曹興舉， 鞏建強

(1.南京航空航天大學(xué)， 南京 210016； 2.新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 烏魯木齊 831401； 3.交通運輸部 公路科學(xué)研究院， 北京 100088)

道路運輸作為公共安全的重要組成部分，其安全關(guān)系到人民群眾生命財產(chǎn)安全、經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展、社會和諧穩(wěn)定，是重大民生問題。隨著中國汽車保有量、高速公路通車?yán)锍?、駕駛?cè)藛T數(shù)量逐年增加，道路運輸業(yè)取得了長足發(fā)展，隨之而來的是道路交通事故不斷發(fā)生。

道路交通事故的形成原因是多方面的，主要有駕駛?cè)藛T、行人的不安全行為、機動車輛的不安全狀態(tài)和負(fù)責(zé)的道路環(huán)境等因素，最主要的是對道路運輸系統(tǒng)安全復(fù)雜性認(rèn)識不足或缺失是造成事故的內(nèi)在原因。

事故致因分析是在事故調(diào)查勘驗的基礎(chǔ)上，通過分析事故形成規(guī)律，剖析事故的形成機理，并由此形成事故致因理論為預(yù)防事故和遏制事故提供理論依據(jù)。目前，中外有關(guān)事故致因的理論模型主要有ATSB、AcciMap、STAMP、FRAM和DRMMF，各種模型在其結(jié)構(gòu)、組成、行為、組成關(guān)系、數(shù)據(jù)要求、可靠性、實用性等方面具有一定的特征差異，能夠從不同的視角揭示事故的形成原因[1]。從系統(tǒng)的角度來看，系統(tǒng)致因理論主要分為微系統(tǒng)論、中系統(tǒng)論和宏系統(tǒng)論[2]。

1 道路運輸系統(tǒng)復(fù)雜性認(rèn)知

所謂系統(tǒng)，即由相互作用、相互依賴的若干個組成部分組合在一起，形成的具有特定功能的有機整體。每個系統(tǒng)又是它所從屬的一個更大系統(tǒng)的組成部分(子系統(tǒng))。道路運輸系統(tǒng)是由多種要素結(jié)合在一起，并構(gòu)成具有運輸功能的系統(tǒng)。因此，可以運用系統(tǒng)科學(xué)理論對道路運輸系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1.1 復(fù)雜性概念

“復(fù)雜性”的提出，起源于 20 世紀(jì)初對理論生物學(xué)的研究。1928年，奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲(L. V. Bertalanffy)在其《生物有機體》論文中首次提出了“復(fù)雜性”的概念。20世紀(jì)后期，在自然科學(xué)、工程技術(shù)、社會科學(xué)研究的各個領(lǐng)域，“復(fù)雜性”成為一種研究的新概念范式。

1.2 道路運輸系統(tǒng)的復(fù)雜性

道路運輸系統(tǒng)的復(fù)雜性主要表現(xiàn)在以下5個方面：

1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。道路運輸系統(tǒng)涉及人員、裝備、規(guī)模等眾多因素，由于人員素質(zhì)的參差不齊，運輸裝備功能的差異，企業(yè)規(guī)模、安全文化等多方面的差別，使得道路運輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有差異性和多樣性。

2)人員復(fù)雜性。道路運輸系統(tǒng)中的人員包括駕駛員、押運員、站(場)管理人員、救援操作人員等多種類型的作業(yè)人員，由于作業(yè)類型多樣、人員素質(zhì)、技能水平的差異，使得道路運輸系統(tǒng)中的人員具有一定的復(fù)雜性。

3)車輛復(fù)雜性。道路運輸系統(tǒng)中涉及的車輛類型較多，由于各類型車輛性能、作用等存在一定的差異，因此，道路運輸系統(tǒng)的車輛具有一定的復(fù)雜性。

4)道路環(huán)境的復(fù)雜性。中國幅員廣闊，環(huán)境多變，經(jīng)濟水平區(qū)域差異明顯，道路等級、路面狀況、混合交通等多因素的影響，使得道路運輸系統(tǒng)中所涉及的道路環(huán)境具有復(fù)雜性。

5)安全管理的復(fù)雜性。道路運輸系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的要素較多，并由此而導(dǎo)致所涉及的管理部門、管理機構(gòu)較多，管理現(xiàn)狀極為復(fù)雜。僅道路運輸車輛所涉及的管理部門有工信部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、公安部、交通運輸部、環(huán)境保護(hù)部等，因此，中國的道路運輸安全管理具有一定的復(fù)雜性。

另外，隨著科技的進(jìn)步，道路運輸系統(tǒng)裝備的可靠性和穩(wěn)定性逐步提高，運行環(huán)境逐步改善，但是操作人員對被動安全裝置的依賴性不斷增強、風(fēng)險防范能力不足，成為系統(tǒng)運行中新的風(fēng)險。總之，從道路運輸系統(tǒng)的構(gòu)成要素、特征和功能來看，道路運輸系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜特性。

2 重特大道路交通事故致因統(tǒng)計分析

2.1 事故調(diào)查信息

根據(jù)道路運輸系統(tǒng)的構(gòu)成要素，從道路運輸系統(tǒng)的角度考慮，對中國近年來發(fā)生的重特大道路交通事故進(jìn)行調(diào)查(共統(tǒng)計分析事故案例65起)，涵蓋的主要信息有：

1)基本信息。包括事故發(fā)生的時間、地點、事故形態(tài)、肇事車輛部位、傷亡情況、事故原因、事故責(zé)任、事故描述等。

2)駕駛員信息。包括年齡、駕齡、準(zhǔn)駕車型、本地/異地等。

3)車輛信息。包括車型、運輸距離、肇事前行駛狀態(tài)等。

4)道路環(huán)境信息。包括道路的行政等級、技術(shù)等級、道路形態(tài)、路面通行條件等。

5)安全管理信息。包括執(zhí)法管理情況、政策落實情況、事故救援情況等。

2.2 事故致因統(tǒng)計分析

2.2.1 駕駛員事故致因

在調(diào)查的65起重特大道路交通事故中，有62起事故涉及駕駛員因素，占事故總數(shù)的95.38%。駕駛員因素主要分為駕駛員不安全狀態(tài)，不安全行為，應(yīng)急處置不當(dāng)三大類。在駕駛員因素中排名前四的是超速行駛、操作不當(dāng)、緊急處置不當(dāng)和超載運行，占比分別為36.04%、20.72%、11.71%和9.91%，如圖1所示。

圖1 重特大道路交通事故駕駛員事故致因分布

2.2.2 車輛事故致因

在調(diào)查的重特大道路交通事故中，有27起事故涉及車輛故障，占事故總數(shù)的41.54%。車輛因素分為車輛車體安全、車輛故障和維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)三大類。車輛事故致因中排名前四的是制動系統(tǒng)故障、機件性能不符合規(guī)定、制動效能不足、車輛安全技術(shù)性能不合規(guī)，占比分別為41.94%、16.13%、9.68%和9.68%，如圖2所示。

圖2 重特大道路交通事故車輛事故致因分布

2.2.3 道路環(huán)境事故致因

道路環(huán)境往往是交通事故的誘因，在調(diào)查的重特大道路交通事故中，有38起事故涉及道路環(huán)境因素，占事故總數(shù)的58.46%。道路環(huán)境因素分為惡劣或不良道路環(huán)境、不良?xì)夂驐l件和防護(hù)設(shè)施不完善三大類。道路環(huán)境因素中排名前四的是雨天、施工路段、無交通標(biāo)志和無照明設(shè)施，占比分別為21.05%、12.28%、12.28%和8.77%，如圖3所示。

圖3 重特大道路交通事故道路環(huán)境事故致因分布

2.2.4 安全管理因素

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成重特大道路交通事故的安全管理方面的問題主要體現(xiàn)在執(zhí)法不到位造成的駕駛員違法行為比較突出、企業(yè)對行業(yè)管理政策不落實以及事故發(fā)生后的救援水平偏低等。

3 事故致因的復(fù)雜性機理

3.1 DEMATEL算法介紹

DEMATEL(decision-making and trial evaluation laboratory)算法是用于分析復(fù)雜系統(tǒng)的一種方法。該算法運用圖論與矩陣論原理對各構(gòu)成因素進(jìn)行分析，通過計算因素的中心度確定因素的關(guān)鍵度，根據(jù)原因度可以得出因素所屬的種類[3-4]。DEMATEL算法考慮了因素間的兩兩直接影響關(guān)系和所有因素之間的間接影響關(guān)系?；静襟E如下：

2)計算規(guī)范化直接影響矩陣C。直接矩陣C=[cij=βij/maxβij]n×n，其中βij為專家評價數(shù)據(jù)平均所得的結(jié)果，maxβij為直接影響矩陣中元素的最大值，對該矩陣進(jìn)行規(guī)范化處理，得到規(guī)范化矩陣元素cij∈[0,1]。

3)計算綜合影響矩陣T。綜合影響矩陣表示因素間直接影響和間接影響結(jié)果的綜合效應(yīng)，有T=[tij]n×n。為消除因素變化所引起的波及效應(yīng)[5]，需要考慮因素間的間接影響，以確定每一個因素相對于系統(tǒng)中最高水平的因素的最后影響，即：

(1)

4)計算致因因素的影響度fi和被影響度ei。對綜合影響矩陣T中元素按行相加得到相應(yīng)因素的影響度fi，影響度fi表示元素i對其他所有元素的綜合影響度；對綜合影響矩陣T中元素按列相加得到相應(yīng)元素的被影響度ei，被影響度ei表示元素i受其他所有因素的綜合影響度。

(2)

(3)

5)計算中心度Mi和原因度Ni。致因因素的影響度和被影響度相加得到中心度，致因因素的影響度減去被影響度得到其原因度。

Mi=fi+ei, (i=1,2,…,n)

(4)

Ni=fi-ei, (i=1,2,…,n)

(5)

中心度Mi為綜合影響矩陣T中的第i行元素行和與第i列元素列和之和，表示致因因素i在所有致因因素中的重要性程度。原因度Ni為綜合影響矩陣T中的第i行元素行和與第i列元素列和之差，表示致因因素i與其他致因因素的因果邏輯關(guān)系，若Ni>0，則表示該致因因素對其他致因因素的影響較大，稱為原因因素；若Ni<0，則表示該致因因素受其他致因因素的影響較大，稱為結(jié)果因素。

6)繪制原因-結(jié)果圖。以致因因素中心度為橫坐標(biāo)，原因度為縱坐標(biāo)，建立笛卡爾坐標(biāo)系，標(biāo)出因素在坐標(biāo)系上的位置，分析因素的重要性，從而得出因素的重要性排序。

7)計算整體影響矩陣H。在綜合影響矩陣T的基礎(chǔ)上，考慮因素自身對系統(tǒng)的影響，設(shè)為I，則綜合影響矩陣為

H=I+T

(6)

8)計算可達(dá)矩陣K。針對整體影響矩陣，給定合適的閾值λ，當(dāng)hij≥λ時，取kij=1；當(dāng)hij<λ時，取kij=0，構(gòu)建可達(dá)矩陣K。

3.2 DEMATEL應(yīng)用分析

重特大道路交通事故的致因往往比較復(fù)雜，涉及因素較多，根據(jù)事故致因統(tǒng)計分析結(jié)果提取頻次較高的15項因素指標(biāo)，形成重特大道路交通事故致因因素體系，如圖4所示。

圖4 重特大道路交通事故致因因素體系

基于圖4所示事故致因因素，運用5級評價方法(強、較強、一般、較弱、無)，分別賦值(4，3，2，1，0)，獲得了4組道路交通事故鑒定經(jīng)驗專家的評價結(jié)果，得到4個初始直接影響矩陣B1～B4。

對初始影響矩陣B1～B4運用DEMATEL算法進(jìn)行處理，計算結(jié)果見表1。

表1 B1～B4運用DEMATEL計算結(jié)果

表1中心度較大的6個關(guān)鍵因素為安全意識不足、超速行駛、操作不當(dāng)、應(yīng)急處置不當(dāng)、違反交通規(guī)定、制動系統(tǒng)故障。這些要素是影響該運輸安全的關(guān)鍵因素，也是事故預(yù)防的重點。

基于表1計算數(shù)據(jù)，可繪制如圖5所示致因因素原因-結(jié)果圖，其中處于圖形上方區(qū)域的因素為原因因素，處于圖形下方區(qū)域的因素為結(jié)果因素，關(guān)鍵因素分布于圖形的右段，那么分布于圖形右上角區(qū)域的致因因素則為中心度較大的致因因素，通常為事故的本質(zhì)根源。

圖5 致因因素原因-結(jié)果圖

通過計算整體影響矩陣，λ的可取范圍為λ=4,5,6,7。經(jīng)計算，λ=6為可達(dá)矩陣K最有效的閾值。當(dāng)λ=6時，可計算得出順序可達(dá)矩陣K′，根據(jù)致因因素的驅(qū)動力排序，可得如圖6所示事故致因因素遞階層次結(jié)構(gòu)圖。

從圖6可以看出，安全意識不足和超速行駛是重特大道路交通事故的根本性問題，即本質(zhì)原因；操作不當(dāng)、應(yīng)急處置不當(dāng)、違反交通規(guī)定、制動系統(tǒng)故障是關(guān)聯(lián)本質(zhì)原因，與本質(zhì)原因直接相關(guān)，通常是事故的直接原因；誘發(fā)致因通常為事故的間接原因。

圖6 事故致因因素遞階層次結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)論

1)根據(jù)道路運輸系統(tǒng)的構(gòu)成要素，對道路運輸系統(tǒng)的復(fù)雜特性進(jìn)行了分析。

2)以中國近年來發(fā)生的65起重特大道路交通事故現(xiàn)場勘驗、調(diào)研和統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依托，提取出15項事故致因的關(guān)鍵因素。

3)運用DEMATEL分析方法，研究表明事故致因因素對于事故的發(fā)生有著不同的貢獻(xiàn)度，其中部分因素是關(guān)鍵誘因；事故致因各因素間有遞進(jìn)和關(guān)聯(lián)關(guān)系，底層因素為本質(zhì)原因，頂層因素為直接原因。