基于模糊网络分析法的运输车辆综合评价方法

杨金莲* 罗 兰

（西南石油大学理学院 四川·成都 610500）

0 引言

据世界卫生组织统计，全世界每年有120多万人死于交通事故，全球每年因此造成的经济损失高达5180亿美元。城市道路交通事故直接影响和制约着城市交通运输的发展，严重威胁人民的生命和财产安全。[1]2004年张殿业[2]探讨了道路交通安全评价方法的模型和形式，适用条件，从系统的角度构建了道路交通安全评价体系。[2]2004年邵祖峰[3]建立了城市道路交通安全综合评价指标体系。交通事故调查表明：在人-车-环境系统中，大约有90%的交通事故与驾驶员有关，[4]也就是说，在人、车、环境三个因素中，人的可靠性最差。因此，建立一套适用于不确定性问题的科学的综合评价方法，进行城市道路的交通安全评价和优选，对指导城市道路交通安全工作具有重要的意义。

1 综合评价模型构建

道路运输系统是由驾驶行为、车辆、道路与气象条件四个子系统组成。为了对车辆进行综合评价，本文主要从驾驶行为、道路和气象条件三个影响因素建立综合评价模型。

1.1 综合评价指标体系研究

1.1.1 行车安全的影响因素

根据2013年和2014年《中华人民共和国道路交通事故统计年报》的统计数据统计出的营运车辆肇事的主要原因以及事故数量，《基于车辆运行监控系统的驾驶行为安全与节能评价方法研究》等公开的技术文献可知，行车安全可由超速、急加速、急减速、车速标准差、公路的等级、气象条件因素来刻画。[4-5]

1.1.2 车辆运输效率的影响因素

车辆工作效率是刻画车辆运输效率的特征指标，而影响车辆工作效率的主要因素是车辆行驶速度。根据《恶劣天气影响下的高速公路车速管理策略研究》和《恶劣天气下的驾驶行为研究综述》等公开文献[6-8]可知，影响车辆行驶速度的主要因素有平均速度、道路等级、气象条件。

1.1.3 车辆节能的影响因素

根据《汽车驾驶节能操作规范》[9]和《中国交通运输部门节能潜力》[10]等相关文献可知，车辆节能可由超速、急加速、急减速、怠速预热、超长怠速、道路因素来刻画。

超速次数和超速累计时间、急加速次数和急加速累计时间显著相关，取其中一个评价指标即可。超速与急变速显著相关，但它们代表的是速度不同方面，因此都保留。由于气温、相对湿度与其他因素的关联度不大且具有随机性，去掉重复性和随机性关联度不大的指标，确定超速次数、车速标准差、急加速次数、急减速次数、超长怠速、怠速预热、道路等级、天气状况8类评价指标作为综合评价指标。

1.2 综合评价指标体系建立

根据已确定的评价指标，建立车辆综合评价指标体系，如表1所示。

表1 综合评价指标体系

1.3 综合评价因素集

综合评价因素集包括一级和二级指标因素集，具体如下：

（1）一级指标因素集

={车辆安全，运输效率，车辆节能}

（2）二级指标因素集

（3）综合评语集

根据评价目标要求划分等级并建立评语集。本文从驾驶行为对车辆安全、运输效率、车辆节能影响程度的大小，将评语分为五个等级，[11]建立的综合评语集为：

集合表示{很低，低，一般，高，很高}。

2 模糊网络分析法确定指标权重

2.1 模糊网络分析法

模糊网络分析法[11]是基于网络分析法和模糊综合评判的决策原理，并将传统的网络分析法和模糊综合评判有机结合起来形成的一种新的系统分析方法。[11-14]

2.2 综合评价步骤

（1）指标一致化

（2）指标归一化

（3）隶属度函数构建

正弦曲线为隶属度函数。[11]函数如下：

（4）模糊关系矩阵确定

（5）模糊判断矩阵构造

三角模糊数数定义可参考文献《次任务安全性评价指标及评价模型研究》。[11]利用元素组为例说明，以元素组中的某一元素的影响因素程度为次准则，采用三角模糊数构造元素组内的两两互补判断矩阵，[11]记为共计个。

（6）超矩阵局部权重向量矩阵确定

超矩阵局部权重向量矩阵确定方法可参考文献《应用模糊层次分析法评估风险》中提出的方法。

2.3 评价指标权重计算

（2）超矩阵和加权矩阵计算

表2 车辆驾驶数据

表3 模糊判断矩阵

（3）评价指标权重确定

通过权重结果可看出超速、车速标准差、所占的比重较大，速度和车速标准差是影响车辆运输的主要影响因素，这一结果也符合客观现实环境，因为车速越大，车辆越容易发生交通事故。标准差越大，表明车辆的行驶速度波动越大，也具有较大的交通事故率。因此这一结果也符合客观现实。

（4）算子选取

（5）评价等级划分

3 实验验证

本文选取部分车辆的某段驾驶数据，对车辆综合评价模型的适用性进行研究，如表2所示。

3.1 模糊判断矩阵确定

将数据带入公式（3）～（7）得到车辆的各指标隶属度向量，模糊判断矩阵如表3所示。

3.2 综合评价等级判定

根据最大隶属度原则，在评判集中，最大值为0.386，根据隶属度函数构建时采用的原则，[11]1号车辆在综合评价等级隶属于“一般”。按照相同的方法，对其余车辆的进行综合评价。

3.3 评价结果分析

根据评价结果，影响评价结果的主要因素是超速，急加速，急减速等指标的值，1号车辆为很高，2号为一般，3号为低。这一结果符合客观现实。

4 结论

本文采用定性和定量分析方法确定了运输车辆综合评价的影响因素和综合评价指标体系。利用模糊网络分析法确定了运输车辆的各个评价指标的权重，利用取大算子确定综合评价结果，建立综合评价模型对运输车辆进行综合评价，得出道路运输车辆的速度和车速标准差是影响运输车辆安全的主要影响因素。验证了模糊网络分析方法是一种适用于运输车辆综合评价的方法。