孔靜

摘 要：道路交叉口是道路交通系統(tǒng)的核心，為了提高城市道路交叉口的安全性，基于本質(zhì)安全的角度，在影響交叉口安全的人、車、道路環(huán)境三大因素基礎(chǔ)上建立交叉口安全評價(jià)體系，然后確定體系中各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，采用模糊綜合評價(jià)的方法構(gòu)建交叉口安全評價(jià)模型。應(yīng)用該模型選取山西省太原市典型交叉口進(jìn)行安全評價(jià)。實(shí)證表明：模糊評價(jià)模型能有效地反映城市交叉口的安全情況，取得比較滿意的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：交叉口;本質(zhì)安全;安全評價(jià);模糊綜合評判法

Abstract： The intersections are core road traffic system. In order to improve the safety of urban road intersections， on the basis of factor of people， vehicle and environment， intersection safety evaluation system is established based on the nature of the security. Then the weight of the indicators is researched ， also the fuzzy comprehensive evaluation model is established to evaluate the security level of the intersection. A typical intersection of Taiyuan City is taken as an example， and its safety is used to be evaluated. Empirical evidence shows that this method can effectively reflect the security situation in the city intersection， and achieve satisfactory results.

Keywords： Intersection; Intrinsic Safety; Safety Assessment; Fuzzy Comprehensive Assessment

1 前言

道路交叉口的功能是把道路相互連接，這樣就構(gòu)成道路網(wǎng)絡(luò)，來自各個方向的交通流就在此交織和分流，各個方向的交通流在同一時(shí)間點(diǎn)匯入交叉口這點(diǎn)[1]，使得交叉口的流量大幅度地增加了，交叉路口頻繁發(fā)生交通事故，由此可見，交叉口有著沖突點(diǎn)多、交通量大、盲區(qū)大、管理復(fù)雜等特點(diǎn)[2]。為了減少降低交通事故的發(fā)生率，提高交通安全性能，應(yīng)客觀地對道路交叉口的安全狀況做出評價(jià)，同時(shí)提出改善措施以此提高交叉口的安全性能。

現(xiàn)在，很多學(xué)者都提出了對于交叉口的安全進(jìn)行分析的方法，例如通過統(tǒng)計(jì)交通事故發(fā)生的數(shù)據(jù)進(jìn)而分析的方法，還有通過分析交通沖突技術(shù)進(jìn)行間接評價(jià)的方法 [3]，但是上述方法存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或者評價(jià)范圍受到限制使得無法進(jìn)行評價(jià)。因此本文基于本質(zhì)安全，這也正是本文的創(chuàng)新點(diǎn)所在，從“人—車—道路環(huán)境”這個道路安全系統(tǒng)的安全性出發(fā)，提出了采用模糊綜合評價(jià)方法，選擇人、車、道路環(huán)境三方面因素做評價(jià)指標(biāo)構(gòu)建安全評價(jià)體系，建立安全評價(jià)模型，并選取山西太原某交叉路口，對其綜合分析評價(jià)，并提出改善措施，以改善該交叉口的安全性能。

2 城市道路交叉口安全評價(jià)模型的構(gòu)建

2.1 模糊綜合評價(jià)方法

模糊綜合評價(jià)方法是利用模糊關(guān)系合成原理，在考慮多種影響因素的基礎(chǔ)上，在本文中也就是人、車、道路環(huán)境的影響，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)工具對道路交叉口安全做出綜合評價(jià) [4]。該評價(jià)方法除了評價(jià)交叉口的安全綜合值外，還比較這些評價(jià)對象并且進(jìn)行排序，然后根據(jù)最大隸屬度原則進(jìn)行綜合評判。此方法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確地處理交叉口安全的模糊問題，之所以稱之為“模糊”，原因是交叉口安全等級是基于一個值比較而言的，安全與否是一個相對概念，所以很難對交叉口是安全的或不安全得出明確的結(jié)論。因此交叉口是否安全可以作為一個模糊問題來處理，采用模糊數(shù)學(xué)來建立道路交叉口安全水平評價(jià)模型是可行的。

2.2 基于本質(zhì)安全的城市道路交叉口安全評價(jià)體系的建立

2.2.1 本質(zhì)安全的內(nèi)涵

20世紀(jì)50年代宇航技術(shù)領(lǐng)域最先提出本質(zhì)安全，它是指電氣系統(tǒng)本身具有安全性，可以防止釋放可燃物燃燒所需能量[5]。而用在本文中，是基于本質(zhì)安全的道路交叉口安全，本質(zhì)安全有廣義與狹義兩種闡述。狹義的本質(zhì)安全，即交叉口安全是指它自己本身的安全性能。本質(zhì)安全從廣義上講，是指道路交叉口安全系統(tǒng)：“人一車一道路環(huán)境”共同呈現(xiàn)出的關(guān)于安全方面的特點(diǎn)，它涉及到三個方面，分別為該交叉口的交通參與者的特性、車的特性、道路環(huán)境的特性 [6]。

本文采用廣義的本質(zhì)安全進(jìn)行研究，即考慮人、車、道路環(huán)境的影響因素。

2.2.2 安全評價(jià)指標(biāo)體系的建立

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)[7-9]，選擇安全評價(jià)指標(biāo)。由于人、車、道路環(huán)境三大因素共同影響交叉口安全，所以它們可以做一級指標(biāo)，而這三大因素又可以分成很多小的方面，這些小的方面則可以作為二級指標(biāo)，由此建立了評價(jià)城市道路交叉口安全的指標(biāo)體系。如下圖1所示：

2.3 安全評價(jià)模型的構(gòu)建

2.3.1 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

通過大量的問卷調(diào)查確定各一級、二級指標(biāo)所占的比重，在此次問卷中，采用網(wǎng)上調(diào)研的方法，調(diào)研后整理數(shù)據(jù)如下：

（1）在交通參與者的影響因素中，各指標(biāo)所占比重如下扇形圖2：

（2）在車的影響因素中，各指標(biāo)所占比重如下扇形圖3：

（3）在道路環(huán)境的影響因素，各指標(biāo)所占比重如下扇形圖4：

通過整理分析得到道路交叉口安全評價(jià)指標(biāo)權(quán)重，如下表1所示：

2.3.2 模糊綜合安全評價(jià)模型的構(gòu)建

構(gòu)建城市道路交叉口安全模糊評價(jià)模型的步驟如下：

（1）設(shè)因素集是X={x1，x2，x3}={人的因素，車的因素，道路環(huán)境的因素}。其中：

x1={駕駛員的技術(shù)水平，交通參與者的安全意識，駕駛員的應(yīng)急處理能力};

x2={車輛的使用情況，車輛的設(shè)計(jì)水平，車輛的安全配置};

x3={道路交叉口設(shè)計(jì)，交通信號設(shè)施，交通流特性，天氣條件，交通法規(guī)}。

（2）評價(jià)集是Y={y1，y2，y3，y4 }={優(yōu)，良，中，差}，以十分制給其打分，相應(yīng)地評價(jià)等級分向量為C=﹛10，7.5，5.0，2.5﹜。

（3）建立模糊關(guān)系矩陣R=（rij）m×n，其中rij表示對因素xi做出優(yōu)、良、中、差等級評價(jià)的可能。

（4）建立權(quán)重分配A={a1，a2，a3}，ai指評價(jià)因素xi所占的比重。

（5）模糊集B={b1，b2，b3，b4 }，這是評價(jià)的最終結(jié)果，即最終結(jié)果為某種評價(jià)等級的隸屬度。

模糊綜合評價(jià)的運(yùn)算公式如下：

通過以上運(yùn)算步驟，則評價(jià)的最終結(jié)果是yjz。

（6）最后通過計(jì)算，然后評定交叉口的安全。

3 實(shí)例分析—山西省太原市典型道路交叉口安全評價(jià)

3.1 典型交叉口的選取

本文選取太原市某典型交叉口，因?yàn)檫@個交叉口附近是商業(yè)區(qū)，許多大型的超市與商場在周圍，因此無論是車流量還是人流量都較多，是事故易發(fā)生點(diǎn)，比較有代表性，所以選取這個交叉口。

3.2 模型驗(yàn)證

為了驗(yàn)證使用模糊綜合評價(jià)方法能夠有效地對分析和評價(jià)交叉口的安全性能，選取太原市典型道路交叉口，采用網(wǎng)絡(luò)調(diào)查的方式進(jìn)行調(diào)研，得出影響交叉口安全性的一級、二級指標(biāo)的權(quán)重，如上表1所示，現(xiàn)根據(jù)上述模糊安全評價(jià)模型對本交叉口綜合分析如下：

（1）根據(jù)上述所收集的數(shù)據(jù)分析可得一級指標(biāo)層權(quán)重矩陣為：

（2）通過進(jìn)行專家評價(jià)調(diào)查問卷方法，建立模糊關(guān)系矩陣R。經(jīng)過50多名專家采用十分制對影響該交叉口的各項(xiàng)指標(biāo)打分，收集數(shù)據(jù)并且進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算結(jié)果如表2：

通過對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可分別求得三個模糊矩陣R1，R2，R3，這三個矩陣分別表示一級指標(biāo)人、車、路與交叉口安全相關(guān)的模糊關(guān)系。

（3）開始運(yùn)用模糊評價(jià)方法計(jì)算評價(jià)。

1）“人的因素”的模糊評價(jià)向量B1

經(jīng)過計(jì)算出的B1可以看出，0.8這個值最大，也就是此隸屬度最大，即“中”最大。根據(jù)最大隸屬原則，交通參與者的因素應(yīng)當(dāng)屬于“中”的等級，說明在這個交叉口，交通參與者的情況屬于一般。從專家調(diào)查問卷來看，交通參與者的安全意識，以及駕駛員的應(yīng)急處理能力有待于提高，這樣才能保證交叉口的安全。

2）“車的因素”的模糊評價(jià)向量B2

經(jīng)過上述計(jì)算的可以看出，0.55的值最大，也就是此隸屬度最大，即“良”最大。根據(jù)最大隸屬原則，車的因素應(yīng)當(dāng)屬于“良”的等級，也說明在這個交叉口，車的整體狀況還比較好。

3）“路”的模糊評價(jià)向量B3

經(jīng)過計(jì)算得出B3可以看出，0.4的值最大，也就是這個隸屬度最大，即“中”最大。根據(jù)最大隸屬原則，道路環(huán)境的因素應(yīng)當(dāng)屬于“中”的等級，說明這個交叉口的道路環(huán)境相對比較一般。從專家調(diào)查結(jié)果來看，這個路口的道路設(shè)計(jì)并不是很合理，有待于改造;并且交通限號燈配時(shí)并不是很準(zhǔn)確也需要改進(jìn)，來緩解通行壓力;同時(shí)，此路口屬于商業(yè)區(qū)，高峰時(shí)飽和狀態(tài)，平峰時(shí)流量仍然集中，無論是非機(jī)動車還是公交車、私家車經(jīng)常在這兒阻滯，矛盾突出;最后要增加執(zhí)法力度。

（3）進(jìn)行二級模糊綜合評價(jià)

由前面調(diào)研可知得一級指標(biāo)的指標(biāo)層權(quán)重為A={0.82， 0.1，0.02}，那么對于該交叉口的最終運(yùn)算結(jié)果如下：

從計(jì)算結(jié)果B可以看出，0.8最大，也就是這個隸屬度最大，即“中”最大，說明這個交叉口的安全水平等級基本評定為“中”。

3.3 道路交叉口安全改善措施分析

本文通過采用太原市某典型道路交叉口這個實(shí)例進(jìn)行模型驗(yàn)證，通過上述分析，這個交叉口還是存在挺多問題的，現(xiàn)在針對這些問題進(jìn)行分析，并提出改善方法如下：

3.3.1 交通參與者

由于這個路口是商業(yè)區(qū)，周圍是與大型超市商場相鄰，因此人流量比較大。而通過上面的評價(jià)知道交通參與者并沒有認(rèn)識到交通安全的重要性，所以橫穿馬路，不遵守交通規(guī)則的情況頻頻發(fā)生。有些車則會為了避免事故變車道導(dǎo)致交通混亂。因此，我們應(yīng)該普及相關(guān)的交通安全知識，提高每個人的安全意識與應(yīng)急能力。

3.3.2 車

目前隨著車的各方面的改進(jìn)，車的安全技術(shù)越來越先進(jìn)，設(shè)計(jì)也比較合理，所以車方面在此不多論述。

3.3.3 道路環(huán)境

（1）據(jù)統(tǒng)計(jì)，該路口高峰的時(shí)候平均每小時(shí)車流量為6936輛，有時(shí)在這個交叉口要兩次或者三次排隊(duì)才能過去，而在車行道分布上還不合理，非機(jī)動車道上還會有機(jī)動車，所以路口應(yīng)該進(jìn)行渠化改進(jìn)。

（2）在此交叉口岔口多，是五路的，流向復(fù)雜，加之信號燈配時(shí)不合理并且設(shè)計(jì)也有難度，所以可以在此路口實(shí)施禁止機(jī)動車左轉(zhuǎn)措施，減少流向，并且優(yōu)化信號燈配時(shí)。

（3）加大執(zhí)法力度，爭取讓每個人都能做到遵守交通規(guī)則，更好地維持交通秩序，構(gòu)造和諧的交通環(huán)境。

4 結(jié)論

基于本質(zhì)安全的道路交叉口安全評價(jià)，從廣義的本質(zhì)安全角度出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)方法—模糊綜合評價(jià)方法，建立了交叉口評價(jià)的體系，構(gòu)建了模糊評價(jià)模型，同時(shí)采用太原市典型交叉口進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證模糊綜合評價(jià)方法在評價(jià)交叉口安全時(shí)是可行的。

雖然本文對交叉口的安全做出了一定的評價(jià)，但是還是存在一定的問題，例如所選取的模糊綜合評價(jià)法仍然有些不足，該法對各個指標(biāo)間的相對權(quán)重忽視了，沒有系統(tǒng)確定各個評價(jià)指標(biāo)隸屬函數(shù)方法。此方法在確定權(quán)重時(shí)主觀性較強(qiáng)，這也是未來亟待解決的問題。

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