基于模糊網(wǎng)絡(luò)分析法的運(yùn)輸車輛綜合評(píng)價(jià)方法

楊金蓮* 羅 蘭

（西南石油大學(xué)理學(xué)院 四川·成都 610500）

0 引言

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全世界每年有120多萬(wàn)人死于交通事故，全球每年因此造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5180億美元。城市道路交通事故直接影響和制約著城市交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，嚴(yán)重威脅人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。[1]2004年張殿業(yè)[2]探討了道路交通安全評(píng)價(jià)方法的模型和形式，適用條件，從系統(tǒng)的角度構(gòu)建了道路交通安全評(píng)價(jià)體系。[2]2004年邵祖峰[3]建立了城市道路交通安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。交通事故調(diào)查表明：在人-車-環(huán)境系統(tǒng)中，大約有90%的交通事故與駕駛員有關(guān)，[4]也就是說(shuō)，在人、車、環(huán)境三個(gè)因素中，人的可靠性最差。因此，建立一套適用于不確定性問(wèn)題的科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行城市道路的交通安全評(píng)價(jià)和優(yōu)選，對(duì)指導(dǎo)城市道路交通安全工作具有重要的意義。

1 綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

道路運(yùn)輸系統(tǒng)是由駕駛行為、車輛、道路與氣象條件四個(gè)子系統(tǒng)組成。為了對(duì)車輛進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，本文主要從駕駛行為、道路和氣象條件三個(gè)影響因素建立綜合評(píng)價(jià)模型。

1.1 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究

1.1.1 行車安全的影響因素

根據(jù)2013年和2014年《中華人民共和國(guó)道路交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出的營(yíng)運(yùn)車輛肇事的主要原因以及事故數(shù)量，《基于車輛運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的駕駛行為安全與節(jié)能評(píng)價(jià)方法研究》等公開(kāi)的技術(shù)文獻(xiàn)可知，行車安全可由超速、急加速、急減速、車速標(biāo)準(zhǔn)差、公路的等級(jí)、氣象條件因素來(lái)刻畫(huà)。[4-5]

1.1.2 車輛運(yùn)輸效率的影響因素

車輛工作效率是刻畫(huà)車輛運(yùn)輸效率的特征指標(biāo)，而影響車輛工作效率的主要因素是車輛行駛速度。根據(jù)《惡劣天氣影響下的高速公路車速管理策略研究》和《惡劣天氣下的駕駛行為研究綜述》等公開(kāi)文獻(xiàn)[6-8]可知，影響車輛行駛速度的主要因素有平均速度、道路等級(jí)、氣象條件。

1.1.3 車輛節(jié)能的影響因素

根據(jù)《汽車駕駛節(jié)能操作規(guī)范》[9]和《中國(guó)交通運(yùn)輸部門(mén)節(jié)能潛力》[10]等相關(guān)文獻(xiàn)可知，車輛節(jié)能可由超速、急加速、急減速、怠速預(yù)熱、超長(zhǎng)怠速、道路因素來(lái)刻畫(huà)。

超速次數(shù)和超速累計(jì)時(shí)間、急加速次數(shù)和急加速累計(jì)時(shí)間顯著相關(guān)，取其中一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)即可。超速與急變速顯著相關(guān)，但它們代表的是速度不同方面，因此都保留。由于氣溫、相對(duì)濕度與其他因素的關(guān)聯(lián)度不大且具有隨機(jī)性，去掉重復(fù)性和隨機(jī)性關(guān)聯(lián)度不大的指標(biāo)，確定超速次數(shù)、車速標(biāo)準(zhǔn)差、急加速次數(shù)、急減速次數(shù)、超長(zhǎng)怠速、怠速預(yù)熱、道路等級(jí)、天氣狀況8類評(píng)價(jià)指標(biāo)作為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

根據(jù)已確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立車輛綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3 綜合評(píng)價(jià)因素集

綜合評(píng)價(jià)因素集包括一級(jí)和二級(jí)指標(biāo)因素集，具體如下：

（1）一級(jí)指標(biāo)因素集

={車輛安全，運(yùn)輸效率，車輛節(jié)能}

（2）二級(jí)指標(biāo)因素集

（3）綜合評(píng)語(yǔ)集

根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)要求劃分等級(jí)并建立評(píng)語(yǔ)集。本文從駕駛行為對(duì)車輛安全、運(yùn)輸效率、車輛節(jié)能影響程度的大小，將評(píng)語(yǔ)分為五個(gè)等級(jí)，[11]建立的綜合評(píng)語(yǔ)集為：

集合表示{很低，低，一般，高，很高}。

2 模糊網(wǎng)絡(luò)分析法確定指標(biāo)權(quán)重

2.1 模糊網(wǎng)絡(luò)分析法

模糊網(wǎng)絡(luò)分析法[11]是基于網(wǎng)絡(luò)分析法和模糊綜合評(píng)判的決策原理，并將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析法和模糊綜合評(píng)判有機(jī)結(jié)合起來(lái)形成的一種新的系統(tǒng)分析方法。[11-14]

2.2 綜合評(píng)價(jià)步驟

（1）指標(biāo)一致化

（2）指標(biāo)歸一化

（3）隸屬度函數(shù)構(gòu)建

正弦曲線為隸屬度函數(shù)。[11]函數(shù)如下：

（4）模糊關(guān)系矩陣確定

（5）模糊判斷矩陣構(gòu)造

三角模糊數(shù)數(shù)定義可參考文獻(xiàn)《次任務(wù)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)模型研究》。[11]利用元素組為例說(shuō)明，以元素組中的某一元素的影響因素程度為次準(zhǔn)則，采用三角模糊數(shù)構(gòu)造元素組內(nèi)的兩兩互補(bǔ)判斷矩陣，[11]記為共計(jì)個(gè)。

（6）超矩陣局部權(quán)重向量矩陣確定

超矩陣局部權(quán)重向量矩陣確定方法可參考文獻(xiàn)《應(yīng)用模糊層次分析法評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)》中提出的方法。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

（2）超矩陣和加權(quán)矩陣計(jì)算

表2 車輛駕駛數(shù)據(jù)

表3 模糊判斷矩陣

（3）評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

通過(guò)權(quán)重結(jié)果可看出超速、車速標(biāo)準(zhǔn)差、所占的比重較大，速度和車速標(biāo)準(zhǔn)差是影響車輛運(yùn)輸?shù)闹饕绊懸蛩兀@一結(jié)果也符合客觀現(xiàn)實(shí)環(huán)境，因?yàn)檐囁僭酱螅囕v越容易發(fā)生交通事故。標(biāo)準(zhǔn)差越大，表明車輛的行駛速度波動(dòng)越大，也具有較大的交通事故率。因此這一結(jié)果也符合客觀現(xiàn)實(shí)。

（4）算子選取

（5）評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本文選取部分車輛的某段駕駛數(shù)據(jù)，對(duì)車輛綜合評(píng)價(jià)模型的適用性進(jìn)行研究，如表2所示。

3.1 模糊判斷矩陣確定

將數(shù)據(jù)帶入公式（3）～（7）得到車輛的各指標(biāo)隸屬度向量，模糊判斷矩陣如表3所示。

3.2 綜合評(píng)價(jià)等級(jí)判定

根據(jù)最大隸屬度原則，在評(píng)判集中，最大值為0.386，根據(jù)隸屬度函數(shù)構(gòu)建時(shí)采用的原則，[11]1號(hào)車輛在綜合評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬于“一般”。按照相同的方法，對(duì)其余車輛的進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，影響評(píng)價(jià)結(jié)果的主要因素是超速，急加速，急減速等指標(biāo)的值，1號(hào)車輛為很高，2號(hào)為一般，3號(hào)為低。這一結(jié)果符合客觀現(xiàn)實(shí)。

4 結(jié)論

本文采用定性和定量分析方法確定了運(yùn)輸車輛綜合評(píng)價(jià)的影響因素和綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。利用模糊網(wǎng)絡(luò)分析法確定了運(yùn)輸車輛的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，利用取大算子確定綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，建立綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出道路運(yùn)輸車輛的速度和車速標(biāo)準(zhǔn)差是影響運(yùn)輸車輛安全的主要影響因素。驗(yàn)證了模糊網(wǎng)絡(luò)分析方法是一種適用于運(yùn)輸車輛綜合評(píng)價(jià)的方法。