基于模糊綜合評(píng)判法的區(qū)域交通安全評(píng)價(jià)研究

陳艷芳，王夢(mèng)雨

(1.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074;2.云陽(yáng)縣財(cái)政投資評(píng)審中心,重慶 404599)

0 引言

城市道路交通是目前以及將來(lái)城市發(fā)展的重要推動(dòng)力，但道路交通的不斷發(fā)展也暴露出諸多弊病、出于對(duì)我國(guó)道路交通安全現(xiàn)狀考慮，對(duì)全國(guó)各地區(qū)進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià)已然成為重點(diǎn)工作[1].通過(guò)交通安全評(píng)價(jià)，篩選出存在安全隱患的交叉口和路段，提出相應(yīng)的改善方案迫在眉睫.交通安全研究的重要目標(biāo)是針對(duì)交通安全問(wèn)題的產(chǎn)生、經(jīng)過(guò)和結(jié)果進(jìn)行交通數(shù)據(jù)調(diào)查，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，進(jìn)而模擬、預(yù)測(cè)交通事故，并提出對(duì)策.

諸多學(xué)者已對(duì)交通安全做出研究，王武宏[2]把駕駛行為理論作為研究的基礎(chǔ)，提出交通安全系統(tǒng)研究的模糊事故樹(shù)法，把模糊理論運(yùn)用到交通事故發(fā)生原因的分析中，然后建立宏觀模糊事故樹(shù)模型.劉清等[3]對(duì)于高速公路的交通安全評(píng)價(jià)進(jìn)行了比較全面的研究，并提出從人、車、路以及環(huán)境這4個(gè)方面建立起高速公路的交通安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.聶世剛等[4]以重慶交通大學(xué)學(xué)府大道為例，運(yùn)用模糊層次分析法對(duì)道路進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià)；楊春風(fēng)等[5]在分析高速公路理論交通安全度的影響因素基礎(chǔ)上建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,以灰色關(guān)聯(lián)分析改進(jìn)傳統(tǒng)的層次分析法確定各因素的影響權(quán)重,通過(guò)分析各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)于規(guī)范的滿足程度來(lái)建立對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),完成對(duì)高速公路理論交通安全度的評(píng)價(jià).

交通安全評(píng)價(jià)[6]既可對(duì)交通安全的狀況做客觀反映，又可分析所評(píng)價(jià)該區(qū)域存在的交通安全癥結(jié).交通安全評(píng)價(jià)為分析、改善道路的現(xiàn)狀交通安全問(wèn)題打下科學(xué)、客觀的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).目前進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià)的目的可總結(jié)為3點(diǎn)：

1) 評(píng)價(jià)所選擇區(qū)域的交通安全狀況；

2) 預(yù)測(cè)其交通安全的未來(lái)趨勢(shì)，并做出預(yù)防措施；

3) 為交通安全的決策問(wèn)題提出有力的科學(xué)依據(jù).

1 評(píng)價(jià)方法依據(jù)及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 評(píng)價(jià)方法依據(jù)

采用模糊綜合評(píng)判法模型對(duì)交通安全進(jìn)行評(píng)價(jià)[7-8]，由于交通安全的模糊性和人的思維方式的多樣性，本文將模糊綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用于道路交通安全評(píng)價(jià)，建立基于模糊綜合評(píng)價(jià)的多指標(biāo)交通安全評(píng)價(jià)模型.利用該模型對(duì)平頂山市CBD區(qū)域交通安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)因模糊數(shù)學(xué)本身的嚴(yán)密性，增加了評(píng)價(jià)的科學(xué)性、合理性和可靠性.

在進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià)過(guò)程中，由于交通事故的采集有困難，在對(duì)交通安全評(píng)價(jià)后續(xù)將采用一定的指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)價(jià).模糊綜合評(píng)價(jià)法可對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象按綜合分值的大小進(jìn)行評(píng)價(jià)和排序，還可根據(jù)模糊評(píng)價(jià)集上的值按最大隸屬度原則去評(píng)定對(duì)象的等級(jí).結(jié)合交通安全影響度，可依據(jù)此法構(gòu)建影響度模型，進(jìn)而運(yùn)用量化值評(píng)價(jià)區(qū)域交通安全等級(jí).

1.2 CBD區(qū)域交通安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

只有將調(diào)查方案設(shè)計(jì)好，才能保證后續(xù)需要用到的數(shù)據(jù)不出差錯(cuò)，并且不會(huì)出現(xiàn)紕漏.該區(qū)域交通安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查內(nèi)容主要包括：區(qū)域內(nèi)道路現(xiàn)狀調(diào)查、各道路路段以及交叉口交通量、交通沖突調(diào)查、區(qū)域內(nèi)道路地點(diǎn)車速調(diào)查.

對(duì)現(xiàn)階段正在運(yùn)營(yíng)階段的道路來(lái)說(shuō)，可通過(guò)對(duì)于交通量、交通事故、車輛速度、交通沖突[9]等數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，來(lái)反映道路的交通安全水平以及道路的運(yùn)營(yíng)狀態(tài).對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行有序的收集、處理和分析工作，也有助于相關(guān)部門(mén)及人員對(duì)道路安全特性的把握，并運(yùn)用交通數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)出安全水平、預(yù)測(cè)交通事故的發(fā)生.

2 交通安全影響度界定及等級(jí)劃分

2.1 區(qū)域安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

結(jié)合平頂山市CBD區(qū)域的交通調(diào)查數(shù)據(jù)和各方面條件，首先要確定評(píng)價(jià)指標(biāo).對(duì)于這一區(qū)域選定交叉口和路段分別分析交通安全主要影響要素，界定交通安全影響度劃分等級(jí)，并建立影響度分析模型.如圖1為本文選定的該區(qū)域交通安全評(píng)價(jià)體系.

圖1 區(qū)域交通安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 區(qū)域安全度評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施的評(píng)分，根據(jù)路段及交叉口其完善程度不同，從0～1進(jìn)行分?jǐn)?shù)測(cè)評(píng)，階段劃分如表1.

表1 基礎(chǔ)設(shè)施分?jǐn)?shù)劃分表

對(duì)區(qū)域道路交通安全進(jìn)行評(píng)價(jià)要對(duì)交通安全影響度進(jìn)行等級(jí)劃分，交通安全影響度等級(jí)劃分情況如表2.

表2 交通安全影響度界定及等級(jí)劃分

3 交通安全影響度模型設(shè)計(jì)

3.1 路段交通安全影響度模型設(shè)計(jì)

3.1.1 確定指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)

在路段交通安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)法可建立如下判斷矩陣A1，(其中判斷指標(biāo)依次為交通沖突C1、地點(diǎn)車速C2、非機(jī)動(dòng)車占比C3、路段基礎(chǔ)設(shè)施C4)：

經(jīng)計(jì)算得出路段交通安全指標(biāo)的權(quán)重值如表3所示.

表3 路段權(quán)重值判斷

3.1.2 建立模糊評(píng)價(jià)矩陣

對(duì)于地點(diǎn)車速、非機(jī)動(dòng)車占比和交通沖突3個(gè)指標(biāo)，采用模糊分布法中的梯形分布方法建立隸屬函數(shù).結(jié)合平頂山CBD區(qū)域道路安全現(xiàn)狀，確定本文評(píng)語(yǔ)集n=3，即V=(優(yōu)良，合格，不合格).隸屬函數(shù)見(jiàn)式(1)：

(1)

式中：M1(x)、M2(x)、M3(x)表示交通安全評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)的隸屬函數(shù)(圖2)，分別為優(yōu)良、不及格、合格3個(gè)等級(jí).根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)需要，選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬函數(shù).

圖2 交通安全評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬函數(shù)圖

以表4評(píng)價(jià)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬函數(shù)參數(shù)為依據(jù)，通過(guò)對(duì)所選路段調(diào)查數(shù)據(jù)的整理對(duì)交通沖突率、地點(diǎn)車速、非機(jī)動(dòng)車占比、道路基礎(chǔ)設(shè)施4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)得出區(qū)域內(nèi)各個(gè)路段模糊關(guān)系矩陣，建立所選取路段的模糊評(píng)價(jià)矩陣，如表5所示.

表4 評(píng)價(jià)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬函數(shù)參數(shù)

表5 路段評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度

由表5得到平頂山CBD區(qū)域選定的5個(gè)路段的交通安全評(píng)價(jià)矩陣為：

3.1.3 路段交通安全模糊綜合評(píng)判結(jié)果與評(píng)分

對(duì)模糊綜合評(píng)判矩陣進(jìn)行加權(quán)，可得路段交通安全評(píng)價(jià)判斷結(jié)果隸屬度B為：

Bi=U1×Ri

(2)

評(píng)語(yǔ)集V的元素賦予相應(yīng)分值，即V=(90，70，60)，最終計(jì)算各個(gè)路段交通安全度得分S.

Si=Bi×VT

(3)

如建設(shè)路選取路段交通安全模糊評(píng)價(jià)判斷結(jié)果隸屬度B1：

式中交通安全度得分S1為：

同理，計(jì)算可得各路段的計(jì)算結(jié)果及交通安全等級(jí)如表6.

3.2 交叉口交通安全影響度模型設(shè)計(jì)

3.2.1 確定指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)

對(duì)交叉口評(píng)價(jià)指標(biāo)建立判斷矩陣A2，并對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)如表7所示(其中評(píng)價(jià)指標(biāo)依次為交通沖突D1、非機(jī)動(dòng)車占比D2、基礎(chǔ)設(shè)施D3)，結(jié)果顯示符合檢驗(yàn).

3.2.2 建立模糊評(píng)價(jià)矩陣

交叉口模糊評(píng)判矩陣建立方法同路段相近，對(duì)于非機(jī)動(dòng)車占比和交通沖突采用模糊分布法中的梯形分布方法建立隸屬函數(shù)，結(jié)合平頂山CBD區(qū)域交通安全狀況，確定本文評(píng)語(yǔ)集n=3，即V=(優(yōu)良，合格，不合格).根據(jù)對(duì)區(qū)域交叉口現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)整理和隸屬函數(shù)梯形分布模型參數(shù)計(jì)算出區(qū)域內(nèi)各個(gè)交叉口模糊關(guān)系矩陣，建立其模糊評(píng)價(jià)矩陣(表8).

由表8得到平頂山CBD區(qū)域交叉口的交通安全評(píng)價(jià)矩陣如下：

表6 路段交通安全模糊綜合判斷結(jié)果

表7 交叉口權(quán)重值計(jì)算

表8 交叉口各評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度

3.2.3 交叉口交通安全模糊綜合判斷結(jié)果與評(píng)分

交叉口交通安全模糊綜合評(píng)判整體計(jì)算方法與路段模糊綜合判斷方法相同，先對(duì)模糊綜合評(píng)判矩陣進(jìn)行加權(quán)，可得交叉口交通安全評(píng)價(jià)模糊綜合判斷結(jié)果隸屬度B為：

Bi=U2×Mi

(4)

對(duì)評(píng)語(yǔ)集V的元素賦予相應(yīng)分值，即V=(90，70，60)，最終計(jì)算出各個(gè)路段交通安全度得分S.

Si=Bi×VT

(5)

CBD區(qū)域選定的各個(gè)交叉口的隸屬度及交通安全度計(jì)算結(jié)果，以及交通安全評(píng)價(jià)等級(jí)劃分如表9所示.

表9 交叉口交通安全模糊綜合判斷結(jié)果

4 結(jié)論

從選用的模糊綜合評(píng)判法建立的區(qū)域交通安全評(píng)價(jià)模型得出的結(jié)果可知，平頂山市CBD區(qū)域交叉口和路段的交通安全評(píng)級(jí)較低，即該區(qū)域交通安全指數(shù)較低，存在諸多不安全因素.其中中興路和開(kāi)源路路段，建設(shè)路與體育路交叉口、礦工路與開(kāi)源路交叉口和優(yōu)越路與開(kāi)源路交叉口較為危險(xiǎn)，這與該區(qū)域內(nèi)客流和車流龐大、路邊停車嚴(yán)重、沖突點(diǎn)多、非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車混行等均有關(guān).結(jié)合調(diào)查及問(wèn)詢發(fā)現(xiàn)，該模型所得結(jié)論與現(xiàn)實(shí)狀況基本符合，這也證實(shí)該模型的合理性.

本文主要對(duì)平頂山市CBD區(qū)域交通安全現(xiàn)狀，做出以下研究：針對(duì)交叉口和路段分別選擇幾個(gè)交通安全影響因素，結(jié)合數(shù)據(jù)對(duì)交通安全影響度進(jìn)行界定，劃分交通安全等級(jí)；運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法，分別建立交叉口和路段的交通安全影響因素的判斷矩陣，以求出其影響因素的權(quán)重值，結(jié)合對(duì)各交叉口和路段的影響因素的評(píng)分情況，分別建立起交通安全影響度分析模型；以交通安全影響度分析模型為依據(jù)，對(duì)CBD區(qū)域交通安全給出量化的評(píng)價(jià)結(jié)果.

文章所得交通安全分析模型雖然存在一些不足，但整體上比較合理.依據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)平頂山市CBD區(qū)域交通安全做出評(píng)價(jià)，若對(duì)該區(qū)域內(nèi)所有交叉口和路段進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出交通安全水平低的地方并進(jìn)行改進(jìn)，定能提高該區(qū)域的交通安全水平.