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        基于三角模糊數(shù)層次分析法的駕駛?cè)司C合素質(zhì)評估研究*

        2012-12-01 03:59:20吳超仲
        關鍵詞:行車權(quán)重專家

        陳 晨 吳超仲

        (武漢理工大學智能交通系統(tǒng)研究中心 武漢 430063)

        (水路公路交通安全控制與裝備教育部工程研究中心 武漢 430063)

        隨著我國公路交通的發(fā)展,交通事故數(shù)也一直居高不下,影響交通事故發(fā)生的4個主要因素有人、車、路和環(huán)境.其中,駕駛?cè)诵袨橐蛩卣冀^大多數(shù)[1-2].國內(nèi)外眾多研究機構(gòu)對各種生理或心理條件下駕駛?cè)说鸟{駛能力進行了研究[3-5].目前的駕駛?cè)丝己讼嚓P的文獻多用層次分析法,而基于三角模糊數(shù)的層次分析法對駕駛?cè)司C合素質(zhì)的各項指標進行權(quán)重研究,能夠避免層次分析法的不足,使得評價結(jié)果更合理化.

        1 駕駛?cè)司C合素質(zhì)指標體系

        1)安全駕駛知識 駕駛知識是進行車輛駕駛的最基本知識要求,主要包括:(1)道路交通安全法律法規(guī);(2)安全駕駛常識;(3)車輛結(jié)構(gòu)及操作規(guī)范;(4)高速公路、山區(qū)道路上及夜間、惡劣天氣下行車操作注意事項.

        2)安全駕駛態(tài)度 態(tài)度是個人對某一對象所持有的評價和行為傾向,對人的行為具有指導性的動力性影響[6].安全駕駛態(tài)度是指駕駛?cè)藢λ幁h(huán)境中可能造成人身傷害、財產(chǎn)損失或環(huán)境破壞的事件的穩(wěn)定、持久的內(nèi)在反應傾向,涉及到社會責任感、駕駛道德等.駕駛安全態(tài)度與性格的關聯(lián)性極大,與每個駕駛?cè)说纳鐣尘?、生活工作環(huán)境等相關,具有極強的后天性.

        聯(lián)系到實際駕駛,安全駕駛態(tài)度則主要是指對駕駛安全的重視程度,具體是指對一般違規(guī)駕駛行為、酒后駕車、超速駕車和疲勞駕駛的態(tài)度.

        3)安全行車意識 安全行車意識指駕駛?cè)嗽诮煌ɑ顒又械陌踩庾R,主要包括對行車過程中未知情況及可能存在的危險情況的預判,進而提前采取預防措施.

        4)環(huán)境感知能力 環(huán)境感知能力是指駕駛?cè)嗽谛熊囘^程中,對外界靜態(tài)的和動態(tài)的環(huán)境的認知[7].靜態(tài)環(huán)境包含道路線形、路側(cè)景觀、路面質(zhì)量、天氣及對車體自身的空間認知等,動態(tài)環(huán)境包含自身車速、行人或其他障礙物速度及空間距離等.環(huán)境感知能力直接影響著駕駛?cè)瞬扇〔僮鞯恼_與否.

        5)車輛操縱能力 車輛操縱能力是指駕駛?cè)藢圀w的操作、控制能力,包括最基本的加減速、轉(zhuǎn)彎、倒車等技能等.

        2 三角模糊層次分析法

        2.1 確定評價因素集并建立層次模型

        根據(jù)前面的理論分析,建立如圖1所示的層次模型,最上層為目標層A,中間為準則層B,最下層為指標層C.

        圖1 駕駛?cè)司C合素質(zhì)指標體系

        2.2 三角模糊數(shù)判斷矩陣的構(gòu)建

        根據(jù)每個專家對各個元素的兩兩比較,就可以得到目標層對準則層、準則層對指標層的三角模糊數(shù)判斷矩陣.設第t個專家的三角模糊數(shù)判斷矩陣用表示.其中=()為三角模糊數(shù)和分別表示模糊數(shù)的下界和上界為模糊數(shù)中值.-的值越小,表示判斷越模糊;若為0,則表示判斷是非模糊的[8].

        模糊判斷矩陣各個元素值對應某個因素比另一個因素的重要程度,0.1~0.9標度法與通常使用的1~9及其倒數(shù)標度法相比,前者更能較好地反映人們(專家)的實際估計[9],因此本研究采用0.1~0.9標度法,見表1.

        表1 0.1~0.9數(shù)量標度

        2.3 三角模糊數(shù)判斷矩陣的綜合及調(diào)整

        綜合各個專家的判斷矩陣,并將判斷矩陣中的三角模糊數(shù)變成非模糊數(shù).假設專家總數(shù)量為T,每位專家的權(quán)重為rt那么綜合后的判斷矩陣為

        將模糊數(shù)轉(zhuǎn)化為非模糊數(shù),便于后期數(shù)據(jù)處理及分析.根據(jù)文獻[12],假設m的可能性大小是l的M 倍,m的可能性大小是u的N 倍,那么模糊數(shù)=(l m u)轉(zhuǎn)化為非模糊數(shù)公式為:

        2.4 權(quán)重系數(shù)的求解

        對與每層因素指標權(quán)重的確定,對于各模糊判斷矩陣,計算出其中各個元素的綜合重要程度.通權(quán)重求解公式:過以上公式可以依次求出B層對A層的權(quán)重數(shù)及C層對B層的權(quán)重數(shù).

        2.5 綜合評價

        計算出各層的權(quán)重數(shù)后就可以得出C層各指標對目標層A的總排序.

        3 駕駛?cè)司C合素質(zhì)評價步驟

        3.1 構(gòu)造三角模糊數(shù)判斷矩陣

        根據(jù)前面分析結(jié)果,制作駕駛?cè)司C合素質(zhì)各因素相對重要性問卷調(diào)查表,并發(fā)給專家.專家根據(jù)自己的經(jīng)驗,對各因素的相對重要性做出判斷.本次調(diào)查對象全部為交通安全領域?qū)<?,?人.某專家的模糊判斷矩陣見表2~表7.其余專家的模糊判斷矩陣此處略.

        3.2 三角模糊數(shù)判斷矩陣的綜合及調(diào)整

        考慮調(diào)查對象的隨機性,每位專家的判斷矩陣選取相同的權(quán)重,將每名專家對應的準則層A各因素判斷矩陣相綜合,得到表8.

        提取表8中的各個因素最可能估計值,得到矩陣M,見表9.對矩陣M 進行調(diào)整,調(diào)整后為M′,見表10.

        表2 某專家對準則層A各因素模糊判斷矩陣

        表3 某專家對指標層B 1各因素模糊判斷矩陣

        表4 某專家對指標層B2各因素模糊判斷矩陣

        表6 某專家對B 5層各因素模糊判斷矩陣

        表7 某專家對指標層B4各因素模糊判斷矩陣

        表8 綜合后的準則層A各因素模糊判斷矩陣

        表9 模糊判斷矩陣M

        表10 模糊判斷矩陣M′

        計算出δ=0.112 5<0.2,并且σ=0.071 1<0.1,表示專家判斷具有較高的一致性,判斷矩陣不用進行調(diào)整.

        根據(jù)文獻[17]中對三值估計法提出的經(jīng)驗數(shù)值,認為m的可能性大小是l的2倍,m的可能性大小是u的2倍,那么由模糊數(shù)轉(zhuǎn)非模糊數(shù)的公式,能夠得到非模糊數(shù)判斷矩陣.如表11所列.

        表11 綜合后的準則層A各因素非模糊數(shù)判斷矩陣M

        3.3 權(quán)重系數(shù)的求解

        計算出準則層對應的權(quán)重向量為:w=(0.193 0.214 0.213 0.143 0.237)T,如表11所列.同理可以求出C層各個指標對B層的權(quán)重排序及C對A層的權(quán)重和排序情況如表12所列.

        表12 組合權(quán)重表

        3.4 綜合評價

        駕駛?cè)司C合素質(zhì)得分V計算公式為

        式中:各個小項目的滿分值均為100分.

        確定評價等級及其相應標準,參考我國目前使用的《機動車駕駛證申領和使用規(guī)定》,評價結(jié)果采用合格和不合格兩類,給出評語集V={v1,v2}={合格,不合格},評價等級分為2級,其中90分及以上為合格;90分以下為不合格,表示駕駛?cè)诉€需要重新學習,包括駕駛基本知識和操作,培養(yǎng)良好的安全駕駛意識及態(tài)度等.

        4 結(jié)束語

        本文采用了基于三角數(shù)模糊層次分析法,結(jié)合問卷形式對專家進行了調(diào)查,得出了相應結(jié)論,構(gòu)建了駕駛?cè)司C合素質(zhì)評估模型.評價模型顯示駕駛?cè)司C合素質(zhì)指標按重要性依次為:車輛操縱能力(0.237)、安全駕駛態(tài)度(0.214)、安全行車意識(0.213)、安全駕駛知識(0.193)、環(huán)境感知能力(0.143).對于傳統(tǒng)的駕駛?cè)丝己?,主要涉及車輛操縱能力和安全駕駛知識,不能全面代表駕駛?cè)司C合駕駛素質(zhì).為了更加提高駕駛?cè)说男熊嚢踩?,需要在訓練階段添加安全行車態(tài)度及安全行車意識培訓.

        模型還指出駕駛?cè)司C合素質(zhì)小指標中C31(對未知或潛在危險狀態(tài)的預判)、C32(采取預防措施)、C51(加減速能力)、C52(轉(zhuǎn)彎能力)、C22(對酒后駕駛的態(tài)度)等5個項目是駕駛?cè)司C合素質(zhì)中比較重要的部分,駕駛?cè)藨搶@些項目更加重視,對以后駕駛?cè)伺嘤栆簿哂幸欢ǖ闹笇б饬x.

        駕駛?cè)艘部梢愿鶕?jù)評估結(jié)果,掌握自己綜合駕駛素質(zhì)中的缺陷,有針對性的進行訓練和不斷完善,以達到全面優(yōu)秀.這對于事故的預防有積極作用.

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