基于兩階段的道路交通安全評價DEA/AHP法

李思遙

【摘 要】道路交通安全評價往往要求事先設(shè)定各屬性指標值的權(quán)重。為提高評估的客觀性，在構(gòu)建簡單的道路交通安全評價指標的基礎(chǔ)上，將DEA的客觀性與AHP的全排序相融合，建立兩階段評估模型。最后，通過比較長江經(jīng)濟帶11個省（市）2015年道路交通事故發(fā)生狀況， 排序其道路交通相對安全性，驗證了該評價方法的可行性。

【Abstract】Road traffic safety evaluation is usually required to set the weights of each attribute index in advance.In order to improve the objectivity of the evaluation， in the construction of simple road traffic safety evaluation index， based on the objectivity of DEA and AHP complete sorting fusion， a two-stage hybrid evaluating model is being built. Finally， the feasibility of the evaluation method was verified by comparing the road traffic accidents in 11 provinces （cities） of the Yangtze river economy in 2015 and sorting the relative safety of road traffic.

【關(guān)鍵詞】交通安全；多目標決策；數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）；層次分析法（AHP）

【Keywords】traffic safety； multiple objective decision； data envelopment analysis （DEA）； analytic hierarchy process （AHP）

【中圖分類號】U-9 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0087-02

1 引言

交通運輸系統(tǒng)堅持建設(shè)“平安交通”的發(fā)展戰(zhàn)略，深化改革交通安全運行監(jiān)管機制，推進安全體系建設(shè)，安全生產(chǎn)工作不斷取得新進展。本文嘗試性地在DEA計算出輸入輸出系統(tǒng)有效系數(shù)判斷矩陣的基礎(chǔ)上，應(yīng)用AHP方法得出各決策單元（DMU）權(quán)重向量并進行全排序。更科學(xué)地評價了長江經(jīng)濟帶11個省（市）道路交通安全發(fā)展水平，排序了各省（市）的道路交通相對安全性。

2 評價指標體系

2.1影響因素分析

國外自2003年Ghazwan博士[1]首先建立了道路安全評價指標體系，而后陸續(xù)出現(xiàn)了例如回歸分析法、當量事故率法、時間序列分析法等道路安全評價方法。國內(nèi)在此領(lǐng)域研究起步較晚，但仍依據(jù)我國基本國情和現(xiàn)狀進行了不錯的研究，如何勇[2]在2003年通過對道路交通現(xiàn)狀進行分析，得出問題癥結(jié)在于管理體制，清華大學(xué)陸化普教授比較并評價同一周期內(nèi)不同城市安全管理水平的差異性。本文選擇了發(fā)生事故數(shù)量、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)為輸入指標，直接財產(chǎn)損失作為輸出指標。根據(jù)DEA有效性的原則，由較小的輸入值得到較大的輸出值即為效率最優(yōu)。

3 DEA/AHP評價模型

3.1 DEA相對效率評價方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA）以凸分析和線性規(guī)劃為工具，應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃模型處理多輸入多輸出數(shù)據(jù)，在帕累托最優(yōu)下根據(jù)決策單元（Decision Making Units，DMU）是否有效對其分類。

3.2 AHP層次分析法

層次分析法（Analytic Hierarchical Process，AHP）是基于多目標及多重標準，根據(jù)分層結(jié)構(gòu)將復(fù)雜問題中一系列的選擇或方案從上至下逐層分解，實現(xiàn)定量、定性結(jié)合比較的綜合評價方法。

3.2.1 第一階段——DEA交叉評價創(chuàng)建成對比較矩陣

按照DEA的方法僅考慮其中任意一對決策單元計算有效值，求出式（1）、（2）目標函數(shù)EAA和EBA的最優(yōu)解，同理可得EAB和EBB的最優(yōu)解。

3.2.2 第二階段——AHP主觀賦權(quán)

4 算例

4.1 構(gòu)造輸入輸出系統(tǒng)

原始評價指標數(shù)據(jù)見表1，共有3個輸入指標，1個輸出指標。

4.2 DEA/AHP模型計算

為了得到客觀的判斷矩陣，我們將DMUk進行交叉評價，計算各自的有效值，得到的判斷矩陣如表2所示。

計算出判斷矩陣的最大特征根λmax對應(yīng)的特征向量=[1.0000 0.0122 0.0138 0.0229 0.0516 0.0431 0.0288 0.2091 0.0225 0.4323 0.0368]，則道路交通安全狀況排序如下：上海 > 貴州 > 重慶 > 江西 > 湖北 > 云南 > 湖南 > 安徽 > 四川 > 浙江 > 江蘇

在本文設(shè)計的算例中，DMU1（上海）為交通安全評價最優(yōu)的決策單元， DMU2 （江蘇）為交通安全評價最差的決策單元， 安全評價排序的結(jié)果與實際情況基本一致。

5 結(jié)語

運用兩階段的DEA/AHP方法進行道路安全評價時，對長江經(jīng)濟帶11個省市全排序值，集成了DEA的客觀有效評價和AHP的全排序，規(guī)避了AHP權(quán)重的主觀和DEA在評價時帕累托最優(yōu)的局限性。

從方法的實際性和可操作性來看，本文通過建立公路交通安全評價指標體系，從搜集資料到得出最終排序值，得到了以下結(jié)論：①公路交通事故多，公路交通的事故死亡率遠高于城市道路交通事故死亡率；②經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)死亡人數(shù)較多，而鑒于上海市的較高的發(fā)展程度及廣大市民的文化素養(yǎng)水平，相比于其他沿海城市道路交通安全事故較少，沿海地區(qū)交通事故相對較多，死亡人數(shù)多；③一次死亡10人以上特大道路交通事故增多；該結(jié)論與實際情況基本吻合，初步肯定了評價模型的準確性和實用性。但由于研究時間和客觀條件的限制，評價指標體系仍有待完善，今后會進行更加深入的研究。

【參考文獻】

【1】陸化普，王建偉，李江平.城市交通管理評價體系[M].北京：人民交通出版社，2003.

【2】何勇.我國道路交通安全現(xiàn)狀及對策[J].公路交通科技，2003（20）：119-122.