基于本质安全的道路交叉口安全评价研究

孔静

摘 要：道路交叉口是道路交通系统的核心，为了提高城市道路交叉口的安全性，基于本质安全的角度，在影响交叉口安全的人、车、道路环境三大因素基础上建立交叉口安全评价体系，然后确定体系中各项指标的权重，采用模糊综合评价的方法构建交叉口安全评价模型。应用该模型选取山西省太原市典型交叉口进行安全评价。实证表明：模糊评价模型能有效地反映城市交叉口的安全情况，取得比较满意的结果。

关键词：交叉口;本质安全;安全评价;模糊综合评判法

Abstract： The intersections are core road traffic system. In order to improve the safety of urban road intersections， on the basis of factor of people， vehicle and environment， intersection safety evaluation system is established based on the nature of the security. Then the weight of the indicators is researched ， also the fuzzy comprehensive evaluation model is established to evaluate the security level of the intersection. A typical intersection of Taiyuan City is taken as an example， and its safety is used to be evaluated. Empirical evidence shows that this method can effectively reflect the security situation in the city intersection， and achieve satisfactory results.

Keywords： Intersection; Intrinsic Safety; Safety Assessment; Fuzzy Comprehensive Assessment

1 前言

道路交叉口的功能是把道路相互连接，这样就构成道路网络，来自各个方向的交通流就在此交织和分流，各个方向的交通流在同一时间点汇入交叉口这点[1]，使得交叉口的流量大幅度地增加了，交叉路口频繁发生交通事故，由此可见，交叉口有着冲突点多、交通量大、盲区大、管理复杂等特点[2]。为了减少降低交通事故的发生率，提高交通安全性能，应客观地对道路交叉口的安全状况做出评价，同时提出改善措施以此提高交叉口的安全性能。

现在，很多学者都提出了对于交叉口的安全进行分析的方法，例如通过统计交通事故发生的数据进而分析的方法，还有通过分析交通沖突技术进行间接评价的方法 [3]，但是上述方法存在数据不准确或者评价范围受到限制使得无法进行评价。因此本文基于本质安全，这也正是本文的创新点所在，从“人—车—道路环境”这个道路安全系统的安全性出发，提出了采用模糊综合评价方法，选择人、车、道路环境三方面因素做评价指标构建安全评价体系，建立安全评价模型，并选取山西太原某交叉路口，对其综合分析评价，并提出改善措施，以改善该交叉口的安全性能。

2 城市道路交叉口安全评价模型的构建

2.1 模糊综合评价方法

模糊综合评价方法是利用模糊关系合成原理，在考虑多种影响因素的基础上，在本文中也就是人、车、道路环境的影响，运用模糊数学工具对道路交叉口安全做出综合评价 [4]。该评价方法除了评价交叉口的安全综合值外，还比较这些评价对象并且进行排序，然后根据最大隶属度原则进行综合评判。此方法的优点是准确地处理交叉口安全的模糊问题，之所以称之为“模糊”，原因是交叉口安全等级是基于一个值比较而言的，安全与否是一个相对概念，所以很难对交叉口是安全的或不安全得出明确的结论。因此交叉口是否安全可以作为一个模糊问题来处理，采用模糊数学来建立道路交叉口安全水平评价模型是可行的。

2.2 基于本质安全的城市道路交叉口安全评价体系的建立

2.2.1 本质安全的内涵

20世纪50年代宇航技术领域最先提出本质安全，它是指电气系统本身具有安全性，可以防止释放可燃物燃烧所需能量[5]。而用在本文中，是基于本质安全的道路交叉口安全，本质安全有广义与狭义两种阐述。狭义的本质安全，即交叉口安全是指它自己本身的安全性能。本质安全从广义上讲，是指道路交叉口安全系统：“人一车一道路环境”共同呈现出的关于安全方面的特点，它涉及到三个方面，分别为该交叉口的交通参与者的特性、车的特性、道路环境的特性 [6]。

本文采用广义的本质安全进行研究，即考虑人、车、道路环境的影响因素。

2.2.2 安全评价指标体系的建立

通过查阅相关文献[7-9]，选择安全评价指标。由于人、车、道路环境三大因素共同影响交叉口安全，所以它们可以做一级指标，而这三大因素又可以分成很多小的方面，这些小的方面则可以作为二级指标，由此建立了评价城市道路交叉口安全的指标体系。如下图1所示：

2.3 安全评价模型的构建

2.3.1 评价指标权重的计算

通过大量的问卷调查确定各一级、二级指标所占的比重，在此次问卷中，采用网上调研的方法，调研后整理数据如下：

（1）在交通参与者的影响因素中，各指标所占比重如下扇形图2：

（2）在车的影响因素中，各指标所占比重如下扇形图3：

（3）在道路环境的影响因素，各指标所占比重如下扇形图4：

通过整理分析得到道路交叉口安全评价指标权重，如下表1所示：

2.3.2 模糊综合安全评价模型的构建

构建城市道路交叉口安全模糊评价模型的步骤如下：

（1）设因素集是X={x1，x2，x3}={人的因素，车的因素，道路环境的因素}。其中：

x1={驾驶员的技术水平，交通参与者的安全意识，驾驶员的应急处理能力};

x2={车辆的使用情况，车辆的设计水平，车辆的安全配置};

x3={道路交叉口设计，交通信号设施，交通流特性，天气条件，交通法规}。

（2）评价集是Y={y1，y2，y3，y4 }={优，良，中，差}，以十分制给其打分，相应地评价等级分向量为C=﹛10，7.5，5.0，2.5﹜。

（3）建立模糊关系矩阵R=（rij）m×n，其中rij表示对因素xi做出优、良、中、差等级评价的可能。

（4）建立权重分配A={a1，a2，a3}，ai指评价因素xi所占的比重。

（5）模糊集B={b1，b2，b3，b4 }，这是评价的最终结果，即最终结果为某种评价等级的隶属度。

模糊综合评价的运算公式如下：

通过以上运算步骤，则评价的最终结果是yjz。

（6）最后通过计算，然后评定交叉口的安全。

3 实例分析—山西省太原市典型道路交叉口安全评价

3.1 典型交叉口的选取

本文选取太原市某典型交叉口，因为这个交叉口附近是商业区，许多大型的超市与商场在周围，因此无论是车流量还是人流量都较多，是事故易发生点，比较有代表性，所以选取这个交叉口。

3.2 模型验证

为了验证使用模糊综合评价方法能够有效地对分析和评价交叉口的安全性能，选取太原市典型道路交叉口，采用网络调查的方式进行调研，得出影响交叉口安全性的一级、二级指标的权重，如上表1所示，现根据上述模糊安全评价模型对本交叉口综合分析如下：

（1）根据上述所收集的数据分析可得一级指标层权重矩阵为：

（2）通过进行专家评价调查问卷方法，建立模糊关系矩阵R。经过50多名专家采用十分制对影响该交叉口的各项指标打分，收集数据并且进行统计，计算结果如表2：

通过对统计数据可分别求得三个模糊矩阵R1，R2，R3，这三个矩阵分别表示一级指标人、车、路与交叉口安全相关的模糊关系。

（3）开始运用模糊评价方法计算评价。

1）“人的因素”的模糊评价向量B1

经过计算出的B1可以看出，0.8这个值最大，也就是此隶属度最大，即“中”最大。根据最大隶属原则，交通参与者的因素应当属于“中”的等级，说明在这个交叉口，交通参与者的情况属于一般。从专家调查问卷来看，交通参与者的安全意识，以及驾驶员的应急处理能力有待于提高，这样才能保证交叉口的安全。

2）“车的因素”的模糊评价向量B2

经过上述计算的可以看出，0.55的值最大，也就是此隶属度最大，即“良”最大。根据最大隶属原则，车的因素应当属于“良”的等级，也说明在这个交叉口，车的整体状况还比较好。

3）“路”的模糊评价向量B3

经过计算得出B3可以看出，0.4的值最大，也就是这个隶属度最大，即“中”最大。根据最大隶属原则，道路环境的因素应当属于“中”的等级，说明这个交叉口的道路环境相对比较一般。从专家调查结果来看，这个路口的道路设计并不是很合理，有待于改造;并且交通限号灯配时并不是很准确也需要改进，来缓解通行压力;同时，此路口属于商业区，高峰时饱和状态，平峰时流量仍然集中，无论是非机动车还是公交车、私家车经常在这儿阻滞，矛盾突出;最后要增加执法力度。

（3）进行二级模糊综合评價

由前面调研可知得一级指标的指标层权重为A={0.82， 0.1，0.02}，那么对于该交叉口的最终运算结果如下：

从计算结果B可以看出，0.8最大，也就是这个隶属度最大，即“中”最大，说明这个交叉口的安全水平等级基本评定为“中”。

3.3 道路交叉口安全改善措施分析

本文通过采用太原市某典型道路交叉口这个实例进行模型验证，通过上述分析，这个交叉口还是存在挺多问题的，现在针对这些问题进行分析，并提出改善方法如下：

3.3.1 交通参与者

由于这个路口是商业区，周围是与大型超市商场相邻，因此人流量比较大。而通过上面的评价知道交通参与者并没有认识到交通安全的重要性，所以横穿马路，不遵守交通规则的情况频频发生。有些车则会为了避免事故变车道导致交通混乱。因此，我们应该普及相关的交通安全知识，提高每个人的安全意识与应急能力。

3.3.2 车

目前随着车的各方面的改进，车的安全技术越来越先进，设计也比较合理，所以车方面在此不多论述。

3.3.3 道路环境

（1）据统计，该路口高峰的时候平均每小时车流量为6936辆，有时在这个交叉口要两次或者三次排队才能过去，而在车行道分布上还不合理，非机动车道上还会有机动车，所以路口应该进行渠化改进。

（2）在此交叉口岔口多，是五路的，流向复杂，加之信号灯配时不合理并且设计也有难度，所以可以在此路口实施禁止机动车左转措施，减少流向，并且优化信号灯配时。

（3）加大执法力度，争取让每个人都能做到遵守交通规则，更好地维持交通秩序，构造和谐的交通环境。

4 结论

基于本质安全的道路交叉口安全评价，从广义的本质安全角度出发，选择恰当的评价方法—模糊综合评价方法，建立了交叉口评价的体系，构建了模糊评价模型，同时采用太原市典型交叉口进行实例验证模糊综合评价方法在评价交叉口安全时是可行的。

虽然本文对交叉口的安全做出了一定的评价，但是还是存在一定的问题，例如所选取的模糊综合评价法仍然有些不足，该法对各个指标间的相对权重忽视了，没有系统确定各个评价指标隶属函数方法。此方法在确定权重时主观性较强，这也是未来亟待解决的问题。

参考文献

[1] 刘俊峰，蔡琳祥.城市道路交叉口交通安全评价与改善措施研究[J].建筑工程技术与设计，2013（16）：593-594.

[2] 张大默.城市道路平面交叉口安全评价研究与应用[D].青岛：山东科技大学，2008.5.

[3] 朱胜雪，陆键.公路平面交叉口安全评价指标及方法[J].交通运输工程与信息学报，2011，9（3）：2-3.

[4] 马健霄，孙伟，韩宝睿.城市道路交通安全模糊评价指标体系建立及应用[J].森林工程，2008（1）：65-67.

[5] 江涛.论本质安全[J].中国安全科学学报，2000，5（10）：1-8.

[6] 马健霄，孙伟，韩宝睿.城市道路交通安全模糊评价指标体系建立及应用[J].森林工程，2008（1）：65-67.

[7] 王雪雪，王冬冬.城市道路交叉口智能研判分析方法研究[J].智能城市，2019（21）：1-3.

[8] 渠彦斌.城市道路交叉口平面优化设计分析[J].建材与装饰，2019 （26）：264-265.

[9] 聂世刚，模糊层次分析法在道路交通安全评价的应用[J].黑龙江交通科技，2018（10）：193-195.