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 汽車學院，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 汽車學院，陜西 西安 710064）

對國內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評價提供理論依據。

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

汽車工業的發展和道路的建設為實現快捷、便捷的交通創造了必要的載運工具和基礎設施，提高了人們的生活質量，改變了人們的生活方式［1］。但是，在享受現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。據統計，自有記錄的交通事故發生以來，全世界死于交通事故的人數已逾5000萬，相當于兩次世界大戰的死亡人數。道路交通安全已成為當今世界上一個嚴重的社會問題，全世界每年因道路交通事故死亡的人數超過了100萬，我國是世界上交通事故發生最嚴重的國家之一，每年因道路交通事故死亡的人數已連續多年列于世界各國的首位。2006～2011年全國交通事故起數和死亡人數統計數據見圖1：

雖然我國交通事故起數和死亡人數呈現下降趨勢，但重特大交通事故時有發生，造成的人員傷亡

和經濟損失形勢仍然很嚴峻。因此，對各城市的道路交通安全狀況進行全面的衡量，就主要因素指標進行綜合評價，以便針對綜合評價結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。國內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）絕對數法

用事故次數、死亡人數、受傷人數及其直接經濟損失四項絕對指標評價安全度，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生的主要因素的差異，而不能揭示交通安全的實質。

（2）事故率法

事故率法用相對指標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，往往會出現片面的假象，不能反映多種因素綜合表現出的真實影響。其合理性有很大爭議。

（3）模型法

現行的模型法有兩類：一類是統計分析模型，利用多元回歸法建模；另一類是經驗法建模。前者國外用的多，后者國內用的多。

統計分析模型需要大量的統計數據；經驗模型雖較實用，但科學依據不充分，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）概率數理統計法

這種方法的基本思路一般為確定正常條件下事故發生的概率分布，以這種分布作為進行判斷的依據。看事故發生數是否在正常的概率范圍之內，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果有時往往缺乏科學性和說服力。

四種方法的優缺點比較見表1：

表1 四種綜合評價方法優缺點比較

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

灰色系統方法是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統為研究對象，著重研究“外延明確、內涵不明確”的對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發，提取有價值的信息，實現對系統運行行為的正確認識和評價［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是眾多相關指標的代表，而并非全部的相關指標，在許多情況下，道路交通安全評價指標的基礎統計數據并不全面。

2、灰色評價方法

2.1 確定評價指標

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的概念與表示的安全內容有相駁之處，如：某一地區道路的利用率低、交通量小、死亡人數少，甚至沒有死亡；而另一地區道路利用率高、交通量大、死亡人數多。結合我國道路交通安全統計實情，最終確定評價指標為：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 確定評價標準

（1）評價標準確定方法

采用概率統計方法確定評價標準。將評價指標的實際數據無量綱化處理，分析數據累積百分頻率，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的數值作為各灰類的白化值［4］。將灰類擬定為優、良、中、差四個評定等級。選取15%、85%累積百分頻率對應點確定優和差，選取40%、60%累積百分頻率對應點確定良和中，四個累積百分頻率點所對應的Ajt分別為指標j屬優（t=1）、良（t=2）、中（t=3）、差（t=4）的白化值。

（2）評價指標數據無量綱處理

因各項評價指標的量綱不盡相同，數據變化范圍較大，直接將實際指標數據計算、評價，易造成概念不清，難以比較。因此，應將各項評價指標確定數據進行無量綱處理，以便計算、比較。具體做法：將該項指標中最大實際數值做分母，將該項指標的實際數據為分子，分別相除后所得即為該項指標數據無量綱處理后的值，處理后的數值在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n，評價指標項數m，評價灰類數k。

（2）給出道路交通安全評價對象i關于評價指標j的原始樣本矩陣D0。

（3）對原始樣本矩陣無量綱處理（各指標數據處理，應與相應指標標準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灰類白化權函數（見公式3.3～3.7）。

（5）求道路交通安全各項評價指標的各種灰類的聚類系數ujt（見公式3.8）。式中，j∈（1，2，...，m）；t∈(1，2，...，k)；ujt為第j項評價指標將評價對象歸入t種灰類的聚類系數；Ajt為第j項評價指標屬于第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項評價指標屬第t種灰類的白化權函數在白化值的權數取值。

（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準

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省市的統計數據為依據，來確定評價標準。對2009年5省市的交通安全情況進行事后評價。

（1）根據統計數據建立原始樣本矩陣D0。

（2）對原始樣本的數據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的基礎評價標準值Ajt，建立評價模式。計算得矩陣Ajt如下：

根據統計數據計算得矩陣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關于每種灰類的聚類值［5］：

4.3 結果分析

計算結果可知：2009年河南省道路交通安全狀況為優，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良排序為：河南省、四川省、北京市、上海市、陜西省。

5、結論

（1）城市道路交通安全灰色評價方法能夠很好地克服數據信息不完善的缺陷，對現有數據進行歸類、綜合；統一評價標準；對各類指標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年道路交通安全優劣狀況排名。評價實例中，確定指標的評價標準時，能在全國范圍內統一起來，評價結論將更具可比性。

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

[1] 王艷輝．道路交通安全綜合評估方法、實現技術與應用［M］．北京：科學出版社，2012.

[2] 牛會永．基于灰色理論的城市道路交通安全研究［J］.中國安全科學學報，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．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］．中國安全科學學報，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] .交通標準化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，載運工具運用工程專業。