基于模糊层次分析法的某高速公路事故多发路段安全性综合评价

张 鹏

(济南市公路管理局，山东 济南 250101)

1 关于高速公路事故多发路段的安全性综合评价

在进入21世纪以后，我国高速公路体系建设快速，其里程数已经达到全球第二，仅次于美国。高速公路的快速建设发展也同时带来了其它诸多问题，例如高速公路的交通安全水平问题，必须对其采取安全性综合评价，尤其是要维护好某些事故多发路段的安全防护，分析其可能引发道路交通事故的诸多安全隐患因素，并予以针对性有效改善，提出高速公路的安全评价技术体系。总体来讲，安全性综合评价方法对于高速公路的安全运维改善还是非常到位的，它对于交通事故问题的评价更加客观和全面，所以其方法应用范围已经相当之广。

安全性综合评价的方法类型非常多变，它主要针对不同评价项目对象而进行调整，例如比较常见的安全性综合评价方法就包括了人工神经网络法、模糊数学法、灰色理论法以及层次分析法等等。这些方法在高速公路事故多发路段安全性评价方面都会有所应用，而其中模糊数学法应用最多，它被定义为模糊层次分析法，主要是用于有效处理高速公路事故多发路段的某些安全性问题，优化提出安全性评价因子，对模糊随机性问题进行深度研讨。在该方法中也融入了大量的层次分析理论，它将大量分析指标按照性质与重要性进行多层次划分，它所构建的是一个可靠度相对较高的多层次综合评价系统，最终形成了一套模糊层次分析理论。该理论功能表现丰富突出，可对高速公路事故多发路段的安全性进行科学合理评价。

2 高速公路事故多发路段的安全性综合评价案例分析

某S高速公路在施工工程建设过程中融入了基于模糊分层理论的安全性综合评价技术理论，主要对事故多发路段的安全性问题进行评估。该高速公路作为省内东西交通的大动脉、主要线路，它也是国家高速公路中的主干线组成部分。基于评价指标与数量特性内容分析，对S高速公路采用到了二级模糊综合评价方法，深度确定S高速公路的各项指标权重，并进行模糊数学层次深度分析。

2.1 初步构建模糊层次分析评价指标结构模型

针对S高速公路事故多发路段初步构建模糊层次分析评价指标结构模型，它其中就应该包含了目标层、准则层以及指标层，它表示评价目的、标准与评价指标运用到位。具体来讲，可将S高速公路事故多发路段安全水平定性在目标层层面，针对其其公路的实际状况、交通事故安全标准、路面使用性能、安全防护设备设施等等建立准则层。再参考准则层特点来确定准则层下属内容，明确包括交通流、道路线形以及坡度等等在内的20个评价指标。另外，基于评价结果建立评价集合V，其中包括了V1、V2、V3、V4四大评价等级，分别表示了安全、相对安全、一般安全以及不安全。

2.2 明确模糊层次分析法权重向量

基于模糊数学模型与层次分析法建立综合分析方法，对评价对象的定性与定量内容进行综合分析评价，最终提出决策，它主要将复杂问题全面分解，基于不同层次与影响因素进行全面考量，优化影响结果。在不同因素比较与计算过程中，就了解了不同因素之间的权重问题，结合S高速公路的限制速度调整与运营状况因素进行综合分析评定，最终明确建立模糊层次分析法背景下的不同因素权重分配解读体系。在明确模糊层次分析法权重向量过程中要做好以下三点工作。

首先就是要构建一套比较标度。基于同层次中的不同元素影响程度不同进行差异化分析，调整定量分析内容，了解上层元素的有效影响程度，进而构造出一套完整的比较标度内容，对层次分析法中的比较标度内容进行判断与展示，了解判断矩阵标度与相关内涵。首先是标度1，它代表了元素ui和uj是同样重要的；其次是标度2、4、6、8，它代表了相邻判断中值内容；再次是标度3，它代表了元素ui相比uj稍微重要；第四是标度5，它代表了元素ui比uj明显重要；第五是标度7，它代表了元素ui比uj强烈重要；第五是标度9，它代表了元素ui比uj极端重要。另外还有倒数表示，它代表了ui和uj两大元素要进行反向比较，得出另一层面的众多结果。

其次要构建判断矩阵。判断矩阵中是包含了各种要素标度的，针对S高速公路的事故多发路段进行讨论分析，明确其设计单位与运营管理单位，并同时构建包含了路政、交通大队以及其它各单位的专家咨询体系，主要对咨询结果进行整理分析，最终构建一级指标判断矩阵，明确矩阵标准。

最后要计算矩阵标准中不同指标的重要性程度并进行排序。这里要围绕判断矩阵P进行分析，求解矩阵P最大特征值与对应特征向量值。计算过程中采用到了Matlab工具对两大特征向量值标准进行计算，主要是计算出W特征向量的具体标准如下。

W=λmax(W1、W2、W3、W4)

然后展开一致性检验活动，主要检验矩阵P中不同指标因素权重，分析其指标合理性，提出检验公式如下。

CR=CI/RI

在上述检验公式中CR代表了判断矩阵P的随机一致性比率，CI代表了判断矩阵中的一致性指标，RI代表了判断矩阵的评价随机一致性指标。由该公式可判断分析矩阵评价随机一致性指标并分析取值内容，在满足一致性条件基础之上建立不同因素之间权重并保证权重指标分配绝对合理。在结合上述公式，代入数值后分析可判断矩阵P的随机一致性比率应该在0.10以内，基本满足一致性要求，它表示不同因素权重分配是合理的。

2.3 建立项目模糊综合评价体系

最后要针对S高速公路事故多发路段建立一套完整的项目模糊综合评价体系，明确目标层综合评价矩阵，对矩阵中的某些准则层元素权重进行分析调整。这里可考虑采用到M模糊算子，实施模糊变换计算过程，建立一套专属的项目模糊综合评价结果体系，分析综合评价结果向量B，其中主要按照安全、相对安全、一般安全、不安全等级进行分级评价，明确最大隶属度基本原则，最终将S高速公路定性为安全等级，可正常实施交通运营。

3 总 结

在合理运用模糊数学理论配合层次分析法对高速公路事故多发路段进行安全性综合评价过程中，需要最大限度确保评价结果客观、真实、到位，结合现场检测、专家咨询、数学模型构建等等对事故多发路段运营安全性内容进行全方位综合评价，最终确立评价等级，凸显评价结果科学理性，提高高速公路路段安全系数。