基于属性识别理论的高速公路交通安全保障评价

安雅琴，何松柏，杨建明

（军事交通学院 汽车指挥系，天津 300161）

0 引言

随着我国交通事业的跨越式发展，公路运输在带来高效、快捷、方便的同时，不可避免地带来了交通拥挤、事故损害等诸多问题，尤其是道路交通事故已经成为了影响我国道路交通可持续高速发展的重大问题．在道路交通安全事故中，高速公路交通事故百公里发生率约为普通公路的4倍[1]，因而如何加强高速公路交通安全管理，有效预防交通事故的发生，提高高速公路行车安全，具有现实意义．

道路交通安全评价是道路交通安全规划、管理以及决策的基础．目前国内对道路交通安全的评价大多是基于统计基础上的事后评价，采用的指标多集中于事故次数、死亡人数、受伤人数、经济损失等统计指标[2]．而影响道路交通安全的实际因素很多，既有内部因素，如道路线形、车辆因素等，又有外部因素，如管理水平、气候因素等，如何建立合理的评价指标体系，至今还没有一个公认的行之有效的方法．本文从高速公路交通安全保障的角度出发，考虑高速公路道路条件、交通安全设施、交通管理等方面的影响因素，引用目前在质量评价中广泛应用的属性识别理论模型对不同路段的交通安全水平进行综合评价，为高速公路的建设、管理和验收提供决策依据．

1 属性识别理论模型

属性识别理论模型是20世纪90年代由中国学者程乾生教授[3]提出的一种属性数学模型，是在模糊理论的基础上发展起来的，如今已被成功地运用于评价领域[4-5]．不同路段交通安全水平评价属于有序评价集的识别问题，应用属性识别理论模型评价将更为简便和合理．

1）确定第i个样品Xi的第j个指标值 具有属性Ck的属性测度

2）计算第 个样品 具有属性 的属性测度=．指标共有 个，考虑到每个指标的重要性程度不同，综合指标的权重 可得到 的属性测度

3）根据属性测度，进行样品识别和比较分析．按照置信度准则，计算属性测度的和

4）按照评分准则[5]，计算分值

其中nk为各个等级的分值，则可根据 的大小对 进行比较和排序．

2 高速公路交通安全保障评价

2.1 评价指标体系的确定

高速公路交通安全系统中，各影响因素错综复杂，该系统的评价是一个多指标、多属性的问题[5]，指标体系具有很强的层次性．围绕高速公路交通安全保障，遵循科学性、动态性、全面性、导向性、可比性等评价指标设计原则，将高速公路交通安全保障系统的影响因素条理化、层次化，构造出一个有序的递阶层次结构模型，如图1所示．该模型分为3个层次：目标层，一级指标和二级指标

2.2 指标权重的确定

指标权重的确定目前比较成熟的还属层次分析法，该法是一种定性与定量相结合，系统化、层次化的分析方法．通过两两对比，比较每一层次各元素之间的相对重要程度，并以数量形式表示出来，从而构造出判断矩阵；再利用方根法求出特征向量，并进行矩阵的一致性检验，具体步骤可参见文献 [1]．应用该方法对图1的层次结构模型进行计算，得到如表1所示的高速公路交通安全保障体系各指标权重值．

图1 高速公路交通安全保障评价指标体系Fig.1 Evaluating indicator system of highway traffic safety guarantee

表1 高速公路交通安全保障体系各指标权重值Tab.1 Weights of indicatorsof highway traffic safety guarantee system

2.3 综合评价

应用属性识别理论模型，在高速公路交通安全保障评价问题中，设研究对象空间为待评价的路段，属性空间={道路条件安全性}，令的一个有序分割类为（安全，较安全，安全性一般，较不安全，不安全），对中的每个元素评价3个一级指标和11个二级指标，如图1所示，分两个层次应用属性识别理论模型对高速公路道路条件安全性进行评价．

表2 路段x1关于指标Im的属性测度Tab.2 Attribute measures of road x1 to index Im

表3 路段x1一级指标的属性测度Tab.3 Attribute measures of road x1 to one-level indexs

这里专家的选取要具有代表性，要做到专业结构合理，既要有交通工程专家，又要有交通土建专家以及经验丰富的司机，以保证评价结果的科学合理．

将表1和表3中的数据代入式X1(1)，得到路段的属性测度为：(0.167，0.4774，0.228，0.077，0.051)，取=0.63，根据式(2)计算属性测度的和此时=2，因此，该路段道路交通保障属于第二级，比较安全．

通过评分准则可以对不同路段的安全性进行比较和排序．令各等级分值1=90，2=80，3=70，4=60，5=50，依据式 (3)计算得分值

3 结论

1）从高速公路交通安全保障的角度出发，考虑高速公路道路条件、交通安全设施、交通管理等方面的影响因素，构建了高速公路交通安全保障评价指标体系；

2）将用于质量评价的属性识别理论模型引用到了高速公路交通安全保障评价中，通过对不同路段交通安全水平的比较，发现用该模型能真实地对比不同地区高速公路的发展程度和水平，为高速公路交通安全保障评价提供了新的思路．

[1]吴义虎，刘文军，肖旗梅．高速公路交通安全评价的层次分析法 [J]．长沙理工大学学报：自然科学版，2006，3（2）：7-8．

[2]郭应时，袁伟，付锐．道路交通安全评价指标特性分析 [J]．公路交通科技，2006，23（5）：102-103．

[3]程乾生．属性识别理论模型及其应用 [J]．北京大学学报：自然科学版，1997，33（1）：12-20．

[4]张向荣，薛科社．属性识别理论模型在生态工业园综合评价中的应用 [J]．环境科学与管理，2008，33（11）：167-171．

[5]叶巧云．基于属性数学的工程测量职业技能鉴定综合评价 [J]．四川测绘，2004，27（1）：43-44．