运输车辆安全驾驶行为的分析

陈筱涵　黄思行

摘 要：汽车的道路运输已经成为我国现代运输行业的重要组成成份，本文用python语言环境，建立驾驶行为安全评价指标体系，利用因子分析法得到驾驶行为安全评价因子方程式;利用层次分析法得到各级指标对应的权重，构建行车安全综合评价模型。

关键词：驾驶行为安全评价;行车安全综合评价;因子分析法;层次分析法;python语言

1 问题描述

通过判定每辆运输车辆的不良驾驶行为情况，设立一系列的标准，建立行车安全的评价模型，并得出相应判定结果，综合考虑运输车辆的安全、效率和节能，为运输车辆管理部门建立行车安全的综合评价指标体系与综合评价模型。

2 问题分析

2.1 驾驶行为与安全评价方法

建立驾驶行为安全平时指标体系，定性指标定量化。定量指标包括急加速率、急减速率、疲劳驾驶率、怠速预热率、超长怠速率、里程和平均速度。利用因子分析法，求出对应权值，得到驾驶行为安全评价方程式。

2.2 行车安全的综合评价指标体系与综合评价模型

对车辆外部环境数据进行处理，对其中关键数据进行重新赋值，如定性指标风力、天气定量化。建立行车安全的综合评价指标体系，利用层次分析法建立综合评价模型。

3 解决问题

3.1 驾驶行为与安全评价方法

本文驾驶行为安全评价设计8个指标，分别是急加速率X1、急减速率X2、疲劳驾驶率X3、怠速预热率X4、超长怠速率X5、急转弯率X6、里程X7和平均速度X8.

由旋转成份矩阵可以写出主成分方程组，又由解释总方差表得到驾驶行为安全评价因子方程式。

3.2 行车安全的综合评价指标体系与综合评价模型

3.2.1 行车安全、节能综合评价模型

（1）驾驶员安全、效率与节能评价指标的建立;

将驾驶员安全效率与节能指标分为安全评价指标、节能评级指标、车辆运输效率指标车辆环境标4个一级指标。

一级评价指标：驾驶员安全评价指标、驾驶员节能评价指标、车辆运输效率指标、车辆环境指标。

二级评价指标：车速稳定性、急加速、急减速、疲劳驾驶、安全行驶里程、车速稳定性、超长怠速、怠速预热、车速稳定性、安全行驶里程、风速、最高温度、最低温度、降雨量。

（2）构造比较判断矩阵并求权重

采用1-4标度法，其重要性标度与含义如下：

1：表示两个元素相比，具有同等重要性;

3：表示两个元素相比，前者比后者稍重要;

2、4：表示上述判断的中间值;

倒数：若元素i与元素j的重要性之比为aij，则元素j与元素i的重要性之比为aji=1/aij。

因为第一级评价指标相比具有同等重要性，故四者权重各占0.25。

利用规范列平均法求权重，首先对列向量扫一化得到对应矩阵，再对其算数平均，得到特征向量。

（3）一致性检验

对构造的判断矩阵进行一致性检验，用来确定权重分配是否合理，计算一致性比例C.R，并对值进行判断。

CR=CI/RI

CI=（λ-n）/（n-1）

当CR<0.1时，认为判断矩阵的一致性在可接受范围内，CR>0.1时，则判断矩阵不符合一致性要求，对该判断矩阵进行重新修正。根据计算可得：一致性比例均小于0.1，故权重值比较合理。

3.2.2 指标评价权重

鉴于以上计算，可得驾驶员评价指标权重如下：

安全评价分数：0.25;节能评价分数：0.25;车辆运输效率指标：0.25;车辆环境指标：0.25。

3.2.2.1 安全评价指标

车速控制车速稳定性根据其频繁变速程度判定，占权重0.085005225;加速操作加速行驶根据行车过程中加速度>2.78判定，占权重0.183803553;减速操作紧急制动根据行车过程中加速度<-2.78判定，占权重0.200470219;驾驶员状态疲劳驾驶根据连续驾驶时间超过4小时判定，占权重0.183803553;行驶距离根据无事故记录的行驶里程判定，占权重0.367607106。

3.2.2.2 驾驶行为

车速控制车速稳定性根据其频繁变速程度判定，占权重0.089782609;加速操作加速行驶根据行车过程中加速度>2.78判定，占权重0.137173913;减速操作紧急制动根据行车过程中加速度<-2.78判定，占权重0.257681159;超长怠速怠速时间过长根据连续怠速时间超过60s判定，占权重0.257681159;怠速预热时间过长根据车辆发动机点火后处于怠速状态判定，占权重0.257681159。

3.2.2.3 驾驶行为

车速控制车速稳定性根据其频繁变速程度判定，占权重0.07;加速操作加速行驶根据行车过程中加速度>2.78判定，占权重0.14;减速操作紧急制动根据行车过程中加速度<-2.78判定，占权重0.16;驾驶员状态疲劳驾驶根据连续驾驶时间超过4小时，占权重0.20;超长怠速根据连续怠速时间超过60s判定，占权重0.18;行驶距离根据无事故记录的行驶里程判定，占权重0.25。

3.2.2.3 环境因素

风速风力等级占权重0.07，最高温度炎热程度占权重0.14，最低温度寒冷程度占权重0.16，降雨量占权重0.20.

计算驾驶员安全评价得分、节能评价得分与综合得分的计算公式如下：

其中，x为单项指标得分，p为单项指标对应权重值。

参考文献

[1]赵晓华，任贵超，陈晨，荣建.不良天气下驾驶行为研究综述[J].交通信息與安全，2017，35（05）：70-75+98.

[2]孙洪运，杨金顺，李林波，吴兵.恶劣天气事件对道路交通系统影响的研究综述[J].交通信息与安全，2012，30（06）：26-32.

[3]张丽霞，刘涛，潘福全，郭涛，刘瑞昌.驾驶员因素对道路交通事故指标的影响分析[J].中国安全科学学报，2014，24（05）：79-84.

作者简介：陈筱涵（1998—），女，重庆人，本科，汉族，重庆第二师范学院数学与信息工程学院2016级物联网工程专业，研究方向：物联网工程。

通讯作者简介：黄思行（1992—），男，讲师，湖北黄冈人，从事数据挖掘方向研究。