基于AHP的道路交通安全模糊綜合評價

摘要：道路交通事故一方面具有破壞力，威脅人民生命和財產安全，另一方面具有教育作用，挖掘數據信息，找尋規律，故研究道路交通運輸安全事故具有重要意義。首先將影響道路交通運輸安全的因素劃分為人、機、環三大類，在構建道路交通運輸安全評價指標體系的基礎上，運用層次分析法求出各層指標的權重，對道路交通安全進行評價。利用微博爬取的死亡人數少于5人的道路交通事故數據進行案例分析，結果表明環境因素是導致該類事故的最主要因素，研究結果可以為道路交通運輸安全提供參考。

關鍵詞：道路交通運輸安全;模糊評價;層次分析法;指標體系

一、背景

隨著經濟社會的發展，我國公路建設事業穩定繁榮，但伴之而來的便是居高不下的交通事故數。事故一方面具有破壞力，另一方面具有警醒教育意義，若能從事故數據中分析原因，從源頭上找尋存在的隱患，便能將人員傷亡、經濟損失降到最低，對于道路運輸管理具有重要意義。一些學者對道路交通運輸安全問題進行了相關研究，孫晚華[1]將高速公路安全特性原因歸結為“人、車、路、外部環境”四個因素，認為駕駛員素質是導致交通事故的重要原因;齊兆斌等[2]同樣從人-車-路-環境這四大因素分析交通系統，得出駕駛員在交通道路安全中起著主要的作用，非機動車駕駛員在道路交通事故中也占很大的比例。

二、評價指標的選取

將影響道路交通安全的原因分為人員、設備、環境三類要素，選取這三類要素作為指標層，為一級指標，將人的生理因素、心理因素、技術因素，設備的故障因素、違規因素、設計因素，環境的自然因素、道路因素、第三方因素共9個要素作為準則層，為二級指標。

三、道路交通運輸安全模糊綜合評價模型

3.1 層次分析法

3.1.1 構造判斷矩陣

對同一層中的各要素相對于上一層中某個因素的相對重要性進行打分，利用1-9標準尺度定量化，綜合打分結果即可得到判斷矩陣。

3.1.2 計算指標權重向量

通過求解判斷矩陣，我們可以得出特征根以及特征向量，從而能夠利用計算結果對每一個矩陣進行一致性檢驗。當結論不滿足一致性要求時，則需要進行修改，一直修改到滿足條件為止。現以判斷矩陣 A 為例，即： AW=αmaxW

利用MATLAB軟件編程求出矩陣A的特征向量W和最大特征值αmax，并對向量做歸一化處理

3.1.3 一致性檢驗

計算一致性指C.I.={ （αmax-n）/（n-1）}

式中，n為矩陣的階數

R.I.是同階隨機判斷矩陣的一致性指標的平均值，其引入可在一定程度上克服一致性判斷指標隨n增大而明顯增大的弊端。

查找R.I.（平均隨機一致性指標），當n=3時，一致性指標R.I.=0.52

計算一致性比例：C.R.=C.I./R.I.

若C.R.≤0.1，即具有一致性，判斷矩陣可以被使用，各指標因素權重分配合理，否則修正判斷矩陣直至滿足條件。

滿足一致性檢驗的判斷矩陣，其最大特征值所對應的向量即為該層各指標的權重向量。

四、實例驗證

統計從微博搜集到的2039條交通事故數據的各因素出現次數并進行歸一化得到結果如下：

生理：0.4593，心理：0.6889，技術：0.7033，故障：1;違規：0.7942，設計：0.8612，自然：0.4066;道路：0;第三方：0.9712。

4.1 模糊綜合評價

4.1.1 層次分析法求權重

（1）求解一級的指標（指標層）權重

應用上述模糊綜合評價，構建指標層判斷矩陣A=[1，2，1/3;1/2，1，1/5;3，5，1]

求得判斷矩陣A的最大特征值與對應的特征向量為：αmax=3.0000

x=[0.3288，0.1747，0.9281 ]T，并進行一致性檢驗得到C.I.=0.0018，C.R.=0.0035

C.R.小于0.1，所以可以說矩陣A具有一致性。

（2）求解二級的指標（準則層）權重

分別構造判斷矩陣X1=[1，2，2;1/2，1，1;1/2，1，1]，X2=[1，2，2;1/2，1，1;1/2，1，1]，X3=[1，1/2，2;2，1，3;1/2，1/3，1]分別計算最大特征值和權重向量為：α1max=3.0000，α2max=3.0000，α3max=3.0000

x1=[0.8165，0.4082，0.4082]T，x2=[0.2565，0.8468，0.4660]T，x3=[0.4660，0.8468，0.2565]T

一致性檢驗結果分別為0，0.0088，0.0088，均小于0.1，故滿足一致性。

綜上，將特征向量歸一化，得到各指標對應的權重

道路交通運輸安全評價（指標層）、人、機、環下各指標相對權重分配W=（0.2297，0.1220，0.6483），W1=（0.5，0.25，0.25），W2=（0.1634，0.5396，0.2970），W3=（0.2970，0.5396，0.1634）

五、結論

對于死亡人數少于 5 人的道路交通事故來說，環境因素是誘導事故發生的主要原因，其中道路因素和自然因素影響最大;在人的因素方面，生理因素和技術因素是引發安全事故的2大主因，車輛設備對安全事故的影響最小。

參考文獻：

[1] 李金龍，孫晚華.高速公路交通事故成因分析及對策研究[J].中國安全科學學報，2005（01）：62-65+4.

[2] 齊兆斌，譚德榮，孟華.基于層次分析法的道路交通事故成因分析[J].科技信息，2011（03）：611-612.

[3] 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.

作者簡介：

莊緒彩（1999-02-），女，漢族，籍貫：山東省日照市，學歷：本科，研究方向：交通運輸。