基于熵權(quán)TOPSIS的區(qū)域道路安全評(píng)價(jià)方法

曾陽(yáng)艷，鄧季琳，張琪慧

摘要：通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的調(diào)查和研究，本文選取了客觀、科學(xué)的交通安全評(píng)估指標(biāo)體系;針對(duì)現(xiàn)有交通安全指標(biāo)權(quán)重分配受主觀影響的問(wèn)題，本文將熵權(quán)法和TOPSIS法相結(jié)合，提出一種新的區(qū)域安全評(píng)價(jià)模型。運(yùn)用本文方法對(duì)十個(gè)省份的交通安全進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。此外，還選取了灰色關(guān)聯(lián)法、主成分分析法和模糊優(yōu)選法等方法驗(yàn)證本文方法的有效性。通過(guò)區(qū)域道路安全的綜合評(píng)價(jià)可以發(fā)現(xiàn)交通安全事故多發(fā)的區(qū)域，從技術(shù)和政策方面，對(duì)道路交通安全性的提升起到了重要作用。

關(guān)鍵詞：區(qū)域交通安全;熵權(quán)法;TOPSIS法;綜合評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）20-0005-05

1 引言

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展推動(dòng)了城市化水平和機(jī)動(dòng)化水平以及道路交通事業(yè)的建設(shè)，機(jī)動(dòng)車(chē)、駕駛?cè)?、道路里程、道路交通流量、公路客貨運(yùn)量逐年攀升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年6月，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已經(jīng)達(dá)到3.6億輛，機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)?.4億人，公路總里程已突破500萬(wàn)公里，公路客運(yùn)量年累計(jì)29億人，貨運(yùn)量年累計(jì)達(dá)143億噸。如此龐大的交通體量對(duì)道路交通治理提出了很高的要求，與此同時(shí)，道路交通的已有的問(wèn)題也日益顯現(xiàn)，日常上下班高峰時(shí)段的擁堵，節(jié)假日出行難，重大交通安全事故頻發(fā)依然是城市治理的痛點(diǎn)。為了解決或緩解當(dāng)前制約道路交通的根本問(wèn)題，有必要對(duì)區(qū)域交通運(yùn)行狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果分析存在的問(wèn)題，對(duì)引起交通問(wèn)題的因素提出針對(duì)性的改善措施。

交通安全評(píng)價(jià)已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，目前常用的對(duì)交通安全進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法有灰色關(guān)聯(lián)法、層次分析法、主成分分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、物元分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等方法。朱中等人建立了基于灰色理論的道路交通安全評(píng)估體系，并對(duì)五個(gè)省市的交通安全水平進(jìn)行了比較[1];牛永會(huì)應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論對(duì)道路交通安全的指標(biāo)進(jìn)行歸納和計(jì)算，判斷各城市所屬的灰類(lèi)后評(píng)價(jià)當(dāng)前的交通安全狀況[2];邵晗等人選取了代表性的交通安全指標(biāo)，構(gòu)建了指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)，建立了基于模糊數(shù)學(xué)理論的高速公路安全性評(píng)價(jià)模型[3];吳克海等人提出了基于主成分法的道路交通安全方法[4];郭禮照等人構(gòu)建了層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法結(jié)合的交通安全評(píng)估模型，并運(yùn)用模糊層次綜合法對(duì)新疆某高速公路交通安全水平進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)[5];程書(shū)波等人建立層次分析法（AHP）和物元分析法相結(jié)合評(píng)估模型，構(gòu)建了交通安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)河南省道路交通安全進(jìn)行了全面評(píng)價(jià)[6];陳君等人建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)模型對(duì)高速公路交通安全進(jìn)行評(píng)價(jià)[7];蕭穎瑩利用空間句法和GIS的分析方法對(duì)廣州市的軌道交通進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)[8];陳雙龍等人以農(nóng)村道路為研究對(duì)象，對(duì)我國(guó)農(nóng)村道路的安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)[9];彭川子等人基于兒童友好的學(xué)校周邊道路安全為評(píng)價(jià)對(duì)象，建立了學(xué)校周邊的交通安全評(píng)價(jià)模型，并用實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證[10];Victor Dobromirov 等基于道路交通事故數(shù)據(jù)對(duì)圣彼得堡環(huán)路的交通安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)[11];Angelica Batrakova等研究了道路條件對(duì)道路交通安全所產(chǎn)生的影響[12];Athanasios Galanis 等人結(jié)合道路類(lèi)型和交通量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)道路安全進(jìn)行評(píng)價(jià)[13];現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法在權(quán)重的確定部分多采用層次分析法等較為主觀的方法，因此不能保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性。根據(jù)現(xiàn)有研究，本文選取熵權(quán)法結(jié)合TOPSIS方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，在保證指標(biāo)權(quán)重分配客觀的同時(shí)，還能更好地運(yùn)用原始數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個(gè)科學(xué)合理簡(jiǎn)單的區(qū)域交通安全評(píng)價(jià)模型。

2 材料與方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

為了保證評(píng)價(jià)模型的普遍有效性評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選應(yīng)遵循可比性、代表性與可測(cè)性原則[14]。本文在進(jìn)行區(qū)域交通安全評(píng)價(jià)時(shí)選取了十萬(wàn)人口事故率、萬(wàn)車(chē)事故率、千公里事故率和事故嚴(yán)重性指數(shù)等四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，這前三個(gè)指標(biāo)分別體現(xiàn)了駕駛?cè)恕C(jī)動(dòng)車(chē)、道路里程這三個(gè)因素在交通安全評(píng)價(jià)中的影響，第四個(gè)指標(biāo)用來(lái)表示交通事故的嚴(yán)重程度。

2.2 熵權(quán)法

熵權(quán)法是對(duì)綜合評(píng)價(jià)中的權(quán)系數(shù)進(jìn)行賦值，可有效反映系統(tǒng)的變化規(guī)律，可以比較真實(shí)、客觀地反映評(píng)價(jià)效果。具體步驟如下：

（1）設(shè)有m個(gè)待評(píng)價(jià)地區(qū)，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，將原始數(shù)據(jù)矩陣定義為：

? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

（2）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下第i個(gè)樣本值占該指標(biāo)的比重：

[pij=xiji=1mxij，0≤pij≤1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ]（2）

（3）計(jì)算各指標(biāo)的熵值：

[Hj=-1lnmi=1mpijlnpij，0≤Hj≤1]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

（4）計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)系數(shù)：

[ωj=1-Hjj=1n1-Hj? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）]