運輸車輛安全駕駛行為的分析

陳筱涵　黃思行

摘 要：汽車的道路運輸已經成為我國現代運輸行業的重要組成成份，本文用python語言環境，建立駕駛行為安全評價指標體系，利用因子分析法得到駕駛行為安全評價因子方程式;利用層次分析法得到各級指標對應的權重，構建行車安全綜合評價模型。

關鍵詞：駕駛行為安全評價;行車安全綜合評價;因子分析法;層次分析法;python語言

1 問題描述

通過判定每輛運輸車輛的不良駕駛行為情況，設立一系列的標準，建立行車安全的評價模型，并得出相應判定結果，綜合考慮運輸車輛的安全、效率和節能，為運輸車輛管理部門建立行車安全的綜合評價指標體系與綜合評價模型。

2 問題分析

2.1 駕駛行為與安全評價方法

建立駕駛行為安全平時指標體系，定性指標定量化。定量指標包括急加速率、急減速率、疲勞駕駛率、怠速預熱率、超長怠速率、里程和平均速度。利用因子分析法，求出對應權值，得到駕駛行為安全評價方程式。

2.2 行車安全的綜合評價指標體系與綜合評價模型

對車輛外部環境數據進行處理，對其中關鍵數據進行重新賦值，如定性指標風力、天氣定量化。建立行車安全的綜合評價指標體系，利用層次分析法建立綜合評價模型。

3 解決問題

3.1 駕駛行為與安全評價方法

本文駕駛行為安全評價設計8個指標，分別是急加速率X1、急減速率X2、疲勞駕駛率X3、怠速預熱率X4、超長怠速率X5、急轉彎率X6、里程X7和平均速度X8.

由旋轉成份矩陣可以寫出主成分方程組，又由解釋總方差表得到駕駛行為安全評價因子方程式。

3.2 行車安全的綜合評價指標體系與綜合評價模型

3.2.1 行車安全、節能綜合評價模型

（1）駕駛員安全、效率與節能評價指標的建立;

將駕駛員安全效率與節能指標分為安全評價指標、節能評級指標、車輛運輸效率指標車輛環境標4個一級指標。

一級評價指標：駕駛員安全評價指標、駕駛員節能評價指標、車輛運輸效率指標、車輛環境指標。

二級評價指標：車速穩定性、急加速、急減速、疲勞駕駛、安全行駛里程、車速穩定性、超長怠速、怠速預熱、車速穩定性、安全行駛里程、風速、最高溫度、最低溫度、降雨量。

（2）構造比較判斷矩陣并求權重

采用1-4標度法，其重要性標度與含義如下：

1：表示兩個元素相比，具有同等重要性;

3：表示兩個元素相比，前者比后者稍重要;

2、4：表示上述判斷的中間值;

倒數：若元素i與元素j的重要性之比為aij，則元素j與元素i的重要性之比為aji=1/aij。

因為第一級評價指標相比具有同等重要性，故四者權重各占0.25。

利用規范列平均法求權重，首先對列向量掃一化得到對應矩陣，再對其算數平均，得到特征向量。

（3）一致性檢驗

對構造的判斷矩陣進行一致性檢驗，用來確定權重分配是否合理，計算一致性比例C.R，并對值進行判斷。

CR=CI/RI

CI=（λ-n）/（n-1）

當CR<0.1時，認為判斷矩陣的一致性在可接受范圍內，CR>0.1時，則判斷矩陣不符合一致性要求，對該判斷矩陣進行重新修正。根據計算可得：一致性比例均小于0.1，故權重值比較合理。

3.2.2 指標評價權重

鑒于以上計算，可得駕駛員評價指標權重如下：

安全評價分數：0.25;節能評價分數：0.25;車輛運輸效率指標：0.25;車輛環境指標：0.25。

3.2.2.1 安全評價指標

車速控制車速穩定性根據其頻繁變速程度判定，占權重0.085005225;加速操作加速行駛根據行車過程中加速度>2.78判定，占權重0.183803553;減速操作緊急制動根據行車過程中加速度<-2.78判定，占權重0.200470219;駕駛員狀態疲勞駕駛根據連續駕駛時間超過4小時判定，占權重0.183803553;行駛距離根據無事故記錄的行駛里程判定，占權重0.367607106。

3.2.2.2 駕駛行為

車速控制車速穩定性根據其頻繁變速程度判定，占權重0.089782609;加速操作加速行駛根據行車過程中加速度>2.78判定，占權重0.137173913;減速操作緊急制動根據行車過程中加速度<-2.78判定，占權重0.257681159;超長怠速怠速時間過長根據連續怠速時間超過60s判定，占權重0.257681159;怠速預熱時間過長根據車輛發動機點火后處于怠速狀態判定，占權重0.257681159。

3.2.2.3 駕駛行為

車速控制車速穩定性根據其頻繁變速程度判定，占權重0.07;加速操作加速行駛根據行車過程中加速度>2.78判定，占權重0.14;減速操作緊急制動根據行車過程中加速度<-2.78判定，占權重0.16;駕駛員狀態疲勞駕駛根據連續駕駛時間超過4小時，占權重0.20;超長怠速根據連續怠速時間超過60s判定，占權重0.18;行駛距離根據無事故記錄的行駛里程判定，占權重0.25。

3.2.2.3 環境因素

風速風力等級占權重0.07，最高溫度炎熱程度占權重0.14，最低溫度寒冷程度占權重0.16，降雨量占權重0.20.

計算駕駛員安全評價得分、節能評價得分與綜合得分的計算公式如下：

其中，x為單項指標得分，p為單項指標對應權重值。

參考文獻

[1]趙曉華，任貴超，陳晨，榮建.不良天氣下駕駛行為研究綜述[J].交通信息與安全，2017，35（05）：70-75+98.

[2]孫洪運，楊金順，李林波，吳兵.惡劣天氣事件對道路交通系統影響的研究綜述[J].交通信息與安全，2012，30（06）：26-32.

[3]張麗霞，劉濤，潘福全，郭濤，劉瑞昌.駕駛員因素對道路交通事故指標的影響分析[J].中國安全科學學報，2014，24（05）：79-84.

作者簡介：陳筱涵（1998—），女，重慶人，本科，漢族，重慶第二師范學院數學與信息工程學院2016級物聯網工程專業，研究方向：物聯網工程。

通訊作者簡介：黃思行（1992—），男，講師，湖北黃岡人，從事數據挖掘方向研究。