基于屬性識別理論的高速公路交通安全保障評價

安雅琴，何松柏，楊建明

（軍事交通學院 汽車指揮系，天津 300161）

0 引言

隨著我國交通事業的跨越式發展，公路運輸在帶來高效、快捷、方便的同時，不可避免地帶來了交通擁擠、事故損害等諸多問題，尤其是道路交通事故已經成為了影響我國道路交通可持續高速發展的重大問題．在道路交通安全事故中，高速公路交通事故百公里發生率約為普通公路的4倍[1]，因而如何加強高速公路交通安全管理，有效預防交通事故的發生，提高高速公路行車安全，具有現實意義．

道路交通安全評價是道路交通安全規劃、管理以及決策的基礎．目前國內對道路交通安全的評價大多是基于統計基礎上的事后評價，采用的指標多集中于事故次數、死亡人數、受傷人數、經濟損失等統計指標[2]．而影響道路交通安全的實際因素很多，既有內部因素，如道路線形、車輛因素等，又有外部因素，如管理水平、氣候因素等，如何建立合理的評價指標體系，至今還沒有一個公認的行之有效的方法．本文從高速公路交通安全保障的角度出發，考慮高速公路道路條件、交通安全設施、交通管理等方面的影響因素，引用目前在質量評價中廣泛應用的屬性識別理論模型對不同路段的交通安全水平進行綜合評價，為高速公路的建設、管理和驗收提供決策依據．

1 屬性識別理論模型

屬性識別理論模型是20世紀90年代由中國學者程乾生教授[3]提出的一種屬性數學模型，是在模糊理論的基礎上發展起來的，如今已被成功地運用于評價領域[4-5]．不同路段交通安全水平評價屬于有序評價集的識別問題，應用屬性識別理論模型評價將更為簡便和合理．

1）確定第i個樣品Xi的第j個指標值 具有屬性Ck的屬性測度

2）計算第 個樣品 具有屬性 的屬性測度=．指標共有 個，考慮到每個指標的重要性程度不同，綜合指標的權重 可得到 的屬性測度

3）根據屬性測度，進行樣品識別和比較分析．按照置信度準則，計算屬性測度的和

4）按照評分準則[5]，計算分值

其中nk為各個等級的分值，則可根據 的大小對 進行比較和排序．

2 高速公路交通安全保障評價

2.1 評價指標體系的確定

高速公路交通安全系統中，各影響因素錯綜復雜，該系統的評價是一個多指標、多屬性的問題[5]，指標體系具有很強的層次性．圍繞高速公路交通安全保障，遵循科學性、動態性、全面性、導向性、可比性等評價指標設計原則，將高速公路交通安全保障系統的影響因素條理化、層次化，構造出一個有序的遞階層次結構模型，如圖1所示．該模型分為3個層次：目標層，一級指標和二級指標

2.2 指標權重的確定

指標權重的確定目前比較成熟的還屬層次分析法，該法是一種定性與定量相結合，系統化、層次化的分析方法．通過兩兩對比，比較每一層次各元素之間的相對重要程度，并以數量形式表示出來，從而構造出判斷矩陣；再利用方根法求出特征向量，并進行矩陣的一致性檢驗，具體步驟可參見文獻 [1]．應用該方法對圖1的層次結構模型進行計算，得到如表1所示的高速公路交通安全保障體系各指標權重值．

圖1 高速公路交通安全保障評價指標體系Fig.1 Evaluating indicator system of highway traffic safety guarantee

表1 高速公路交通安全保障體系各指標權重值Tab.1 Weights of indicatorsof highway traffic safety guarantee system

2.3 綜合評價

應用屬性識別理論模型，在高速公路交通安全保障評價問題中，設研究對象空間為待評價的路段，屬性空間={道路條件安全性}，令的一個有序分割類為（安全，較安全，安全性一般，較不安全，不安全），對中的每個元素評價3個一級指標和11個二級指標，如圖1所示，分兩個層次應用屬性識別理論模型對高速公路道路條件安全性進行評價．

表2 路段x1關于指標Im的屬性測度Tab.2 Attribute measures of road x1 to index Im

表3 路段x1一級指標的屬性測度Tab.3 Attribute measures of road x1 to one-level indexs

這里專家的選取要具有代表性，要做到專業結構合理，既要有交通工程專家，又要有交通土建專家以及經驗豐富的司機，以保證評價結果的科學合理．

將表1和表3中的數據代入式X1(1)，得到路段的屬性測度為：(0.167，0.4774，0.228，0.077，0.051)，取=0.63，根據式(2)計算屬性測度的和此時=2，因此，該路段道路交通保障屬于第二級，比較安全．

通過評分準則可以對不同路段的安全性進行比較和排序．令各等級分值1=90，2=80，3=70，4=60，5=50，依據式 (3)計算得分值

3 結論

1）從高速公路交通安全保障的角度出發，考慮高速公路道路條件、交通安全設施、交通管理等方面的影響因素，構建了高速公路交通安全保障評價指標體系；

2）將用于質量評價的屬性識別理論模型引用到了高速公路交通安全保障評價中，通過對不同路段交通安全水平的比較，發現用該模型能真實地對比不同地區高速公路的發展程度和水平，為高速公路交通安全保障評價提供了新的思路．

[1]吳義虎，劉文軍，肖旗梅．高速公路交通安全評價的層次分析法 [J]．長沙理工大學學報：自然科學版，2006，3（2）：7-8．

[2]郭應時，袁偉，付銳．道路交通安全評價指標特性分析 [J]．公路交通科技，2006，23（5）：102-103．

[3]程乾生．屬性識別理論模型及其應用 [J]．北京大學學報：自然科學版，1997，33（1）：12-20．

[4]張向榮，薛科社．屬性識別理論模型在生態工業園綜合評價中的應用 [J]．環境科學與管理，2008，33（11）：167-171．

[5]葉巧云．基于屬性數學的工程測量職業技能鑒定綜合評價 [J]．四川測繪，2004，27（1）：43-44．