長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院 劉會(huì)芳
長(zhǎng)安大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 彭 磊
基于模糊數(shù)學(xué)分析的農(nóng)村公路交通安全評(píng)價(jià)
長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院 劉會(huì)芳
長(zhǎng)安大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 彭 磊
模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊教學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法,它以改進(jìn)的德爾斐法、組合數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法、層次分析法、灰色理論、模糊評(píng)判法等方法為基礎(chǔ),可以很好地將定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)結(jié)合起來,有效提升了評(píng)價(jià)的綜合性、合理性和可行性。
目前,我國(guó)農(nóng)村公路交通的特點(diǎn)是農(nóng)村公路道路等級(jí)低、行車條件差,交通安全設(shè)施建設(shè)滯后;參與交通的車輛種類復(fù)雜,且安全性能低、超載現(xiàn)象嚴(yán)重;駕駛員駕駛技術(shù)不良;農(nóng)村教育水平相對(duì)落后,文明參與交通的自覺性不強(qiáng);農(nóng)村交通安全宣傳相對(duì)薄弱。
在綜合分析農(nóng)村公路道路、交通特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用Delphi法,經(jīng)過信息收集、分析和專家咨詢,將道路、交通、安全設(shè)施、管理四個(gè)方面作為第一層次,據(jù)此對(duì)道路交通安全進(jìn)行評(píng)價(jià),建立道路交通安全的層次指標(biāo)體系。如圖1所示。
1.建立評(píng)價(jià)對(duì)象集、因素集和評(píng)語集。確定評(píng)價(jià)對(duì)象集合U、評(píng)價(jià)因素集合Uij和評(píng)語集合V,并確定評(píng)價(jià)等級(jí)。評(píng)價(jià)對(duì)象集合U={U1,U2,U3,U4}={道路條件,交通狀況,安全保障設(shè)施,管理水平},評(píng)價(jià)因素集合Uij,U1={U11,U12,…,U15}={道路線形,路基,路面,橋隧,交叉口};U2={U21,U22,U23}={交通組成,交通流量,行人流量};U3={U31,U32,…,U36}={標(biāo)志標(biāo)線,防護(hù)設(shè)施,視線誘導(dǎo)設(shè)施,減速設(shè)施,其他安全設(shè)施,路側(cè)寬容設(shè)施};U4={U41,U42,…,U45}={安全檢查,車輛超載治理,交通法規(guī)和安全常識(shí)教育,駕駛員水平};評(píng)語集及評(píng)價(jià)等級(jí)V={ε1,ε2,ε3,ε4,ε5}={安全,較安全,安全性一般,較不安全,不安全}={95,80,65,50,35}。
2.確定指標(biāo)體系權(quán)重。層次分析法(AHP法)能夠充分利用專家的主觀意見,但是判斷矩陣的一致性受到有關(guān)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)、判斷水平及個(gè)人偏好等諸多主觀因素影響;組合數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA法)以各決策單元的輸入輸出指標(biāo)權(quán)重為變量,不受主觀因素影響,但無法反映決策者的主觀判斷。為了將兩者進(jìn)行有效結(jié)合,通過引入主、客觀偏好系數(shù)的概念,用線性加權(quán)方法結(jié)合AHP與DEA兩種方法求得綜合指標(biāo)權(quán)重:
式(1)中,W*為綜合權(quán)重,W為AHP法得出的權(quán)重;W ′為DEA法得出的權(quán)重,α為主觀偏好系數(shù)(α∈[0,1)],依據(jù)決策者偏好進(jìn)行選取。
3.確定一級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣。 一級(jí)模糊綜合評(píng)判是按第二層次的各評(píng)價(jià)因素Uij進(jìn)行評(píng)判,通過采用白化權(quán)函數(shù)對(duì)專家評(píng)分行為的模糊性進(jìn)行修正歸類統(tǒng)計(jì),得到某一個(gè)評(píng)判集中的第k個(gè)結(jié)果的隸屬度為rijk(i=1,2,3,…,4;j=1,2,3,…,n;k=1,2,3,…,5),則第二層次的單因素評(píng)判矩陣為
式(2)中,i=1,2,3,…,4;j=1,2,3,…,n;k=1,2,3,…,5。
4.確定二級(jí)模糊評(píng)判矩陣。二級(jí)模糊綜合評(píng)判是按第一層次的所有因素Ui(i=1,2,3,4)進(jìn)行綜合,其單因素評(píng)判矩陣為一級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣:
二級(jí)模糊綜合評(píng)判集為
5.計(jì)算評(píng)價(jià)結(jié)果。模糊評(píng)價(jià)矩陣表明了系統(tǒng)的安全狀況,按5個(gè)等級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)所得結(jié)果的分布,可以得到系統(tǒng)的總得分公式及評(píng)分表,即
對(duì)某條運(yùn)營(yíng)中的農(nóng)村公路采用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。
1.確定指標(biāo)體系權(quán)重。首先采用層次分析法通過專家打分,得到權(quán)重W,再通過DEA法得到權(quán)重W′,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取α=0.5。最終確定各指標(biāo)權(quán)重如下:一級(jí)指標(biāo)權(quán)重:W*={0.312,0.303,0265,0.120},二級(jí)指標(biāo)權(quán)重:W1*={0.324,0.123,0.142,0.237,0.174},W2
*={0.417,0.216,0.337},W3*={0.26,0.213,0.124,0.155,0.101,0.147},W4*={0.344,0.201,0.182,0.273}。
2.確定一級(jí)模糊評(píng)判矩陣。通過專家打分并進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì),根據(jù)對(duì)應(yīng)的第二層次的單因素評(píng)判矩陣,得到一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)集:Bl=(0.325 6,0.197 3,0.234,0.152 6,0.090 5);B2=(0.097,0.118 6,0.311 1,0.249 3,0.194);B3=(0.127 9,0.164,0.241 5,0.246 1,0.210 4);B4=(0.047 4,0.120 1,0.227 3,0.318 2,0.287)。
3.確定二級(jí)模糊評(píng)判矩陣。經(jīng)計(jì)算,二級(jí)模糊綜合評(píng)判集B= W*R=(0.170 6,0.155 4,0.258 5,0.226 5,0.177 2);對(duì)得到的評(píng)判矩陣B進(jìn)行歸一化處理,有Bl=(0.172 6,0.157 2,0.261 6 ,0.229 2,0.179 3)。
4.結(jié)果計(jì)算。安全評(píng)判結(jié)果如下:
h= 90×0.172 6+80×0.157 2+65×0.261 6+50×0.229 2+35×0.179 3 = 62.854 6。
由此可知,公路安全評(píng)判結(jié)果屬于“較差”,接近“中”的狀態(tài)。該路段混合交通嚴(yán)重,車輛組成復(fù)雜,駕駛員的安全意識(shí)低,行人較多且亂穿馬路,同時(shí)該條道路的安全保障設(shè)施相對(duì)缺乏,不能為道路使用者提供安全的道路環(huán)境。