區(qū)域道路交通安全宏觀評價方法研究

劉 偉 鄧元超* 趙新才 陳 偉

（1、重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶400074 2、重慶市安全生產(chǎn)事故研究會，重慶400039 3、重慶市應(yīng)急管理局，重慶401147）

交通安全評價是改善道路交通安全的理論依據(jù)。綜合分析國內(nèi)外研究成果，評價區(qū)域道路交通安全的方法主要有灰色評價法[1]、層次分析法[2]、綜合評價法[3]、主成分分析法[4]、相對事故率法、回歸分析法等。區(qū)域道路交通安全評價研究主要集中在道路交通安全與影響因素的關(guān)系、綜合評價模型、評價指標(biāo)選取及規(guī)范化、綜合評價方法等方面[5]。各區(qū)域的面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、人口數(shù)量等社會因素存在差異[6]，因此選取評價指標(biāo)應(yīng)需充分考慮各相關(guān)指標(biāo)的影響，結(jié)合各區(qū)域的差異性，建立完善的評價指標(biāo)體系。由于道路交通系統(tǒng)比較復(fù)雜[7]，運(yùn)用經(jīng)典的方法來評價道路安全難以得到客觀的評價結(jié)果?；诮煌ò踩旧淼哪：?，利用模糊數(shù)學(xué)不確定性和復(fù)雜性強(qiáng)的特點，建立道路交通安全評價體系，運(yùn)用模糊綜合評價模型計算交通安全水平相對值，對交通安全水平做定量分析。

1 構(gòu)建評價指標(biāo)

交通事故的發(fā)生具有隨機(jī)性，從統(tǒng)計學(xué)的角度分析，某一區(qū)域在一定時間段內(nèi)發(fā)生的交通事故表現(xiàn)出某種規(guī)律。區(qū)域道路交通安全受人口、經(jīng)濟(jì)、文化、機(jī)動化程度、道路條件及自然環(huán)境等多方面因素的影響，所建立的評價指標(biāo)應(yīng)充分考慮各區(qū)域之間的差異性。

評價指標(biāo)應(yīng)該具代表性、可比性、數(shù)據(jù)可得性、獨立性和實用性。通常道路交通事故用事故次數(shù)、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失四項指標(biāo)來描述。但受各區(qū)域的面積、人口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，采用四項指標(biāo)可比性差，很難得出客觀的評價結(jié)果。因此，通常將交通事故四項指標(biāo)與區(qū)域的道路加權(quán)里程、機(jī)動車保有量、人口數(shù)量、GDP 值相結(jié)合，故采用萬車死亡率、公里道路死亡率、十萬人口死亡率、致死率、億元GDP 死亡率5 個相對指標(biāo)指標(biāo)評價區(qū)域道路交通安全水平。建立評價指標(biāo)體系表如下：

圖1 區(qū)域道路交通評價指標(biāo)體系

2 模糊綜合評價法的應(yīng)用

2.1 評價方法概述

道路交通安全本身具有模糊性，絕對安全表示發(fā)生沒有任何交通事故發(fā)生，但是在實際交通活動中不存在這種理想狀況，故通常需要劃定一個交通事故界限來評價安全水平，將定性的安全水平描述轉(zhuǎn)化為定量安全水平值分析。

模糊數(shù)學(xué)[8]本身具有模糊性，可以用來描述交通安全的模糊性。模糊綜合評價法利用模糊理論中的模糊關(guān)系合成原理對研究對象進(jìn)行綜合評價。采用模糊綜合評價法對道路交通安全進(jìn)行評估，計算出區(qū)域道路交通安全相對值. 建立指標(biāo)評價集U={u1，u2，…，un}，w 表示各指標(biāo)在評價中權(quán)重值，評價的結(jié)果是為交通安全相對值B。

2.2 建立評價模型

（1）確定各評價指標(biāo)權(quán)重W

首先建立一個模糊有限關(guān)系矩陣A=[aij]mm，其中aij為指標(biāo)xi對指標(biāo)xj的相對重要程度，aij∈{0，0，5，1}。當(dāng)ui比uj重要時，aij=1；當(dāng)ui與uj同重要時，aij=0.5；當(dāng)ui沒有uj重要時，aij=0；因此構(gòu)建的模糊判斷矩陣A 如下：

因各評價指標(biāo)單位和量綱的不同而無法進(jìn)行直接比較，采用極小值法對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。令Ei=max{uij}，ei=min{uij}則：

λ1，λ2，λ3，λ4，λ5分別為不同安全水平的隸屬值，各級隸屬度值可在一定時間保持穩(wěn)定。交通安全評價指標(biāo)隸屬函數(shù)如下：

（3）構(gòu)造模糊關(guān)系矩陣

根據(jù)確定的隸屬度函數(shù)參數(shù)，計算各個區(qū)域的模糊關(guān)系矩陣。根據(jù)隸屬度函數(shù)計算各單項指標(biāo)的隸屬度:

式中，rij為對指標(biāo)ui相對隸屬度的值。

電路原理：蜂鳴器跟LED燈是并聯(lián)的，兩者組成聲光報警器。當(dāng)收到來自單片機(jī)的報警信息的時候，蜂鳴器就會響，同時LED燈會亮，三極管主要是驅(qū)動蜂鳴器的。這幾部分相互輔助聯(lián)系，密不可分，共同維護(hù)整個報警器的正常工作。

（4）進(jìn)行模糊評價

將模糊子集B 進(jìn)行歸一化處理，得到模糊綜合評價模型B=W·R，最后計算安全相對值。

B=W·R

Z=P·BT

定義1：安全水平相對值分為5 個等級，等級與安全值對應(yīng)區(qū)間如表1 所示：

表1 安全相對值區(qū)間與等級對應(yīng)表

P 表示每個評級等級區(qū)間的臨界值；Z 表示道路安全相對值。

3 模型應(yīng)用

根據(jù)2017 年統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)和城市經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計，根據(jù)各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算各評價指標(biāo)初始值如下：

表2 某地區(qū)5 個區(qū)域交通事故評價指標(biāo)表

對各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，確定隸屬矩陣R：

根據(jù)上述步驟，依次計算其余4 個區(qū)域的安全相對值為：Z地區(qū)1=83.76，Z地區(qū)2=79.73，Z地區(qū)3=95.77，Z地區(qū)4=66.06，Z地區(qū)5=93.97

計算結(jié)果如表3 所示：

表3 某市5 個區(qū)域道路安全程度評價結(jié)果表

某市5 個區(qū)域道路交通安全相對值曲線如圖2 所示：

圖2 某市5 個區(qū)域道路交通安全得分

根據(jù)表3 和圖2 分析，某城市5 個區(qū)域道路交通安全狀況水平差異較大，區(qū)域3 安全水平相對值最大，區(qū)域4 安全水平相對值最小。

因此需結(jié)合區(qū)域面積、人口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的相關(guān)性，加強(qiáng)交通安全隱患防范措施，注重駕駛員的管理，加強(qiáng)道路文化建設(shè)，提高道路交通安全水平。

4 結(jié)論

依據(jù)道路交通事故四項數(shù)據(jù)與區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的相關(guān)性，建立具有3 種不同類型的指標(biāo)，構(gòu)建了區(qū)域道路交通安全的模糊綜合評價模型。運(yùn)用模糊綜合評價模型計算了某城市5 個區(qū)域的道路交通安全水平，將定性分析轉(zhuǎn)化為定量評價，得到了理想的評價效果。同時模糊綜合評價法能在復(fù)雜的系統(tǒng)中較準(zhǔn)確的反應(yīng)出交通安全狀況，本文所使用的評價方法可操作性強(qiáng)，能客觀公正的評價區(qū)域道路交通安全水平。本文研究結(jié)果可用作不同區(qū)域道路交通安全水平的橫向比較，也可做同一區(qū)域不同時段的縱向比較。對及時改善道路交通環(huán)境，提高道路交通安全管理水平提供理論依據(jù)。