潘福全,董炳潔,董云鵬,張麗霞,楊金順,陳秀鋒

(1.青島理工大學(xué) a.土木工程學(xué)院;b.機(jī)械與汽車工程學(xué)院,青島 266525;2.青島海納云智能系統(tǒng)有限公司,青島 266101)

公交車出行一般被認(rèn)為是相對(duì)安全的出行方式,但近年來,全國公交車交通事故頻發(fā),公交車交通安全問題引起人們的重視。因此,分析公交車交通事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),加強(qiáng)日常運(yùn)營安全管理,降低公交車事故率顯得尤為重要。

NABILA等[1]通過試驗(yàn)獲取長短途公交車駕駛員在駕駛和休息期間的血壓、心率、身體質(zhì)量等生理指標(biāo),結(jié)果表明延長公交車駕駛員休息時(shí)間和增加身體活動(dòng)能夠降低公交車交通事故的發(fā)生。CHIEN[2]利用logistic回歸模型研究公交車駕駛員發(fā)生交通事故的影響因素,發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)笋{駛經(jīng)驗(yàn)對(duì)交通事故的發(fā)生有顯著影響。SERGIO等[3]研究了工作壓力與公交車駕駛員工作表現(xiàn)關(guān)系,結(jié)果顯示工作壓力大會(huì)顯著影響公交車駕駛員駕駛的安全性。王豐元等[4]利用試驗(yàn)采集了公交車駕駛員在通過直線式和港灣式車站時(shí)的生理數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)駕駛員在不同停靠站的生理特性有明顯差異。任慧君等[5]利用車載GPS模塊從軌跡數(shù)據(jù)中提取超速、急加速等不安全駕駛行為來評(píng)估駕駛行為的安全性,結(jié)果顯示設(shè)置恰當(dāng)?shù)男旭偹俣?、加速度等?可以有效評(píng)價(jià)駕駛員的駕駛行為和安全意識(shí)。徐慧智等[6]利用相關(guān)分析法,探究了城市道路禁令交通標(biāo)志對(duì)公交車駕駛員安全駕駛的影響,結(jié)果顯示城市路側(cè)禁令交通標(biāo)志的數(shù)量會(huì)對(duì)駕駛員的安全駕駛有顯著影響。朱彤等[7]利用隨機(jī)參數(shù)模型分析相關(guān)因素對(duì)公交車駕駛?cè)税l(fā)生事故的影響,發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说臍v史違規(guī)行為會(huì)顯著影響發(fā)生交通事故的概率。張締等[8]通過案例分析法,構(gòu)建了公交車火災(zāi)事故風(fēng)險(xiǎn)致因評(píng)價(jià)體系,發(fā)現(xiàn)乘客行為、電氣設(shè)備故障和機(jī)械故障是導(dǎo)致公交車火災(zāi)事故的主要原因。

綜上所述,現(xiàn)有研究大多是分析公交車駕駛員生理、心理指標(biāo)對(duì)公交車交通事故的影響,往往只局限于人的因素,沒有從系統(tǒng)的角度考慮風(fēng)險(xiǎn)形成機(jī)理及演變過程,忽略了人、路、車、環(huán)境和管理等因素相互作用、耦合下對(duì)公交車行車安全的影響。本文針對(duì)影響公交車交通事故的人、路、車、環(huán)境和管理因素,構(gòu)建了公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合層次網(wǎng)絡(luò)模型。基于N-K模型,建立公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型,量化分析公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素耦合關(guān)系,找出導(dǎo)致公交車交通事故的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素和強(qiáng)耦合關(guān)系,最后通過建立公交車交通事故尖點(diǎn)突變模型,進(jìn)一步分析公交車交通安全系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)演變,為預(yù)防公交車交通事故的發(fā)生和安全管理提供依據(jù)。

1 公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

通過對(duì)公交車交通事故數(shù)據(jù)整理分析,從安全系統(tǒng)工程的角度,將公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素分為人的因素、道路因素、車輛因素、環(huán)境因素和管理因素5類。

1) 人的因素:分為公交車駕駛員和乘客兩方面。公交車駕駛員存在超速、違規(guī)超車、違規(guī)變更車道、不按規(guī)定讓行、搶道、進(jìn)站不靠邊等危險(xiǎn)駕駛行為;駕駛員對(duì)行人、路線和對(duì)向來車等判斷錯(cuò)誤,操作失誤等駕駛技術(shù)問題;另外駕駛員還存在安全意識(shí)差、應(yīng)急處理能力弱、駕駛經(jīng)驗(yàn)不足、疲勞駕駛、精神異常等身體和心理問題。乘客原因主要包括不遵守乘車規(guī)定、破壞車內(nèi)安全設(shè)備、與駕駛員發(fā)生沖突、不按秩序上下車等影響駕駛安全的行為。

2) 道路因素:包括道路彎道過大和坡度過陡,視距差,道路線形及線形組合設(shè)計(jì)不合理,交通標(biāo)志、標(biāo)線不完善,照明設(shè)備差,公交車站設(shè)置不合理等道路安全配套設(shè)施不完善問題;道路施工、道路交通出行量大、行人橫穿馬路、非機(jī)動(dòng)車違法行車等導(dǎo)致的道路環(huán)境復(fù)雜問題;廣告牌和綠化帶遮擋等道路景觀遮擋視線問題。

3) 車輛因素:公交車性能的穩(wěn)定性直接影響公交車的行車安全。公交車負(fù)載高、制動(dòng)頻繁易使公交車制動(dòng)和轉(zhuǎn)向等零部件失效和老化;燃料系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)故障等易造成車輛失火;車載逃生設(shè)備和安全設(shè)施不健全、公交車視野盲區(qū)及內(nèi)輪差等問題都影響行車安全。

4) 環(huán)境因素:包括內(nèi)部環(huán)境因素和外部環(huán)境因素。內(nèi)部環(huán)境因素主要是車內(nèi)噪聲大、高溫、氧氣含量低等導(dǎo)致駕駛員身體疲勞、心理急躁造成注意力不集中、反應(yīng)遲鈍。外部環(huán)境因素主要是惡劣天氣(包括大霧、雨雪天氣等)造成的道路濕滑和視線狀況差等問題。

5) 管理因素:主要是政府制定的相關(guān)法律和規(guī)章制度不完善,對(duì)企業(yè)運(yùn)營監(jiān)管不到位;公交車運(yùn)營企業(yè)日常安全管理存在漏洞,對(duì)駕駛員的資質(zhì)審查、安全培訓(xùn)等不到位;公交車運(yùn)營企業(yè)對(duì)公交車輛的限速、隱患排查、維修保養(yǎng)等不到位;公交車運(yùn)營企業(yè)對(duì)乘客乘車秩序規(guī)范、事故逃生培訓(xùn)等缺乏;公交運(yùn)行線路設(shè)置不合理、公交調(diào)度運(yùn)營不合理、突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案不完善等運(yùn)營問題。

2 公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合類型及演化

2.1 公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合類型

耦合是物理學(xué)概念,指兩個(gè)或兩個(gè)以上的體系或運(yùn)動(dòng)形式相互作用而彼此影響以致聯(lián)合起來的現(xiàn)象,風(fēng)險(xiǎn)耦合指的是系統(tǒng)中各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)之間相互依賴和相互影響的程度[9-10]。將公交車交通運(yùn)輸系統(tǒng)人、路、車、環(huán)境和管理下的風(fēng)險(xiǎn)耦合方式分為單因素、雙因素和多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合(圖1)。

圖1 公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合類型

2.1.1 單因素風(fēng)險(xiǎn)耦合

單因素風(fēng)險(xiǎn)耦合是指由公交車交通事故5類風(fēng)險(xiǎn)因素中的同一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)因素內(nèi)部因子之間相互耦合而引起的風(fēng)險(xiǎn),包括人的因素風(fēng)險(xiǎn)耦合、道路因素風(fēng)險(xiǎn)耦合、車輛因素風(fēng)險(xiǎn)耦合、環(huán)境因素風(fēng)險(xiǎn)耦合、管理因素風(fēng)險(xiǎn)耦合5類。單因素風(fēng)險(xiǎn)耦合是比較普遍的耦合形式,很難導(dǎo)致公交車交通事故的發(fā)生。

2.1.2 雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合

雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合是指影響公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素中任意不同級(jí)的2個(gè)因素彼此作用、相耦合而導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。公交車交通事故雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合包括人-道路、人-車、人-環(huán)境、人-管理、道路-車、道路-環(huán)境、道路-管理、車-環(huán)境、車-管理、環(huán)境-管理共10個(gè)。例如2019年9月發(fā)生的九江市公共交通集團(tuán)公司“9·28”交通事故[11],直接原因是駕駛員在倒車時(shí)未觀察車后情況撞到行人造成的,間接原因是由于企業(yè)日常監(jiān)管漏洞和安全培訓(xùn)不到位造成的,屬于典型的人-管理雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合造成的公交車交通事故。

2.1.3 多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合

公交車交通事故多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合包括三因素、四因素和五因素風(fēng)險(xiǎn)耦合。三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合是指公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素中任意3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素之間彼此作用、相耦合而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。公交車交通事故三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合分為人-道路-車、人-道路-環(huán)境、人-道路-管理、人-車-環(huán)境、人-車-管理、人-環(huán)境-管理、道路-車-環(huán)境、道路-車-管理、道路-環(huán)境-管理和車-環(huán)境-管理10個(gè)。四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合指影響公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素中的任意4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素之間彼此作用、相耦合而導(dǎo)致的交通事故風(fēng)險(xiǎn)。公交車交通事故四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合分為人-道路-車-環(huán)境、人-道路-車-管理、人-道路-環(huán)境-管理、人-車-環(huán)境-管理和道路-車-環(huán)境-管理5個(gè)。公交車五因素風(fēng)險(xiǎn)耦合指公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素中的5個(gè)因素互相耦合而導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn),只有人-路-車-環(huán)境-管理1個(gè)。例如,沅陵縣城市公共汽車有限公司“11·23”交通事故[12],直接原因是道路對(duì)向來車燈光影響駕駛員視線導(dǎo)致的剎車不及時(shí),間接原因有車輛前輪磨損異常及公交公司安全培訓(xùn)、隱患排查不到位,屬于典型的人-道路-車-管理四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合造成的交通事故。

2.2 公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合層次網(wǎng)絡(luò)模型

從復(fù)雜系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)涌現(xiàn)的角度來看,公交車交通事故系統(tǒng)是一個(gè)具有非線性和立體層級(jí)結(jié)構(gòu)的事故網(wǎng)絡(luò)組織,當(dāng)事故系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn)涌現(xiàn),風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)就會(huì)隨之變化,而公交車交通事故的發(fā)生需要經(jīng)歷風(fēng)險(xiǎn)涌現(xiàn)、風(fēng)險(xiǎn)傳遞、風(fēng)險(xiǎn)耦合、事故涌現(xiàn)等諸多過程[13-14]。

由人、路、車、環(huán)境和管理等風(fēng)險(xiǎn)因素經(jīng)過復(fù)雜線性耦合、相互作用,形成公交車交通事故鏈,事故鏈沿著復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系傳遞,多條事故鏈構(gòu)成了公交車交通事故的子系統(tǒng)層。當(dāng)事故鏈在時(shí)空上經(jīng)過一系列非線性復(fù)雜耦合后,形成了公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)演化耦合網(wǎng)絡(luò),事故鏈時(shí)空演化的結(jié)果以風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)表現(xiàn)出來,而風(fēng)險(xiǎn)因素具有動(dòng)態(tài)特性,風(fēng)險(xiǎn)因素的動(dòng)態(tài)變化會(huì)沿著風(fēng)險(xiǎn)傳播路徑導(dǎo)致上一層結(jié)構(gòu)或狀態(tài)發(fā)生同步演變,當(dāng)事故系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)在某時(shí)刻躍變突破系統(tǒng)閾值后,就會(huì)導(dǎo)致公交車交通事故的發(fā)生。建立公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合層次網(wǎng)絡(luò)模型如圖2所示。

圖2 公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合層次網(wǎng)絡(luò)模型

3 公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型

根據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)理論,公交車交通事故的演變過程是復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)耦合的過程,而N-K模型由 KAUFFMAN 提出后,在研究動(dòng)態(tài)系統(tǒng)相互作用方面具有很高的實(shí)用性。目前,在海上交通、軌道交通、?；愤\(yùn)輸、油氣儲(chǔ)備等領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中被廣泛應(yīng)用,但是在公交車交通事故系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)耦合的研究中應(yīng)用甚少[15-17]。通過N-K模型,建立公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型,計(jì)算公交車交通事故中人、路、車、環(huán)境、管理5類風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)耦合值T,來量化不同風(fēng)險(xiǎn)因素之間的耦合關(guān)系。當(dāng)一種耦合方式出現(xiàn)的占比越高,其風(fēng)險(xiǎn)耦合值T就越大,越容易導(dǎo)致公交車交通事故的發(fā)生[18]。N-K模型中的參數(shù)N代表系統(tǒng)內(nèi)組元數(shù)量,K代表系統(tǒng)中組元之間相互影響、相互耦合關(guān)系的個(gè)數(shù),其取值區(qū)間為[0,N-1]。在模型中用1和0來表示風(fēng)險(xiǎn)因素是否會(huì)發(fā)生,1表示發(fā)生,0表示不發(fā)生[19]。

3.1 雙因素耦合度量模型的構(gòu)建

公交車交通事故雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合(圖1)T值分別為T21(a,b),T22(a,c),T23(a,d),T24(a,e),T25(b,c),T26(b,d),T27(b,e),T28(c,d),T29(c,e),T210(d,e)。基于N-K模型,建立公交車交通事故雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型T2,以人-道路雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合為例,見式(1),其他雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型類比式(1)。

(1)

3.2 多風(fēng)險(xiǎn)因素耦合度模型的構(gòu)建

公交車交通事故三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合(圖1)T值分別為T31(a,b,c),T32(a,b,d),T33(a,b,e),T34(a,c,d),T35(a,c,e),T36(a,d,e),T37(b,c,d),T38(b,c,e),T39(b,d,e),T310(c,d,e)?；贜-K模型,建立公交車交通事故三風(fēng)險(xiǎn)因素耦合度量模型T3,以人-道路-車三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合為例,見式(2),其他三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型類比式(2)。

(2)

公交車交通事故四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合(圖1)T值分別為T41(a,b,c,d),T42(a,b,c,e),T43(a,b,d,e),T44(a,c,d,e),T45(b,c,d,e)?；贜-K模型,建立公交車交通事故四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型T4,以人-道路-車-環(huán)境合風(fēng)險(xiǎn)為例,見式(3),其他四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合耦合度量模型類比式(3)可得。

(3)

基于N-K模型,建立公交車交通事故五風(fēng)險(xiǎn)因素耦合度模型T5:

(4)

式中:a,b,c,d,e分別表示人、道路、車輛、環(huán)境、管理5類風(fēng)險(xiǎn)因素;h,i,j,k,s分別為5類因素所處的狀態(tài),h=1,…,H;i=1,…,I;j=1,…,J;k=1,…,K;s=1,…,S;phijks為人、道路、車輛、環(huán)境、管理處于h,i,j,k,s狀態(tài)下發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)耦合的概率;ph····,p·i···,p··j··,p···k·,p····s分別為人、道路、車輛、環(huán)境、管理在h,i,j,k,s狀態(tài)下單因素耦合發(fā)生的概率。

3.3 實(shí)例分析與計(jì)算

收集2005年以來國內(nèi)官方網(wǎng)站上有具體事故報(bào)告的664起公交車交通事故案例,由不同風(fēng)險(xiǎn)因素導(dǎo)致的事故的數(shù)量及比例見表1。

表1 664起公交車交通事故類型統(tǒng)計(jì)

在計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)耦合度值T時(shí),需要先計(jì)算單因素、雙因素和多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合不同情況下導(dǎo)致事故發(fā)生的概率,將求出的不同風(fēng)險(xiǎn)耦合發(fā)生概率代入式(1)-式(4),可以求出不同風(fēng)險(xiǎn)耦合下的T值,結(jié)果見表2。

表2 不同風(fēng)險(xiǎn)耦合下的T值

從表2可以看出,五因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值最大,四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值總體上大于三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值,三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值總體上大于雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值。整體上,風(fēng)險(xiǎn)耦合值T的大小同參加風(fēng)險(xiǎn)耦合的因素?cái)?shù)量成正比,參與耦合的風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量越多,風(fēng)險(xiǎn)耦合值T越大,公交車交通事故發(fā)生的概率就越大。其中,四因素風(fēng)險(xiǎn)耦合中,人-道路-車-管理T42的風(fēng)險(xiǎn)耦合值最大,其次是人-道路-車-環(huán)境T41,最小的是道路-車-環(huán)境-管理T45。三因素風(fēng)險(xiǎn)耦合中,人-道路-車風(fēng)險(xiǎn)耦合值最大T31、其次是人-道路-環(huán)境T32,最小的是道路-環(huán)境-管理T39。在雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合中,人-道路風(fēng)險(xiǎn)耦合值最大T21、其次是人-車T22,最小的是道路-管理T27和環(huán)境-管理T210。

在雙因素和多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值最大的組合中,均有人的因素和道路因素參與,說明人的因素和道路因素具有較強(qiáng)的耦合性,與不同風(fēng)險(xiǎn)因素耦合時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)耦合值最大,人的因素和道路因素是決定公交車交通安全的關(guān)鍵因素。

4 公交車交通事故尖點(diǎn)突變模型

4.1 公交車交通安全系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)分析

突變理論由法國數(shù)學(xué)家Thom于20世紀(jì)60年代提出,它以穩(wěn)定性理論、奇點(diǎn)理論為理論基礎(chǔ),分析系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)演變中的突變現(xiàn)象。通過建立公交車交通事故雙因素和多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型,發(fā)現(xiàn)人的因素和道路因素是決定公交車交通安全的2個(gè)關(guān)鍵因素。而人的因素作為直接因素,對(duì)事故發(fā)生起決定性作用,道路因素對(duì)公交車交通事故起間接作用。在公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)因素分類的基礎(chǔ)上,將人的因素和管理因素等人為因素作為主要因子u,道路因素、車輛因素和環(huán)境因素等物的因素作為次要因子v,構(gòu)建公交車交通事故尖點(diǎn)突變模型勢(shì)函數(shù)R(x):

R(x)=x4+aux2+bvx

(5)

通過對(duì)式(5)求導(dǎo),得到臨界三維曲面方程:

R′(x)=4x3+2aux+bv=0

(6)

通過二階求導(dǎo),得到奇點(diǎn)集方程,即:

R″(x)=12x2+2au=0

(7)

通過聯(lián)立式(5)和式(6),得到分叉點(diǎn)集方程,即:

Δ=8au3+27b2v2

(8)

式中:x為公交車交通安全系統(tǒng)狀態(tài)水平量;u為人為因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度;v為物的因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度;a和b為控制變量參數(shù)。

結(jié)合式(5)-式(8)構(gòu)建公交車交通事故尖點(diǎn)突變模型示意圖,如圖3所示。

圖3 公交車交通事故尖點(diǎn)突變模型

圖3中公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)尖點(diǎn)突變模型三維平衡曲面為三維回折曲面,將其分為上葉安全區(qū)域、中葉突跳區(qū)域和下葉事故區(qū)域。奇點(diǎn)集作為公交車交通事故突跳點(diǎn)集,其在平面的投影集為交叉點(diǎn)集。公交車交通安全系統(tǒng)開始處于三維平面上葉的安全區(qū)域,在公交車交通安全不同風(fēng)險(xiǎn)因素耦合作用下,安全系統(tǒng)向風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)逐漸演化,在突破風(fēng)險(xiǎn)閾值后,經(jīng)三維平衡曲面的中葉突跳區(qū)域落到奇點(diǎn)集,發(fā)生突跳直接躍至下葉的事故區(qū)域而發(fā)生交通事故。

對(duì)于曲線l1,當(dāng)只有人的因素和管理因素等人為因素風(fēng)險(xiǎn)耦合增強(qiáng),而道路因素和車輛因素等物的因素風(fēng)險(xiǎn)耦合較低時(shí),公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)逐漸增強(qiáng),在其平面投影中,l′1不與分叉點(diǎn)集相交,此時(shí)公交車交通安全系統(tǒng)保持穩(wěn)定狀態(tài),不會(huì)發(fā)生突變。同理,對(duì)于曲線l2來說,當(dāng)只有道路因素和車輛因素等物的因素風(fēng)險(xiǎn)耦合增強(qiáng),而人為因素風(fēng)險(xiǎn)耦合較低時(shí),公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)會(huì)逐漸增強(qiáng),系統(tǒng)狀態(tài)由上葉安全狀態(tài)演變成下葉事故狀態(tài),但在其平面投影中,l′2不與分叉點(diǎn)集相交,此時(shí)不會(huì)發(fā)生公交車交通事故,但系統(tǒng)進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),且變得不穩(wěn)定。對(duì)于曲線l3,當(dāng)人為因素風(fēng)險(xiǎn)耦合處于高水平狀態(tài),隨著物的因素風(fēng)險(xiǎn)耦合增強(qiáng),其平面投影線l′3與分叉點(diǎn)集發(fā)生少量交集,公交車交通安全系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生輕細(xì)微突變,從與中葉奇點(diǎn)相交位置突變躍至下葉事故區(qū)域,此時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài),會(huì)發(fā)生輕微公交車交通事故。而對(duì)于曲線l4來說,當(dāng)人為因素和物的因素風(fēng)險(xiǎn)耦合同時(shí)增強(qiáng),導(dǎo)致其平面投影l(fā)′4與分叉點(diǎn)集發(fā)生大量交集,公交車交通安全系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生大幅突跳,此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入異常危險(xiǎn)狀態(tài),容易引發(fā)惡性交通事故。

4.2 公交車交通事故仿真模型

為了更好地分析公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),基于構(gòu)建的公交車交通事故風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型,計(jì)算不同風(fēng)險(xiǎn)因素耦合度,將計(jì)算結(jié)果代入公交車交通事故尖點(diǎn)突變仿真模型中,得到仿真模型和平面投影圖(圖4)。由于影響公交車交通安全的主要風(fēng)險(xiǎn)因素是動(dòng)態(tài)變化的,不同風(fēng)險(xiǎn)因素造成的公交車交通事故比例不同,通過建立公交車交通事故尖點(diǎn)突變仿真模型,可以動(dòng)態(tài)顯示出公交車交通安全系統(tǒng)狀態(tài)水平量x在平面投影的位置,由此可以判斷公交車交通安全系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)源,預(yù)防交通事故的發(fā)生。

圖4 公交車交通事故尖點(diǎn)突變仿真模型及平面投影

5 結(jié)論

1) 通過對(duì)公交車交通事故的風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別,得到了不同風(fēng)險(xiǎn)因素的耦合形式。從復(fù)雜系統(tǒng)涌現(xiàn)的角度,構(gòu)建了公交車交通安全風(fēng)險(xiǎn)耦合層次網(wǎng)絡(luò)模型,發(fā)現(xiàn)公交車交通安全系統(tǒng)是一個(gè)具有非線性和立體層級(jí)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)組織,公交車交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素之間的線性耦合動(dòng)態(tài)變化,會(huì)導(dǎo)致事故鏈時(shí)空非線性復(fù)雜耦合變化,進(jìn)而使公交車交通安全系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)發(fā)生演變。

2) 基于N-K模型,建立了公交車交通事故雙因素和多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合度量模型,得到了公交車交通安全不同風(fēng)險(xiǎn)因素耦合的概率以及風(fēng)險(xiǎn)耦合度值T。風(fēng)險(xiǎn)耦合度值T的大小與參與耦合的風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量存在正比關(guān)系,多因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值整體上大于雙因素風(fēng)險(xiǎn)耦合值。參與耦合的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)量越多,風(fēng)險(xiǎn)耦合度值T越大,公交車交通事故發(fā)生的概率就越大。

3) 公交車交通事故局部風(fēng)險(xiǎn)耦合作用效果顯著,人的因素和道路因素有著較強(qiáng)的耦合性,構(gòu)成了強(qiáng)耦合關(guān)系,更容易與其他風(fēng)險(xiǎn)因素耦合,且參與風(fēng)險(xiǎn)耦合時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)值最大,是影響公交車交通安全的2個(gè)關(guān)鍵因素。

4) 通過建立公交車交通事故尖點(diǎn)突變仿真模型,可以動(dòng)態(tài)顯示公交車交通安全系統(tǒng)狀態(tài)水平量的投影位置,判斷整個(gè)公交車交通安全系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),對(duì)公交車交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素耦合及時(shí)干預(yù),避免交通事故的發(fā)生。

5) 針對(duì)影響公交車交通安全的2個(gè)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素,要加強(qiáng)對(duì)人的因素和道路因素的預(yù)防措施,采取有效措施,減少人為因素和物的因素耦合作用,可以有效避免公交車交通安全系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生大幅突跳,引發(fā)惡性公交車交通事故。