基于模糊網絡分析法的運輸車輛綜合評價方法

楊金蓮* 羅 蘭

（西南石油大學理學院 四川·成都 610500）

0 引言

據世界衛生組織統計，全世界每年有120多萬人死于交通事故，全球每年因此造成的經濟損失高達5180億美元。城市道路交通事故直接影響和制約著城市交通運輸的發展，嚴重威脅人民的生命和財產安全。[1]2004年張殿業[2]探討了道路交通安全評價方法的模型和形式，適用條件，從系統的角度構建了道路交通安全評價體系。[2]2004年邵祖峰[3]建立了城市道路交通安全綜合評價指標體系。交通事故調查表明：在人-車-環境系統中，大約有90%的交通事故與駕駛員有關，[4]也就是說，在人、車、環境三個因素中，人的可靠性最差。因此，建立一套適用于不確定性問題的科學的綜合評價方法，進行城市道路的交通安全評價和優選，對指導城市道路交通安全工作具有重要的意義。

1 綜合評價模型構建

道路運輸系統是由駕駛行為、車輛、道路與氣象條件四個子系統組成。為了對車輛進行綜合評價，本文主要從駕駛行為、道路和氣象條件三個影響因素建立綜合評價模型。

1.1 綜合評價指標體系研究

1.1.1 行車安全的影響因素

根據2013年和2014年《中華人民共和國道路交通事故統計年報》的統計數據統計出的營運車輛肇事的主要原因以及事故數量，《基于車輛運行監控系統的駕駛行為安全與節能評價方法研究》等公開的技術文獻可知，行車安全可由超速、急加速、急減速、車速標準差、公路的等級、氣象條件因素來刻畫。[4-5]

1.1.2 車輛運輸效率的影響因素

車輛工作效率是刻畫車輛運輸效率的特征指標，而影響車輛工作效率的主要因素是車輛行駛速度。根據《惡劣天氣影響下的高速公路車速管理策略研究》和《惡劣天氣下的駕駛行為研究綜述》等公開文獻[6-8]可知，影響車輛行駛速度的主要因素有平均速度、道路等級、氣象條件。

1.1.3 車輛節能的影響因素

根據《汽車駕駛節能操作規范》[9]和《中國交通運輸部門節能潛力》[10]等相關文獻可知，車輛節能可由超速、急加速、急減速、怠速預熱、超長怠速、道路因素來刻畫。

超速次數和超速累計時間、急加速次數和急加速累計時間顯著相關，取其中一個評價指標即可。超速與急變速顯著相關，但它們代表的是速度不同方面，因此都保留。由于氣溫、相對濕度與其他因素的關聯度不大且具有隨機性，去掉重復性和隨機性關聯度不大的指標，確定超速次數、車速標準差、急加速次數、急減速次數、超長怠速、怠速預熱、道路等級、天氣狀況8類評價指標作為綜合評價指標。

1.2 綜合評價指標體系建立

根據已確定的評價指標，建立車輛綜合評價指標體系，如表1所示。

表1 綜合評價指標體系

1.3 綜合評價因素集

綜合評價因素集包括一級和二級指標因素集，具體如下：

（1）一級指標因素集

={車輛安全，運輸效率，車輛節能}

（2）二級指標因素集

（3）綜合評語集

根據評價目標要求劃分等級并建立評語集。本文從駕駛行為對車輛安全、運輸效率、車輛節能影響程度的大小，將評語分為五個等級，[11]建立的綜合評語集為：

集合表示{很低，低，一般，高，很高}。

2 模糊網絡分析法確定指標權重

2.1 模糊網絡分析法

模糊網絡分析法[11]是基于網絡分析法和模糊綜合評判的決策原理，并將傳統的網絡分析法和模糊綜合評判有機結合起來形成的一種新的系統分析方法。[11-14]

2.2 綜合評價步驟

（1）指標一致化

（2）指標歸一化

（3）隸屬度函數構建

正弦曲線為隸屬度函數。[11]函數如下：

（4）模糊關系矩陣確定

（5）模糊判斷矩陣構造

三角模糊數數定義可參考文獻《次任務安全性評價指標及評價模型研究》。[11]利用元素組為例說明，以元素組中的某一元素的影響因素程度為次準則，采用三角模糊數構造元素組內的兩兩互補判斷矩陣，[11]記為共計個。

（6）超矩陣局部權重向量矩陣確定

超矩陣局部權重向量矩陣確定方法可參考文獻《應用模糊層次分析法評估風險》中提出的方法。

2.3 評價指標權重計算

（2）超矩陣和加權矩陣計算

表2 車輛駕駛數據

表3 模糊判斷矩陣

（3）評價指標權重確定

通過權重結果可看出超速、車速標準差、所占的比重較大，速度和車速標準差是影響車輛運輸的主要影響因素，這一結果也符合客觀現實環境，因為車速越大，車輛越容易發生交通事故。標準差越大，表明車輛的行駛速度波動越大，也具有較大的交通事故率。因此這一結果也符合客觀現實。

（4）算子選取

（5）評價等級劃分

3 實驗驗證

本文選取部分車輛的某段駕駛數據，對車輛綜合評價模型的適用性進行研究，如表2所示。

3.1 模糊判斷矩陣確定

將數據帶入公式（3）～（7）得到車輛的各指標隸屬度向量，模糊判斷矩陣如表3所示。

3.2 綜合評價等級判定

根據最大隸屬度原則，在評判集中，最大值為0.386，根據隸屬度函數構建時采用的原則，[11]1號車輛在綜合評價等級隸屬于“一般”。按照相同的方法，對其余車輛的進行綜合評價。

3.3 評價結果分析

根據評價結果，影響評價結果的主要因素是超速，急加速，急減速等指標的值，1號車輛為很高，2號為一般，3號為低。這一結果符合客觀現實。

4 結論

本文采用定性和定量分析方法確定了運輸車輛綜合評價的影響因素和綜合評價指標體系。利用模糊網絡分析法確定了運輸車輛的各個評價指標的權重，利用取大算子確定綜合評價結果，建立綜合評價模型對運輸車輛進行綜合評價，得出道路運輸車輛的速度和車速標準差是影響運輸車輛安全的主要影響因素。驗證了模糊網絡分析方法是一種適用于運輸車輛綜合評價的方法。