基于本質安全的道路交叉口安全評價研究

孔靜

摘 要：道路交叉口是道路交通系統的核心，為了提高城市道路交叉口的安全性，基于本質安全的角度，在影響交叉口安全的人、車、道路環(huán)境三大因素基礎上建立交叉口安全評價體系，然后確定體系中各項指標的權重，采用模糊綜合評價的方法構建交叉口安全評價模型。應用該模型選取山西省太原市典型交叉口進行安全評價。實證表明：模糊評價模型能有效地反映城市交叉口的安全情況，取得比較滿意的結果。

關鍵詞：交叉口;本質安全;安全評價;模糊綜合評判法

Abstract： The intersections are core road traffic system. In order to improve the safety of urban road intersections， on the basis of factor of people， vehicle and environment， intersection safety evaluation system is established based on the nature of the security. Then the weight of the indicators is researched ， also the fuzzy comprehensive evaluation model is established to evaluate the security level of the intersection. A typical intersection of Taiyuan City is taken as an example， and its safety is used to be evaluated. Empirical evidence shows that this method can effectively reflect the security situation in the city intersection， and achieve satisfactory results.

Keywords： Intersection; Intrinsic Safety; Safety Assessment; Fuzzy Comprehensive Assessment

1 前言

道路交叉口的功能是把道路相互連接，這樣就構成道路網絡，來自各個方向的交通流就在此交織和分流，各個方向的交通流在同一時間點匯入交叉口這點[1]，使得交叉口的流量大幅度地增加了，交叉路口頻繁發(fā)生交通事故，由此可見，交叉口有著沖突點多、交通量大、盲區(qū)大、管理復雜等特點[2]。為了減少降低交通事故的發(fā)生率，提高交通安全性能，應客觀地對道路交叉口的安全狀況做出評價，同時提出改善措施以此提高交叉口的安全性能。

現在，很多學者都提出了對于交叉口的安全進行分析的方法，例如通過統計交通事故發(fā)生的數據進而分析的方法，還有通過分析交通沖突技術進行間接評價的方法 [3]，但是上述方法存在數據不準確或者評價范圍受到限制使得無法進行評價。因此本文基于本質安全，這也正是本文的創(chuàng)新點所在，從“人—車—道路環(huán)境”這個道路安全系統的安全性出發(fā)，提出了采用模糊綜合評價方法，選擇人、車、道路環(huán)境三方面因素做評價指標構建安全評價體系，建立安全評價模型，并選取山西太原某交叉路口，對其綜合分析評價，并提出改善措施，以改善該交叉口的安全性能。

2 城市道路交叉口安全評價模型的構建

2.1 模糊綜合評價方法

模糊綜合評價方法是利用模糊關系合成原理，在考慮多種影響因素的基礎上，在本文中也就是人、車、道路環(huán)境的影響，運用模糊數學工具對道路交叉口安全做出綜合評價 [4]。該評價方法除了評價交叉口的安全綜合值外，還比較這些評價對象并且進行排序，然后根據最大隸屬度原則進行綜合評判。此方法的優(yōu)點是準確地處理交叉口安全的模糊問題，之所以稱之為“模糊”，原因是交叉口安全等級是基于一個值比較而言的，安全與否是一個相對概念，所以很難對交叉口是安全的或不安全得出明確的結論。因此交叉口是否安全可以作為一個模糊問題來處理，采用模糊數學來建立道路交叉口安全水平評價模型是可行的。

2.2 基于本質安全的城市道路交叉口安全評價體系的建立

2.2.1 本質安全的內涵

20世紀50年代宇航技術領域最先提出本質安全，它是指電氣系統本身具有安全性，可以防止釋放可燃物燃燒所需能量[5]。而用在本文中，是基于本質安全的道路交叉口安全，本質安全有廣義與狹義兩種闡述。狹義的本質安全，即交叉口安全是指它自己本身的安全性能。本質安全從廣義上講，是指道路交叉口安全系統：“人一車一道路環(huán)境”共同呈現出的關于安全方面的特點，它涉及到三個方面，分別為該交叉口的交通參與者的特性、車的特性、道路環(huán)境的特性 [6]。

本文采用廣義的本質安全進行研究，即考慮人、車、道路環(huán)境的影響因素。

2.2.2 安全評價指標體系的建立

通過查閱相關文獻[7-9]，選擇安全評價指標。由于人、車、道路環(huán)境三大因素共同影響交叉口安全，所以它們可以做一級指標，而這三大因素又可以分成很多小的方面，這些小的方面則可以作為二級指標，由此建立了評價城市道路交叉口安全的指標體系。如下圖1所示：

2.3 安全評價模型的構建

2.3.1 評價指標權重的計算

通過大量的問卷調查確定各一級、二級指標所占的比重，在此次問卷中，采用網上調研的方法，調研后整理數據如下：

（1）在交通參與者的影響因素中，各指標所占比重如下扇形圖2：

（2）在車的影響因素中，各指標所占比重如下扇形圖3：

（3）在道路環(huán)境的影響因素，各指標所占比重如下扇形圖4：

通過整理分析得到道路交叉口安全評價指標權重，如下表1所示：

2.3.2 模糊綜合安全評價模型的構建

構建城市道路交叉口安全模糊評價模型的步驟如下：

（1）設因素集是X={x1，x2，x3}={人的因素，車的因素，道路環(huán)境的因素}。其中：

x1={駕駛員的技術水平，交通參與者的安全意識，駕駛員的應急處理能力};

x2={車輛的使用情況，車輛的設計水平，車輛的安全配置};

x3={道路交叉口設計，交通信號設施，交通流特性，天氣條件，交通法規(guī)}。

（2）評價集是Y={y1，y2，y3，y4 }={優(yōu)，良，中，差}，以十分制給其打分，相應地評價等級分向量為C=﹛10，7.5，5.0，2.5﹜。

（3）建立模糊關系矩陣R=（rij）m×n，其中rij表示對因素xi做出優(yōu)、良、中、差等級評價的可能。

（4）建立權重分配A={a1，a2，a3}，ai指評價因素xi所占的比重。

（5）模糊集B={b1，b2，b3，b4 }，這是評價的最終結果，即最終結果為某種評價等級的隸屬度。

模糊綜合評價的運算公式如下：

通過以上運算步驟，則評價的最終結果是yjz。

（6）最后通過計算，然后評定交叉口的安全。

3 實例分析—山西省太原市典型道路交叉口安全評價

3.1 典型交叉口的選取

本文選取太原市某典型交叉口，因為這個交叉口附近是商業(yè)區(qū)，許多大型的超市與商場在周圍，因此無論是車流量還是人流量都較多，是事故易發(fā)生點，比較有代表性，所以選取這個交叉口。

3.2 模型驗證

為了驗證使用模糊綜合評價方法能夠有效地對分析和評價交叉口的安全性能，選取太原市典型道路交叉口，采用網絡調查的方式進行調研，得出影響交叉口安全性的一級、二級指標的權重，如上表1所示，現根據上述模糊安全評價模型對本交叉口綜合分析如下：

（1）根據上述所收集的數據分析可得一級指標層權重矩陣為：

（2）通過進行專家評價調查問卷方法，建立模糊關系矩陣R。經過50多名專家采用十分制對影響該交叉口的各項指標打分，收集數據并且進行統計，計算結果如表2：

通過對統計數據可分別求得三個模糊矩陣R1，R2，R3，這三個矩陣分別表示一級指標人、車、路與交叉口安全相關的模糊關系。

（3）開始運用模糊評價方法計算評價。

1）“人的因素”的模糊評價向量B1

經過計算出的B1可以看出，0.8這個值最大，也就是此隸屬度最大，即“中”最大。根據最大隸屬原則，交通參與者的因素應當屬于“中”的等級，說明在這個交叉口，交通參與者的情況屬于一般。從專家調查問卷來看，交通參與者的安全意識，以及駕駛員的應急處理能力有待于提高，這樣才能保證交叉口的安全。

2）“車的因素”的模糊評價向量B2

經過上述計算的可以看出，0.55的值最大，也就是此隸屬度最大，即“良”最大。根據最大隸屬原則，車的因素應當屬于“良”的等級，也說明在這個交叉口，車的整體狀況還比較好。

3）“路”的模糊評價向量B3

經過計算得出B3可以看出，0.4的值最大，也就是這個隸屬度最大，即“中”最大。根據最大隸屬原則，道路環(huán)境的因素應當屬于“中”的等級，說明這個交叉口的道路環(huán)境相對比較一般。從專家調查結果來看，這個路口的道路設計并不是很合理，有待于改造;并且交通限號燈配時并不是很準確也需要改進，來緩解通行壓力;同時，此路口屬于商業(yè)區(qū)，高峰時飽和狀態(tài)，平峰時流量仍然集中，無論是非機動車還是公交車、私家車經常在這兒阻滯，矛盾突出;最后要增加執(zhí)法力度。

（3）進行二級模糊綜合評價

由前面調研可知得一級指標的指標層權重為A={0.82， 0.1，0.02}，那么對于該交叉口的最終運算結果如下：

從計算結果B可以看出，0.8最大，也就是這個隸屬度最大，即“中”最大，說明這個交叉口的安全水平等級基本評定為“中”。

3.3 道路交叉口安全改善措施分析

本文通過采用太原市某典型道路交叉口這個實例進行模型驗證，通過上述分析，這個交叉口還是存在挺多問題的，現在針對這些問題進行分析，并提出改善方法如下：

3.3.1 交通參與者

由于這個路口是商業(yè)區(qū)，周圍是與大型超市商場相鄰，因此人流量比較大。而通過上面的評價知道交通參與者并沒有認識到交通安全的重要性，所以橫穿馬路，不遵守交通規(guī)則的情況頻頻發(fā)生。有些車則會為了避免事故變車道導致交通混亂。因此，我們應該普及相關的交通安全知識，提高每個人的安全意識與應急能力。

3.3.2 車

目前隨著車的各方面的改進，車的安全技術越來越先進，設計也比較合理，所以車方面在此不多論述。

3.3.3 道路環(huán)境

（1）據統計，該路口高峰的時候平均每小時車流量為6936輛，有時在這個交叉口要兩次或者三次排隊才能過去，而在車行道分布上還不合理，非機動車道上還會有機動車，所以路口應該進行渠化改進。

（2）在此交叉口岔口多，是五路的，流向復雜，加之信號燈配時不合理并且設計也有難度，所以可以在此路口實施禁止機動車左轉措施，減少流向，并且優(yōu)化信號燈配時。

（3）加大執(zhí)法力度，爭取讓每個人都能做到遵守交通規(guī)則，更好地維持交通秩序，構造和諧的交通環(huán)境。

4 結論

基于本質安全的道路交叉口安全評價，從廣義的本質安全角度出發(fā)，選擇恰當的評價方法—模糊綜合評價方法，建立了交叉口評價的體系，構建了模糊評價模型，同時采用太原市典型交叉口進行實例驗證模糊綜合評價方法在評價交叉口安全時是可行的。

雖然本文對交叉口的安全做出了一定的評價，但是還是存在一定的問題，例如所選取的模糊綜合評價法仍然有些不足，該法對各個指標間的相對權重忽視了，沒有系統確定各個評價指標隸屬函數方法。此方法在確定權重時主觀性較強，這也是未來亟待解決的問題。

參考文獻

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