第35卷1期2021年2月
Vol.35No.1
Feb.2021黑龙江工程学院学报JournalofHeilongjiangInstituteofTechnology
引用著录：史泽宇，李阔，刘民壮，等•土木工程环境影响自动研判系统研究黑龙江工程学院学报"021"5(1):26-33. DOI：10.19352/jki.issnl671-4679.2021.01.006 土木工程环境影响自动研判系统研究
史泽宇〔，李阔〔，刘民壮2，崔梓饪2，张政杰1
(1.黑龙江工程学院土木与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨150050#.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150090)
摘要：针对传统土木工程环境影响评价时效性低、环评供需矛盾的问题，开发自动研判系统进行评价。系统利用Python语言实现指标的自动计算与研判，通过逻辑函数实现项目信息的串联与保存，安装xlrd模块读取Excel表格中的基础数据，选用wxPython开发图形界面简化操作。操作者只需将数据按照模板编写、导入Excel表格，系统将会在1s内完成环境影响评价指标的自动计算与研判。基于Python语言开 发的土木工程环境影响自动研判系统，与传统的评价方式相比，能够实时、高效地给出研判结果，有效缓解环评从业人员与环评需求的矛盾。
关键词：土木工程；环评供需矛盾；自动研判；实时高效
中图分类号：X828文献标识码：A文章编号：1671-4679(2021)01-0026-08
Research on the automatic assessment system of
civil engineering environmental impact
SHI Zeyu1,LI Kuo1,LIU Minzhuang2,CUI Ziyu2,ZHANG Zhengjie1
(1.College of Civiland Architectural Engineering,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin150050,China； 2.School of TransportationScienceandEngineering"HarbinInstituteofTechnology"Harbin150090"China)
Abstract:Aiming at the problems of the low timeliness of traditional civil engineering environmental impact assessment(EIA)andthec%ntradicti%nbetweenthesupplyanddemand%fEIA"anaut%maticsystemis de
vel%pedt%s%lvethepr%blem?Pyth%nlanguageisusedt%realizeaut%maticcalculati%nandresearch"and logical functions are used to realize the series and storage of project information.Xlrd module is installed toreadthebas3cdata3nExceltableand Wxpython3sselectedtodevelopgraph3cal3nterfacetos3mplfy operaton?Inth3sway"thefunctonofthesystem3srealzed?Theoperatoronlyneedstocompleand 3mportthedata3ntoexcelaccord3ngtothetemplate"andtheassessmentresultsofEIA3nd3catorsw3l be given in1s.Compared with the traditional evaluation method and based on Python language,this paper designs8heenvironmen8alau8omaicassessmen8sys8em?Theulima8egoalof8hissys8emis8oe f icien8ly give8heassessmen8resulsandsolve8heproblemof8heimbalancebe8ween8hesupplyanddemandofEIA personnelandEIAneeds?
Key words:civil engineering；contradiction between supply and demand of EIA；automatic assessment；efficiently
土木工程项目的开展会对环境造成无法挽回的影响，危害人们的身心健康(土木工程环境影响
收稿日期：2020-11-12
基金项目：黑龙江省2020年大学生创新创业训练计划项目(202011802015)
第一作者简介：史泽宇(2001—)，男，本科生，研究方向：土木工程.
通信作者简介：李阔(1980—&男，助理研究员，研究方向：土木工程.评价工作的开展能够对土木工程项目全过程可能造成的环境影响进行预测和分析，针对项目可能带来的环境问题制定合理的对策，尽可能减少对环境造成破坏(随着中国加强生态文明建设，大力推动绿发展，近些年的土木工程项目环境影响评价需
求不断上升,BIM H、GIS2等技术逐渐应用于土木工程环境影响评价，主要是从环评的标准以及指标
第1期史泽宇，等：土木工程环境影响自动研判系统研究-27-
获取角度对传统环评技术进行改进升级。传统的环境影响评价技术由人工主导，时效性低，环评从业人员往往需要大量的时间才能完成项目环境影响评价，少量的环评从业人员已经无法满足大量的环评需求。因此，开发高效准确的环境影响自动研判系统，简化环境影响评价流程，提高环境影响评价时效性具有现实意义。
王爽等囚采用AHP与I权法相结合的技术，邀请相关领域专家通过主客观相结合的方式确定各指标的权重值，并给出综合环境影响评价指标，但该方法受主观因素影响较大。帅小根等⑷通过BEES软件，
利用软件中的12类环境影响评价指标，根据软件中的参数量化工程建设以及资源消耗可能产生的环境影响，其主要贡献在于能够计算出单位建筑面积的环境影响潜值，但整个评价流程需要构建工程实例模型，且仅适用于该模型。陈海宁囚基于大数据技术、数据挖掘技术、智能检索技术建立环评大数据分析支撑系统，系统通过大数据技术自动筛选出与评价项目相类似的历史项目，从中获取关键数据，便于技术人员对比分析。除了新技术的应用之外，还需要对土木工程项目环境影响评价的内涵、评价中需要注意的事项以及未来环境影响评价可能的方向进行分析，尽可能提高工作的效率以及质量。同时，需切实提高国民的环保意识，
加强环境管理的审批工作，建立1套完善的环境影响评价标准（
范力等8应用自动监测技术，利用沱江4个水质自动检测设备获取数据，采用单因子评价法分析
水质污染情况，旨在通过自动监测数据进行实时评
价。伯鑫基于VBA编写程序，开发自动化评价系统，系统能实现数据格式检验以及数据自动分
析。何芳等1利用GIS技术，结合Office组件对数据以及空间图形进行录入管理与编辑，集成多种评价算法模型，开发能够实现数据录入、评价、查询及管理
等为一体的信息化管理平台。陈楠等匚1运用BIM技术构建土木工程项目的信息模型，运用层次分析法
建
立评价指标体系，以实际案例建模并进行计算。
上述学者针对土木工程项目环境影响评价的研究已经取得一些成果，并建立不同的环境影响评价体系与算法模型。但对于土木工程环境影响自动研判系统的构建研究还相对比较少，对于系统应具备何种功能，如何实现自动计算、自动研判的功能以及其他功能还有很多未知因素。基于此，本文将传统土木工程环境影响评价方式进行优化升级转型，基于Python语言开发能够自动计算环境影响评价指标、根据指标进行自动研判的系统，提高环评的时效性与准确性，缓解环评从业人员与环评需求之间的矛盾。
1系统功能设计
系统的功能由开发系统的目的决定，功能设计又是系统开发的基础，两者相辅相成。开发系统的目的是为了提高环评的时效性与准确性，解决环评从业人员与环评需求之间的矛盾，即少量环评从业人员配备经过短暂培训的员工使用该系统，能够高效快速地完成环境影响评价，故系统的操作需要简洁、方便，尽量达到“一步完成”的效果。系统未来可能应用于商业、土木工程方案的优化中，故需对待评价、已评价的项目进行管理。结合上述自动研判的需求，将系统分为用户管理、数据导入、自动研判与建议对策模块。
1.1用户管理模块
该模块需要存储用户的个人信息，如用户所在的公司或个人名称、、需要进行环评的项目名称等，以便对土木工程项目进行跟踪、记录。存储的内容还应包括项目的具体情况、项目的环境影响评价数据、项目环境影响严重程度以及如何优化该项目的建议或策略。
1.2数据导入模块
该模块实现的功能是将环境影响评价所需的基础数据导入，后续自动研判模块并对基础数据进行计算，得到环境影响评价指标，根据标准评价环境影响严重程度。基础数据的获得应尽可能简单，如从项目可行性研究报告、项目设计文件中提取。基础数据的导入应方便快捷，尽量使用市场上常见的、兼容性强的软件导入。
1.3自动研判模块
该模块实现的功能是将导入的基础数据进行计算得到环境影响评价指标，并根据设定的标准评判环境影响的严重程度，评价指标选用当量值以适用于各类土木工程项目、各种规模的土木工程项目。部分环境影响评价指标的计算只需将基础数据除以土木工程项目辐射范围便可得到，另一部分指标需要经过较为复杂的计算。评价标准不但需要结合国家规范、行业标准，还需结合已有的土木工程实践项目，根据时代发展的需要设置。
1.4建议对策模块
模的实现评从业员参与"功
在得到土木工程项目环境影响评价结果的基础上实现"评从业员针响评果给出
・28・黑龙江工程学院学报第35卷
业地降低环境影响建议及项目优化方向。
虚拟房间2系统功能实现
本文选用Python作为开发语言。Python是1种动态的高层次脚本语言，执行速、解释性强）广有的标函数。它以C 语言为底层，是1费开源的语言[12]0安装Python3.7，并配置环境变量。通过pip 工具安装xlrd模块，将其导入至python中，便于系统数据的导入；图形的开发选用wxPython，该软件为开源软件，且具有较为优秀的用户图形库。2.1用户管建议对策
这两个模块主要实现信息存储功能。系统将
每1位用户的个人信息、项目的环评信息、给出的建议对策子存档，便于查阅。除此之外"系统可以实
时存储项目的环评基础信息，无需在完数据时对基础数新整理，节约了操作者的时间，且实时得到的部分评价指标即可指导项目的优化。
利用file_path函数定义数据的存储路径（这里的数据指的是用户信息、环评信息等）。定义用户
类模块，模块包括self,name^self,mobilephone、self.QQ等信息，并利用其实例存储用户信息；建立用户数据存储函数updtiUsersIiifo（（elf），用户在入名称、电话、QQ等信息将会自动存储在用户类模块的实例中，并保存，且每1次入用户名称以及用户数据时，会对项目评价情况新。议对策类模块，模块与用户类模功，存项目的建议对策。逻辑函数将该模块与其他模块链接，存储1次评价的各项信息。实现用户管理功能的代1所示。
class updatallserslnfo:
def_init_（self r file_path r name,somebmobilephone,QQemail_address,Wechatname address）: self.filepath=file_path
self,name二n a me
self.someb=someb
self.QQ=QQ
self.Wechat=Wechat
self,n ameaddress=n a meaddress
def filepath（self）:
file=ope n（self.file_path,'a'）
strin g=self.filepath+'\n'+self.name+'\n'+self.someb+,\n'+bilephone+,\n'
+self.QQ+'\n,+ail_address+,\n,+self.Wechat+,\n,+self.name_address+,\n file.write（string）
粉尘收集
file.closeO
图1实现用户管理功能的代码
过这些环评信息与建议对策，在一的数据积累基础上，可以实时地更新响评价标准与建议对策库，为
科学的环评做指导。操作者只需点击的提钮即卩可触发编制好的逻辑函数，将用户信息、环评信息议对策串联，以自定
的方式保存地。用户管理界面与建议对策2、图3所示。
导入数据
图2用户管理界面
图3自动研判界面
2.2数据导入
工程的期长，资源能源消耗较高，全生期生响。其影响类型复杂样"工程自的影响、附属设施建设的影响、资源能源消耗的影响、天气和事故污染的影响等。按照影响因素可分为，环响、生态响、环境空响）声影响）响分析、事故污染风险分析等。虑、生态、环境空气以声四方的响因素，并从这些影响因素中易提取、易量化、覆盖全突出重点的数据[13]:
算得响评价指标，指标体系4所示。这里的当量，指的是根据基础数算出来的经
过处理的数以工程项目的。
10 18 100 101
openfile（（elf）函数，函数功能主将数导入至系统中，以便下一步的数算。为便使用，这里选取Excel作为数据导入的软件
。
第1期史泽宇，等：土木工程环境影响自动研判系统研究・29・
|环境影响评价扌翻紊］
|社会环境影响| |生态环境影响|环境空气影响|陋境噪声影响|
工当量土地利用率
H
当量通道数H
当量占地面件
匚当量拆迁量
工
当量砍伐树木棵数
丄
当量边坡产生面积 丄当量占农田面积
丄当量水土流失量
H
当量颗粒物产生质量一
—
丄当量氮氧化物产生质量一
匸
当量
N O
产生质量
一
夜间当量噪声影响面积一
昼
间当量噪声影响面积一
图4 环境影响评价指标体系
利用xlrd 模块中的file 函数读取Excel 表，并通过 引顺序 导入各个基础数据。实现数据导入 功能的代码以及各项数据的
情况 5。
def openfile(self):
_tran s late = QtCore.QCoreApplicatio r etranslate global file
openfile name = OpenFileName(self，选择文件',J'Excel files(*.xlsx , *.xls)') file=ope n file_name[O]
data=xlrd.ope n workbook(file)sheet=data.sheet_by_i n dex(O)dataFile=[]
L =ll(1,0).value SJianzhu =ll(1,1 ).value Ldianxian =ll(1 r 2).value
Schaiqia n =S 」ia n zhu+L_dia nxian *100Szhandi =ll(1,3).value N tongdao =ll(1,
4).value NJumindia ll(1,5).value Qshuitu =ll(1,6).value Snon g tian =ll(1,7).value Sbia n po =ll(1 r 8).value Nkanshu =ll(1,9).value Ljdelta =ll(1,10).value
图5实现数据导入功能的代码
系统将会提供Excel 表格中数据的导入模板, 以 速 作者理解数据导入方法。以公
项目 为例，数据导入的模 6所示。
漂流河道设计
:~~
节点名称 I 节点1 I 节点2
16 节点名称节点1 节肯厂节点3节点4节点5节点6 —节点了节点8
节点n-l 节点n
23 节点名称 节点］ 节点2 节点3 节点4 节点5
节点6
节点7
节点9
2图6数据导入模板
作者只
序，在各栏下方输入待评价项
目的各个数据f 卩可 表格的梳理。考虑到计算效率，限制系统数据导入模块，最多可容纳
100）个节点的公
项目数据"
撑绝大多
数项目
响评价工作。之后只需在数据导入
导入项目的Excel，即可
基础数据导入，数
导入
7所示。
地，本文各项指标之间 互分离的，在
数据不 的情况下，系统也可以完成已有数据的
自动计算与研判。
图7数据导入界面
2.3自动研判
2.3.1计算模型建立
分 响评 指 标的 算 基础 数 以
土木工程项目 得到" 响中的当
拆迁量、当量占地
、当 数以及生态
响中的4个指标即卩当量拆迁量=项目总拆迁量/ 项目规模、当
失量=项目
失量/项
目规模等。而当量土地利用率、环境空
响指标以
声影响
过较为复杂的计算得到，这
里给出当量土地利用率、3种环境空气影响评价指标 以
声影响评价指标的计算模型。
立计算模型后，只需应用计算机语言将模型实
现，即可对数据导入模块中的基础数据自动处理、计 算，获取
响评价指标值。该部分 增加新的
模块，只需在基本的Python 语 下进彳f 。）当 地利用率。当
地利用率是反映
土地利用的指标，在房屋 工程中，可以直接使
用土地利用
以项目 得到" 工
程项目除房屋 工程外，还
市 工程以工程等。
工程往往 线性
工程，采用土地利用
来对其土地利用率 衡
不
的效果，故这里采用交通容量来
3!
工程的土地利用率 评价/
工程当
量土地利用率［13］的计算方式为
—AADT ；・ k m ・ L m ,
(1)6 一 R m
m S m
(2)—-0. 006 8q m + 98. 577"
(3)AADT m R m = 24 ，
(4)Qii —
,
(5)
・30・黑龙江工程学院学报第35卷
DLt d"字(6)
式中：加为道路节点数，个*为节点总数，个;8为
；节点交通容量,pcu/d；AADT；为；节点年平均"pcu/d；6；为；节点,pcu/ km为；节点路段长度，km；q；为；节点小时,pcu/h*；为；节点速度，km/h；Q n
为容量，pcu/d；DL d为当地利用率" pcu/d/km0
将式(1)〜(6)进行变换，则当量土地利用率的
计算公式为
Q；=AADT；+
________AADT；/24_______@⑺
—0.0068X苛；+98577
实现当量土地利用率计算的代码如图8所K o
q zong=0.0
for i in range(len(L_m)):
q_zong=q_zong^AADT[i]+(AADT[i]/24)/((-0.0068*AADT[i]/24)+98.577)*L_m[i]
DL_liyonglv=round(q_zong/L,2)
图8实现当量土地利用率计算的代码
2)当量污染物排°土木工程项目过
人脸识别门程中的排放主虑过程以运过程，较长
时间的营运过程将续产生排放。在过程中，其主要污染物排只用的CO2、NO.以物的年平均排质以项目辐即可。在营运过程中，无法针对市
以及公个沿线的污染物排
"算模型得到，本文主虑的运
过程可生的影响。
《公项目响评价规范(JTG B03—2006)5™中给出污染物排的计算公式以及CO.NO.的单车排子"物的单车排
子。本文根，结合等口5$对机动车
排放量的研究，给出3类污染物的当算公式见式(8)〜(12)3类污染物排放因子的选取见表1°Q；=36503=1AADT ot・E4・L；・10—6,(8)步进式加热炉
Q=0；
DL co"
DL no x"
~DL＜；
式中:Q；・为；节点1a内丿类污染物排，t/a；Qj为4类污染物排，t/a；d1、2、3时分别为CO.NO.和颗粒物;E j为+类型车单车丿类排放因子,mg/辆・m，取自；DL c°为当量CO产生质量,t/a/km；DL NO x为当量NO工产生质量，t/a/km；DL；为当物产生质量,t/a/km。
实现3当污染物排算的代9所K。
卄
11(
(
mg/辆・m
表1取值推荐
平均速度/(km/h)5060708090100
CO31.3423.6817.9014.7610.247.72小型车
NO, 1.77 2.37 2.96 3.71 3.85 3.99
颗粒物0.00290.00290.00300.00340.00400.0048
CO30.1826.1924.7625.4728.5534.78中型车
NO, 5.40 6.307.208.308.809.30
颗粒物0.66750.67650.70650.75750.82950.9225
CO 5.25 4.48 4.10 4.01 4.23 4.77大型车
NO,10.4410.4811.1014.7115.6418.38物 1.0815 1.0080.96450.9510.9675 1.014
3)当声影响。与当量污染物排I
分为过程以运过程来考虑，本文主虑的运过程可生的噪声影响M。结合，计算噪声小时等效声(13)〜(16)。
L；=a+l V1;"(13) L E qa i m=L；+101g—+#L d+
1；
△L g+#L。一16,(14)
L E q al;"101g[100L Eqal;1+100L Eqal;2+
10°'1L Eqal；3$+#L],(15)
AADT+
9
N1；=—2—.(16)《声环境质量标准(GB3096—2008)516$给出昼间以间的噪声限值分别为70dB以及55dB，当间噪声降低至70dB以下，夜间噪声降低至55dB
