高速公路安全綜合評價指標的無量綱化處理

婁 菁

(陜西省高速公路建設集團公司，陜西 西安 710000)

高速公路安全綜合評價指標的無量綱化處理

婁 菁

(陜西省高速公路建設集團公司，陜西 西安 710000)

在高速公路安全綜合評價中，選取的評價指標往往含義和性質不同，既包括有量綱的指標也包括了無量綱指標，在運用這些指標進行綜合評價前，應預先消除指標類型和量綱的差異。

高速公路；安全綜合評價；指標；無量綱化；處理

1 評價指標類型一致化

多數情況下，評價指標值越大評價結果越好，如項目凈利潤、經濟發展水平、安全等級等指標，這類指標被定義為“極大型”指標；而發生事故概率等指標則是越小越安全，越小結果越好，稱“極小型”指標。此外，還有“居中型指標”和“區間型”指標。如果評價體系中擁有不同類型的指標，計算前須對評價指標進行一致化處理，將不同類型的指標轉換成極大型指標。

本文的指標體系中只包括極小型指標，即指標值越小，高速公路安全水平越高。換句話說，指標值越大，風險等級越高。對于極小型指標x，可令：

2 評價指標的無量綱化處理

由于評價指標體系中各指標的涵義和性質不同，各指標具有不同量綱、不同數量級，指標數值無法直接進行比較，需采用歸一法對原始數據進行標準化處理，指標數值的標準化處理通常采用數據變換辦法。研究者認為，理想無量綱化方法應滿足單調性、差異比不變性、平移無關性、縮放無關性、區間穩定性、總量恒定性6個條件，本質上就是不改變指標所反映的任何數學規律信息。最常用的處理方法是將指標值與標準值相比較得到指標的得分，大概有以下6種處理方法

(1)標準化處理法

(2)極值處理法

式中：Mj=max{xij}，mj=min{xij}。

(3)線性比例法

(4)歸一化處理法

(5)向量規范法

(6)功效系數法

為已知正常數，c的作用是對變換后的值再進行“平移”變換，d的作用是對變換后的值進行“縮放”變換，根據實際應用效果，研究人員對c、d的取值通常為c=60、d=40。

功效系數法需要確定每個指標的滿意值和不容許值，多數情況下，這個標準并不容易獲得，造成這種方法應用比較困難。

上述幾種方法都屬于線性變換法，無量綱化后的數據仍然能在很大程度上保持原有數據的信息。然而，相關研究證明，同時滿足上述6個性質的標準化方法是不存在的。標準化處理法、極值處理法及功效系數法都滿足單調性、差異比不變性、平移無關性、縮放無關性，相對于其他方法來說更好一些。

3 評價指標預處理結果

本文建立的評價指標體系中的指標都屬于極小型，即指標值越小評價結果就越好，需要進行極大值化處理。

無量綱化處理的標準化法得到的結果有正值也有負值，極值化法得到的指標值是閉區間[0，1]，功效系數法需要確定指標的滿意值和不容許值，這些方法對于安全評價并不適用，這里采用歸一化處理法消除指標間量綱的差異。按照指標值越大安全風險等級越高的原則，將指標原始數據進行處理的結果見表1，指標原始數據見表2。

表2 無量綱化后的指標值

[1] 閆濱, 錢靜宇, 郭超. 基于動態權重的綜合指標權重確定及應用[J]. 沈陽農業大學學報, 2014, 45(1): 58-61.

U492

C

1008-3383(2017)10-0184-01

2017-03-29

婁菁(1984-)，女，陜西渭南人，工程師，研究方向：道路與鐵道工程。