高速公路安全综合评价指标的无量纲化处理

娄 菁

(陕西省高速公路建设集团公司，陕西 西安 710000)

高速公路安全综合评价指标的无量纲化处理

娄 菁

(陕西省高速公路建设集团公司，陕西 西安 710000)

在高速公路安全综合评价中，选取的评价指标往往含义和性质不同，既包括有量纲的指标也包括了无量纲指标，在运用这些指标进行综合评价前，应预先消除指标类型和量纲的差异。

高速公路；安全综合评价；指标；无量纲化；处理

1 评价指标类型一致化

多数情况下，评价指标值越大评价结果越好，如项目净利润、经济发展水平、安全等级等指标，这类指标被定义为“极大型”指标；而发生事故概率等指标则是越小越安全，越小结果越好，称“极小型”指标。此外，还有“居中型指标”和“区间型”指标。如果评价体系中拥有不同类型的指标，计算前须对评价指标进行一致化处理，将不同类型的指标转换成极大型指标。

本文的指标体系中只包括极小型指标，即指标值越小，高速公路安全水平越高。换句话说，指标值越大，风险等级越高。对于极小型指标x，可令：

2 评价指标的无量纲化处理

由于评价指标体系中各指标的涵义和性质不同，各指标具有不同量纲、不同数量级，指标数值无法直接进行比较，需采用归一法对原始数据进行标准化处理，指标数值的标准化处理通常采用数据变换办法。研究者认为，理想无量纲化方法应满足单调性、差异比不变性、平移无关性、缩放无关性、区间稳定性、总量恒定性6个条件，本质上就是不改变指标所反映的任何数学规律信息。最常用的处理方法是将指标值与标准值相比较得到指标的得分，大概有以下6种处理方法

(1)标准化处理法

(2)极值处理法

式中：Mj=max{xij}，mj=min{xij}。

(3)线性比例法

(4)归一化处理法

(5)向量规范法

(6)功效系数法

为已知正常数，c的作用是对变换后的值再进行“平移”变换，d的作用是对变换后的值进行“缩放”变换，根据实际应用效果，研究人员对c、d的取值通常为c=60、d=40。

功效系数法需要确定每个指标的满意值和不容许值，多数情况下，这个标准并不容易获得，造成这种方法应用比较困难。

上述几种方法都属于线性变换法，无量纲化后的数据仍然能在很大程度上保持原有数据的信息。然而，相关研究证明，同时满足上述6个性质的标准化方法是不存在的。标准化处理法、极值处理法及功效系数法都满足单调性、差异比不变性、平移无关性、缩放无关性，相对于其他方法来说更好一些。

3 评价指标预处理结果

本文建立的评价指标体系中的指标都属于极小型，即指标值越小评价结果就越好，需要进行极大值化处理。

无量纲化处理的标准化法得到的结果有正值也有负值，极值化法得到的指标值是闭区间[0，1]，功效系数法需要确定指标的满意值和不容许值，这些方法对于安全评价并不适用，这里采用归一化处理法消除指标间量纲的差异。按照指标值越大安全风险等级越高的原则，将指标原始数据进行处理的结果见表1，指标原始数据见表2。

表2 无量纲化后的指标值

[1] 闫滨, 钱静宇, 郭超. 基于动态权重的综合指标权重确定及应用[J]. 沈阳农业大学学报, 2014, 45(1): 58-61.

U492

C

1008-3383(2017)10-0184-01

2017-03-29

娄菁(1984-)，女，陕西渭南人，工程师，研究方向：道路与铁道工程。