基于AHP法对驾驶安全的影响研究

张科研等

摘 要：驾驶员驾驶操作行为是人、车、环境因素综合作用的结果。为获取影响驾驶安全的主要因素，提出了基于层次分析法 （AHP）对驾驶安全各因素的权重分析，对保证驾驶安全，预防和控制驾驶员差错事故的发生，以及制定有针对性的交通安全措施具有重要的指导意义。

关键词：驾驶安全；驾驶员；AHP

引言

交通运输不仅关系到国家经济发展也关系到每个人生活水平的提高，随着经济和公路的发展，世界各国汽车数量越来越多，道路交通事故频发已成为“社会顽疾”[1]。道路交通安全由人、车、路、环境与交通管理间的协调状况所决定，尽管很多交通事故都是归咎为人的因素，但有一个客观事实是：驾驶安全是由人、车、环境等多因素综合作用的结果。因此，对驾驶员驾驶安全的研究成为国内外研究的热点。

影响驾驶安全的因素是多样的，本课题的研究将结合车辆人机工程学，基于AHP法对驾驶安全影响的多因素进行权重分析，获取影响驾驶安全的主要因素，从而提出预防措施，对于减少驾驶员差错事故的诱发因素，保证驾驶安全，降低道路交通事故次数，改善道路交通安全状况，具有十分重要的理论与现实意义。

1 驾驶安全的影响因素分析

车辆在道路上行驶的本质是驾驶员的意识在支配车辆行驶，因此研究车辆的运行特性的本质是研究人的驾驶行为。驾驶操作行为是人、车、环境等多因素综合作用的结果，是一个复杂的人机工程系统。在车辆运行的过程中，存在着诸多因素影响驾驶员的安全行驶，分析这些因素的构成，主要包括以下三方面。

1.1 人对驾驶安全的影响

人作为道路交通系统中的主体，控制着车辆的运行，是车辆的操纵者和管理者，在道路交通安全系统中起着至关重要的作用。通常认为，驾驶人员的观察、判断、操作等方面所发生的错误是导致交通事故发生的直接原因。长时间的行车对驾驶员心理、生理产生的驾驶疲劳容易导致交通事故的发生，严重影响着驾驶安全。

1.2 车辆对驾驶安全的影响

车辆是道路交通过程中的载体，也是道路交通系统中重要组成部分，与交通安全有着密切的关系。因此，车辆的技术状况是驾驶员行车安全的物质基础，直接影响驾驶员的驾驶安全，主要体现在是否具有良好的使用性能，包括动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、安全性、舒适性、维修方便性及灯光照明等。车辆技术性能的不断完善，可以很好的预防或是弥补驾驶员操作上的一些失误，提高了驾驶员的驾驶安全。其中，在车辆的各种性能中，汽车的制动性能对行车安全有着至关重要的作用，特别是在山区长大下坡路段。一般评价汽车制动性能的指标有：制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性。影响因素主要有：制动时轴荷的分配、车轮制动器的质量、制动初速度、道路附着系数、汽车的装载和驾驶技术等。

1.3 环境对驾驶安全的影响

道路景观是道路交通环境的重要组成部分，道路环境直接影响到驾驶员的驾驶状况和驾驶心理，从而对车辆的运行状况产生影响。环境影响驾驶安全的因素包括：车内环境（汽车震动、车内空间、车内噪音、气味、温度等）、车外环境（公路景观、隧道明暗适应、会车、让车、堵车、天气）、公路线形（曲率、坡度、弯度）等。尽管因道路环境因素不良直接造成的交通事故不多，但在交通事故的发生中它起到了重要的诱导作用，因此道路环境因素不容忽视。

一起交通事故的发生不仅仅是人、车、路三因素中某单一因素引起的，往往是由于两个或三个因素共同作用的结果。按照系统论的观点[2]，道路交通是由人（驾驶员与行人）、车、路（道路环境）三要素构成的一个具有特定功能的闭环系统，如图1所示。一般的驾驶过程是：驾驶员首先从外部获取信息，并依据获取的信息作出相应的决定且通过操纵动作传递给汽车，使汽车产生相应的运动；同时，驾驶员根据道路条件及汽车的瞬时运动状态，依据反馈原理不断调整汽车的运动轨迹，以使汽车安全、正常行驶。显然，对于确定的人（驾驶员）和车，在人、车、路构成一个特定的闭环系统后，各要素之间就产生了相互依赖、相互作用和不可分割的联系。每一个要素都对道路交通系统产生着影响，同时这种影响又与其他要素紧密相关。从此意义上讲，道路交通系统是一个涉及人（驾驶员）的行为和道路环境的复合动态系统。

图1 由驾驶员、汽车、道路构成的道路交通系统图

汽车的安全行驶实际上是人（驾驶员与行人）、车辆、道路等要素和谐统一的结果。在道路交通系统中，驾驶员虽是影响道路交通安全的最活跃的因素，但就驾驶过程而言，驾驶员的任何主动行为都时刻受到车辆、道路因素的作用与约束。因此，分析各因数对驾驶安全的影响权重显得尤为重要，获取影响驾驶安全的主要因素，可更好的预防交通事故的发生。

2 采用AHP法确定各影响因素的权重

2.1 AHP法的基本原理

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）[3-4]是美国运筹学家、匹兹堡大学T. L. Saaty教授在20世纪70年代初期提出的， AHP是对定性问题进行定量分析的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。它的特点是把复杂问题中的各种因素通过划分为相互联系的有序层次，使之条理化，根据对一定客观现实的主观判断结构（主要是两两比较）把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，将一层次元素两两比较的重要性进行定量描述。而后，利用数学方法计算反映每一层次元素的相对重要性次序的权值，通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序。这种方法的特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在的关系等进行深入分析的基础上，利用较少得的定量信息使决策的思维过程教学化，从而为多目标、多准则或无结构特征的复杂决策问题提供简便的决策方法。是对难于完全定量的复杂系统作出决策的模型和方法。

2.2 确定各影响因素权重

考虑到种种因素对山区道路驾驶安全的影响，用两两比较法[5]来判断各个影响因素所占的比重，以此来获取影响驾驶安全的主要因素。首先考虑对驾驶安全影响的因素，如图2所示：

其中CR为一致性比率，RI为随机一致性指标

由此，即求得的参数可用，将各项指标注于图3

由图3量化了的对驾驶员驾驶安全影响因素关系树可知，在众多影响因素中，人对驾驶安全的影响占很大的比重，其次是车辆的工况。因此，在预防交通事故，保证驾驶安全方面，要着重加大对驾驶员特性的研究。

3 结束语

通过AHP法对驾驶安全影响因素的权重分析，驾驶员因素占了的比例高达64%，其次是车辆的工况占28%。因此，应着重对驾驶员因素和汽车工况因素的研究，特別是驾驶员心理、生理及疲劳驾驶的研究，从而能更好的提出预防措施，对于减少驾驶员差错事故的诱发因素，保证驾驶安全，降低道路交通事故次数，改善道路交通安全状况，具有十分重要的理论与现实意义。

参考文献

[1]孙玮，李晓莹. 避免疲劳驾驶的“驾驶员警示系统”[J].交通世界（运输·车辆），2006， （1）：57.

[2]王艳.山区道路景观对行车安全影响的整体评价研究[D].长春：吉林大学，2007.

[3]郭金玉，张忠彬，孙庆云.层次分析法的研究与应用[J].中国安全科学学报. 2008， 18（5）：148-153.

[4]宋祥波，肖贵平，贾明涛.基于层次分析法的机车行车安全 EJ3.中国安全生产科学技术，2006，2（6）：86～89.

[5]万忠金，高寒山区公路安全性评价体系研究[D].成都：西南交通大学，2006.

通讯作者：张科研（1989-），女，硕士研究生 ，主要研究方向车辆人机工程