高速公路安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的無量綱化處理

婁 菁

(陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司，陜西 西安 710000)

高速公路安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的無量綱化處理

婁 菁

(陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司，陜西 西安 710000)

在高速公路安全綜合評(píng)價(jià)中，選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)往往含義和性質(zhì)不同，既包括有量綱的指標(biāo)也包括了無量綱指標(biāo)，在運(yùn)用這些指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)前，應(yīng)預(yù)先消除指標(biāo)類型和量綱的差異。

高速公路；安全綜合評(píng)價(jià)；指標(biāo)；無量綱化；處理

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)類型一致化

多數(shù)情況下，評(píng)價(jià)指標(biāo)值越大評(píng)價(jià)結(jié)果越好，如項(xiàng)目?jī)衾麧?rùn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、安全等級(jí)等指標(biāo)，這類指標(biāo)被定義為“極大型”指標(biāo)；而發(fā)生事故概率等指標(biāo)則是越小越安全，越小結(jié)果越好，稱“極小型”指標(biāo)。此外，還有“居中型指標(biāo)”和“區(qū)間型”指標(biāo)。如果評(píng)價(jià)體系中擁有不同類型的指標(biāo)，計(jì)算前須對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行一致化處理，將不同類型的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成極大型指標(biāo)。

本文的指標(biāo)體系中只包括極小型指標(biāo)，即指標(biāo)值越小，高速公路安全水平越高。換句話說，指標(biāo)值越大，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高。對(duì)于極小型指標(biāo)x，可令：

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的無量綱化處理

由于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各指標(biāo)的涵義和性質(zhì)不同，各指標(biāo)具有不同量綱、不同數(shù)量級(jí)，指標(biāo)數(shù)值無法直接進(jìn)行比較，需采用歸一法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，指標(biāo)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化處理通常采用數(shù)據(jù)變換辦法。研究者認(rèn)為，理想無量綱化方法應(yīng)滿足單調(diào)性、差異比不變性、平移無關(guān)性、縮放無關(guān)性、區(qū)間穩(wěn)定性、總量恒定性6個(gè)條件，本質(zhì)上就是不改變指標(biāo)所反映的任何數(shù)學(xué)規(guī)律信息。最常用的處理方法是將指標(biāo)值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較得到指標(biāo)的得分，大概有以下6種處理方法

(1)標(biāo)準(zhǔn)化處理法

(2)極值處理法

式中：Mj=max{xij}，mj=min{xij}。

(3)線性比例法

(4)歸一化處理法

(5)向量規(guī)范法

(6)功效系數(shù)法

為已知正常數(shù)，c的作用是對(duì)變換后的值再進(jìn)行“平移”變換，d的作用是對(duì)變換后的值進(jìn)行“縮放”變換，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用效果，研究人員對(duì)c、d的取值通常為c=60、d=40。

功效系數(shù)法需要確定每個(gè)指標(biāo)的滿意值和不容許值，多數(shù)情況下，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不容易獲得，造成這種方法應(yīng)用比較困難。

上述幾種方法都屬于線性變換法，無量綱化后的數(shù)據(jù)仍然能在很大程度上保持原有數(shù)據(jù)的信息。然而，相關(guān)研究證明，同時(shí)滿足上述6個(gè)性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化方法是不存在的。標(biāo)準(zhǔn)化處理法、極值處理法及功效系數(shù)法都滿足單調(diào)性、差異比不變性、平移無關(guān)性、縮放無關(guān)性，相對(duì)于其他方法來說更好一些。

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)處理結(jié)果

本文建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的指標(biāo)都屬于極小型，即指標(biāo)值越小評(píng)價(jià)結(jié)果就越好，需要進(jìn)行極大值化處理。

無量綱化處理的標(biāo)準(zhǔn)化法得到的結(jié)果有正值也有負(fù)值，極值化法得到的指標(biāo)值是閉區(qū)間[0，1]，功效系數(shù)法需要確定指標(biāo)的滿意值和不容許值，這些方法對(duì)于安全評(píng)價(jià)并不適用，這里采用歸一化處理法消除指標(biāo)間量綱的差異。按照指標(biāo)值越大安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高的原則，將指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的結(jié)果見表1，指標(biāo)原始數(shù)據(jù)見表2。

表2 無量綱化后的指標(biāo)值

[1] 閆濱, 錢靜宇, 郭超. 基于動(dòng)態(tài)權(quán)重的綜合指標(biāo)權(quán)重確定及應(yīng)用[J]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 45(1): 58-61.

U492

C

1008-3383(2017)10-0184-01

2017-03-29

婁菁(1984-)，女，陜西渭南人，工程師，研究方向：道路與鐵道工程。