王藝穎，郝麗，賈燕紅，郭瑞瑞

（長安大學(xué) 汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

道路交通安全灰色評價方法

王藝穎，郝麗，賈燕紅，郭瑞瑞

（長安大學(xué) 汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

對國內(nèi)外常用的道路交通安全評價方法進行對比和分析，提出基于灰色系統(tǒng)理論的道路交通安全綜合評價方法，建立道路交通安全綜合評價體系，為道路交通安全水平的科學(xué)評價提供理論依據(jù)。

道路交通安全；評價；灰色理論

CLC NO.:U491.5Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-31-05

引言

汽車工業(yè)的發(fā)展和道路的建設(shè)為實現(xiàn)快捷、便捷的交通創(chuàng)造了必要的載運工具和基礎(chǔ)設(shè)施，提高了人們的生活質(zhì)量，改變了人們的生活方式［1］。但是，在享受現(xiàn)代道路交通和汽車帶來的舒適和便捷的同時無情的交通事故正在吞噬著人類的生命。據(jù)統(tǒng)計，自有記錄的交通事故發(fā)生以來，全世界死于交通事故的人數(shù)已逾5000萬，相當(dāng)于兩次世界大戰(zhàn)的死亡人數(shù)。道路交通安全已成為當(dāng)今世界上一個嚴(yán)重的社會問題，全世界每年因道路交通事故死亡的人數(shù)超過了100萬，我國是世界上交通事故發(fā)生最嚴(yán)重的國家之一，每年因道路交通事故死亡的人數(shù)已連續(xù)多年列于世界各國的首位。2006～2011年全國交通事故起數(shù)和死亡人數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)見圖1：

雖然我國交通事故起數(shù)和死亡人數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，但重特大交通事故時有發(fā)生，造成的人員傷亡

和經(jīng)濟損失形勢仍然很嚴(yán)峻。因此，對各城市的道路交通安全狀況進行全面的衡量，就主要因素指標(biāo)進行綜合評價，以便針對綜合評價結(jié)果提出行之有效的安全對策，減少交通事故，保障交通安全。

1、國內(nèi)外常用評價方法

宏觀道路交通安全評價是道路交通安全管理決策的基礎(chǔ)。國內(nèi)外對道路交通安全評價進行了多方面研究，提出了一下而已適用于一定范圍的評價方法，主要評價方法大體有以下幾類：

（1）絕對數(shù)法

用事故次數(shù)、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)及其直接經(jīng)濟損失四項絕對指標(biāo)評價安全度，是目前我國用的最普遍的方法。其比較簡單直觀，但由于不涉及影響交通事故發(fā)生的主要因素的差異，而不能揭示交通安全的實質(zhì)。

（2）事故率法

事故率法用相對指標(biāo)來表示交通安全水平，具有較強的可比性。但是，若單獨使用某種事故率來評價交通安全，往往會出現(xiàn)片面的假象，不能反映多種因素綜合表現(xiàn)出的真實影響。其合理性有很大爭議。

（3）模型法

現(xiàn)行的模型法有兩類：一類是統(tǒng)計分析模型，利用多元回歸法建模；另一類是經(jīng)驗法建模。前者國外用的多，后者國內(nèi)用的多。

統(tǒng)計分析模型需要大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；經(jīng)驗?zāi)Ｐ碗m較實用，但科學(xué)依據(jù)不充分，且受地域、交通條件制約，可比性差。目前尚沒有較成熟的適合我國的道路交通安全評價模型。

（4）概率數(shù)理統(tǒng)計法

這種方法的基本思路一般為確定正常條件下事故發(fā)生的概率分布，以這種分布作為進行判斷的依據(jù)?？词鹿拾l(fā)生數(shù)是否在正常的概率范圍之內(nèi)，超出這一范圍則定義為比較危險，而低于這一范圍則定義為比較安全。

這種方法簡單易行，在我國比較常用。但是該方法對事故的分析過于簡單，沒有考慮到不同道路交通條件的差別使得結(jié)果有時往往缺乏科學(xué)性和說服力。

四種方法的優(yōu)缺點比較見表1：

表1 四種綜合評價方法優(yōu)缺點比較

綜上所述，四種評價方法都有各自的局限性。結(jié)合我國交通安全統(tǒng)計信息還不全面，上報資料還不盡詳實的具體情況，本文提出基于灰色系統(tǒng)理論的道路交通安全評價方法。

灰色系統(tǒng)方法是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，著重研究“外延明確、內(nèi)涵不明確”的對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價值的信息，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行行為的正確認(rèn)識和評價［2］。

在道路交通安全評價中有許多“信息不完全”的情況。如評價道路交通安全的指標(biāo)是眾多相關(guān)指標(biāo)的代表，而并非全部的相關(guān)指標(biāo)，在許多情況下，道路交通安全評價指標(biāo)的基礎(chǔ)統(tǒng)計數(shù)據(jù)并不全面。

2、灰色評價方法

2.1 確定評價指標(biāo)

影響道路交通安全的因素有很多，但死亡則是交通安全中危害最大的一種結(jié)果。它最能表征交通安全與不安全的特征。因此，選取人員的死亡作為評價核心指標(biāo)初步篩選出：交通事故死亡率、交通事故致死率、億車公里死亡率、萬車死亡率、十萬人口死亡率、十萬自行車死亡率。

道路因素死亡率指標(biāo)的概念與表示的安全內(nèi)容有相駁之處，如：某一地區(qū)道路的利用率低、交通量小、死亡人數(shù)少，甚至沒有死亡；而另一地區(qū)道路利用率高、交通量大、死亡人數(shù)多。結(jié)合我國道路交通安全統(tǒng)計實情，最終確定評價指標(biāo)為：萬車死亡率（j=1）、十萬人口死亡率（j=2）、交通事故致

死率（j=3）［3］。

2.2 確定評價標(biāo)準(zhǔn)

（1）評價標(biāo)準(zhǔn)確定方法

采用概率統(tǒng)計方法確定評價標(biāo)準(zhǔn)。將評價指標(biāo)的實際數(shù)據(jù)無量綱化處理，分析數(shù)據(jù)累積百分頻率，繪制累積百分頻率曲線，在曲線上確定不同特定累積百分頻率所對應(yīng)的數(shù)值作為各灰類的白化值［4］。將灰類擬定為優(yōu)、良、中、差四個評定等級。選取15%、85%累積百分頻率對應(yīng)點確定優(yōu)和差，選取40%、60%累積百分頻率對應(yīng)點確定良和中，四個累積百分頻率點所對應(yīng)的Ajt分別為指標(biāo)j屬優(yōu)（t=1）、良（t=2）、中（t=3）、差（t=4）的白化值。

（2）評價指標(biāo)數(shù)據(jù)無量綱處理

因各項評價指標(biāo)的量綱不盡相同，數(shù)據(jù)變化范圍較大，直接將實際指標(biāo)數(shù)據(jù)計算、評價，易造成概念不清，難以比較。因此，應(yīng)將各項評價指標(biāo)確定數(shù)據(jù)進行無量綱處理，以便計算、比較。具體做法：將該項指標(biāo)中最大實際數(shù)值做分母，將該項指標(biāo)的實際數(shù)據(jù)為分子，分別相除后所得即為該項指標(biāo)數(shù)據(jù)無量綱處理后的值，處理后的數(shù)值在0～1之間變化。

3、道路交通安全灰色評價方法聚類計算步驟

（1）確定道路交通安全評價對象。給出評價對象個數(shù)n，評價指標(biāo)項數(shù)m，評價灰類數(shù)k。

（2）給出道路交通安全評價對象i關(guān)于評價指標(biāo)j的原始樣本矩陣D0。

（3）對原始樣本矩陣無量綱處理（各指標(biāo)數(shù)據(jù)處理，應(yīng)與相應(yīng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)確定過程中的無量綱處理、計算方法一致），得到處理后矩陣D。

（4）確定道路交通安全各評價指標(biāo)灰類白化權(quán)函數(shù)（見公式3.3～3.7）。

（5）求道路交通安全各項評價指標(biāo)的各種灰類的聚類系數(shù)ujt（見公式3.8）。式中，j∈（1，2，...，m）；t∈(1，2，...，k)；ujt為第j項評價指標(biāo)將評價對象歸入t種灰類的聚類系數(shù)；Ajt為第j項評價指標(biāo)屬于第t種灰類的特征值。

（6）求道路交通安全評價對象綜合各項評價指標(biāo)每種灰類的聚類值δit（見公式3.9）。式中，i∈（1，2，...，n）；δit為第i評價對象歸屬于第t中灰類的聚類值；fit(dij)為第j項評價指標(biāo)屬第t種灰類的白化權(quán)函數(shù)在白化值的權(quán)數(shù)取值。

（7）聚類道路交通安全評價對象。式中，δ*it表示第i個評價對象屬于第t灰類（δi1，δi2，...，δiK）中最大者。

4、實例分析

4.1 累積頻率法確定評價標(biāo)準(zhǔn)

以北京市 、四川省、上海市、陜西省、河南省為宏觀空間位置；以2009-2011年該5省市的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)，來確定評價標(biāo)準(zhǔn)。對2009年5省市的交通安全情況進行事后評價。

（1）根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立原始樣本矩陣D0。

（2）對原始樣本的數(shù)據(jù)進行無量綱處理后得矩陣D。

（3）確定5個省市道路交通各評價指標(biāo)的基礎(chǔ)評價標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)jt，建立評價模式。計算得矩陣Ajt如下：

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算得矩陣D0和D如下：

4.2 聚類演算

5個省市道路交通安全評價對象綜合各項評價指標(biāo)關(guān)于每種灰類的聚類值［5］：

4.3 結(jié)果分析

計算結(jié)果可知：2009年河南省道路交通安全狀況為優(yōu)，北京市和四川省為良，上海市為中，陜西為差。

在良類中，四川省優(yōu)的成分較高，約達3.6%，良、中、差的成分分別占：42.5%、24.5%、29.4%。北京市優(yōu)的成分稍低，約2.9%，良、中、差的成分分別占：48.4%、3.5%、45.1%。因此，道路交通安全狀況，四川省稍好于北京市。

綜上所述，2009年5個城市的道路交通安全水平優(yōu)良排序為：河南省、四川省、北京市、上海市、陜西省。

5、結(jié)論

（1）城市道路交通安全灰色評價方法能夠很好地克服數(shù)據(jù)信息不完善的缺陷，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行歸類、綜合；統(tǒng)一評價標(biāo)準(zhǔn)；對各類指標(biāo)進行清晰明確的計算、歸納，能夠較好地反映各城市之間道路交通安全水平優(yōu)劣，客觀地反映各城市道路交通安全狀況的綜合情況。

（2）以灰色系統(tǒng)評價方法對北京市、四川省、上海市、陜西省、河南省等省市在2009年道路交通安全優(yōu)劣狀況排名。評價實例中，確定指標(biāo)的評價標(biāo)準(zhǔn)時，能在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一起來，評價結(jié)論將更具可比性。

（3）灰色系統(tǒng)評價計算過程較為繁雜，采用計算機進行編程計算，可快捷、準(zhǔn)確地得出計算結(jié)果，進而方便地對各城市道路交通安全狀況做出綜合評價，評價結(jié)果更具說服力。

[1] 王艷輝．道路交通安全綜合評估方法、實現(xiàn)技術(shù)與應(yīng)用［M］．北京：科學(xué)出版社，2012.

[2] 牛會永．基于灰色理論的城市道路交通安全研究［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2005，15(9)：92-95.

[3] 唐琤琤．道路交通安全評價［M］．北京：人民交通出版社，2008.

[4] 張殿業(yè)．道路交通安全管理評價體系［M］．北京：人民交通出版社，2005.

[5] 徐任婷，陸建．江蘇省道路交通安全評價研究［J］．中國安全科學(xué)學(xué)報，2007，04：11-15.

[6] 忽文婷，譚澤飛，楊軍．基于層次分析法的道路交通安全綜合評價研究[J] .交通標(biāo)準(zhǔn)化2010，11：255-257.

Road Safety Evaluation Based On Gray Theory

Wang Yiying, Hao Li, Jia Yanhong, Guo Ruirui
(College of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064)

Through systematical comparison and analysis of different road safety evaluation methods abroad and at home, the gray synthetic evaluation method of road traffic safety is established, which establishes a comprehensive road safety evaluation system and provides a theoretical basis for scientific evaluation of the level of road safety.

traffic safety; evaluation; gray theory.

U491.5

A

1671-7988(2014)03-31-05

王藝穎，碩士研究生，就讀于長安大學(xué)，載運工具運用工程專業(yè)。