄漏污染土壤。

施工绿色度评价作为管控环境影响、优化施工方案的核心手段，能为装配式桥梁项目提供 “绿色水平诊断 - 问题定位 - 改进方向” 的全流程支撑。但传统评价方法存在明显缺陷：定性评价（如专家打分法）主观性强，易受经验影响；单一定量评价（如层次分析法 AHP）难以揭示指标间的潜在关联，且无法处理评价过程中的模糊性与不确定性。

为此，本文提出SEM - 云物元联合评价模型：通过结构方程模型（SEM）挖掘指标间的因果关系，量化权重分配的科学性；结合云物元理论处理评价中的模糊性与随机性，实现 “因果分析 - 权重优化 - 精准评价” 的有机统一，为装配式桥梁施工绿色度评价提供更科学、更精准的新方法。

二、装配式桥梁施工绿色度评价的核心难点与传统方法局限

要理解 SEM - 云物元模型的价值，需先明确装配式桥梁施工绿色度评价的特殊性与核心挑战：

（一）装配式桥梁施工绿色度的内涵与指标特征

装配式桥梁施工绿色度是指在施工全周期（预制、运输、装配、运维准备）中，项目对环境、资源、能源的友好程度，其评价指标具有多层级、强关联、模糊性三大特征：

1. 多层级：指标涵盖 “环境影响”“资源利用”“能源消耗”“管理水平” 4 个一级指标，下分 12 个二级指标（如环境影响包含噪声污染、大气污染、土壤污染）、36 个三级指标（如大气污染包含 PM2.5 排放量、CO₂排放量）；

1. 强关联：指标间存在潜在因果关系，例如 “预制厂距离施工现场的距离”（资源运输指标）会直接影响 “运输燃油消耗量”（能源消耗指标）与 “运输碳排放”（环境影响指标），传统方法难以量化这类关联；

1. 模糊性：部分指标难以精确量化，如 “施工人员绿色意识”（管理水平指标）、“周边居民满意度”（环境影响指标），需通过模糊语言（如 “良好”“一般”“较差”）描述，评价过程存在不确定性。

（二）主要评价难点

1. 权重分配科学性不足：传统 AHP 法依赖专家对指标重要性的两两比较，无法考虑指标间的因果关联，例如将 “运输距离” 与 “碳排放” 视为独立指标，导致权重分配与实际影响不符；

1. 模糊性与随机性处理困难：评价中既有 “CO₂排放量≤50kg/m²” 的精确标准，也有 “噪声污染较轻” 的模糊描述，传统模糊评价法难以同时处理 “精确 - 模糊” 的混合信息；

1. 评价结果可解释性差：传统方法仅输出单一评价等级（如 “绿色级”“较绿色级”），无法定位关键影响因素（如 “碳排放超标主要源于运输环节”），难以指导后续改进。

（三）传统评价方法的局限性

1. 专家打分法：完全依赖专家主观判断，缺乏定量支撑，不同专家的评价结果差异较大，一致性难以保证；

1. 层次分析法（AHP）：虽能实现定量权重分配，但假设指标间相互独立，忽略了指标间的因果关联（如 “资源利用率” 与 “能源消耗” 的负相关关系），权重精度低；

1. 模糊综合评价法：虽能处理模糊性，但权重分配仍依赖经验，且无法揭示指标间的潜在关系，评价结果的科学性与可解释性不足；

1. 单一物元评价法：能将模糊指标转化为物元，但无法优化权重，且对指标间的关联视而不见，适用于简单系统，难以适配复杂的装配式桥梁施工场景。

⛳️ 运行结果

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