王艺颖，郝丽，贾燕红，郭瑞瑞

（长安大学 汽车学院，陕西 西安 710064）

道路交通安全灰色评价方法

王艺颖，郝丽，贾燕红，郭瑞瑞

（长安大学 汽车学院，陕西 西安 710064）

对国内外常用的道路交通安全评价方法进行对比和分析，提出基于灰色系统理论的道路交通安全综合评价方法，建立道路交通安全综合评价体系，为道路交通安全水平的科学评价提供理论依据。

道路交通安全；评价；灰色理论

CLC NO.:U491.5Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-31-05

引言

汽车工业的发展和道路的建设为实现快捷、便捷的交通创造了必要的载运工具和基础设施，提高了人们的生活质量，改变了人们的生活方式［1］。但是，在享受现代道路交通和汽车带来的舒适和便捷的同时无情的交通事故正在吞噬着人类的生命。据统计，自有记录的交通事故发生以来，全世界死于交通事故的人数已逾5000万，相当于两次世界大战的死亡人数。道路交通安全已成为当今世界上一个严重的社会问题，全世界每年因道路交通事故死亡的人数超过了100万，我国是世界上交通事故发生最严重的国家之一，每年因道路交通事故死亡的人数已连续多年列于世界各国的首位。2006～2011年全国交通事故起数和死亡人数统计数据见图1：

虽然我国交通事故起数和死亡人数呈现下降趋势，但重特大交通事故时有发生，造成的人员伤亡

和经济损失形势仍然很严峻。因此，对各城市的道路交通安全状况进行全面的衡量，就主要因素指标进行综合评价，以便针对综合评价结果提出行之有效的安全对策，减少交通事故，保障交通安全。

1、国内外常用评价方法

宏观道路交通安全评价是道路交通安全管理决策的基础。国内外对道路交通安全评价进行了多方面研究，提出了一下而已适用于一定范围的评价方法，主要评价方法大体有以下几类：

（1）绝对数法

用事故次数、死亡人数、受伤人数及其直接经济损失四项绝对指标评价安全度，是目前我国用的最普遍的方法。其比较简单直观，但由于不涉及影响交通事故发生的主要因素的差异，而不能揭示交通安全的实质。

（2）事故率法

事故率法用相对指标来表示交通安全水平，具有较强的可比性。但是，若单独使用某种事故率来评价交通安全，往往会出现片面的假象，不能反映多种因素综合表现出的真实影响。其合理性有很大争议。

（3）模型法

现行的模型法有两类：一类是统计分析模型，利用多元回归法建模；另一类是经验法建模。前者国外用的多，后者国内用的多。

统计分析模型需要大量的统计数据；经验模型虽较实用，但科学依据不充分，且受地域、交通条件制约，可比性差。目前尚没有较成熟的适合我国的道路交通安全评价模型。

（4）概率数理统计法

这种方法的基本思路一般为确定正常条件下事故发生的概率分布，以这种分布作为进行判断的依据。看事故发生数是否在正常的概率范围之内，超出这一范围则定义为比较危险，而低于这一范围则定义为比较安全。

这种方法简单易行，在我国比较常用。但是该方法对事故的分析过于简单，没有考虑到不同道路交通条件的差别使得结果有时往往缺乏科学性和说服力。

四种方法的优缺点比较见表1：

表1 四种综合评价方法优缺点比较

综上所述，四种评价方法都有各自的局限性。结合我国交通安全统计信息还不全面，上报资料还不尽详实的具体情况，本文提出基于灰色系统理论的道路交通安全评价方法。

灰色系统方法是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象，着重研究“外延明确、内涵不明确”的对象，主要通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统运行行为的正确认识和评价［2］。

在道路交通安全评价中有许多“信息不完全”的情况。如评价道路交通安全的指标是众多相关指标的代表，而并非全部的相关指标，在许多情况下，道路交通安全评价指标的基础统计数据并不全面。

2、灰色评价方法

2.1 确定评价指标

影响道路交通安全的因素有很多，但死亡则是交通安全中危害最大的一种结果。它最能表征交通安全与不安全的特征。因此，选取人员的死亡作为评价核心指标初步筛选出：交通事故死亡率、交通事故致死率、亿车公里死亡率、万车死亡率、十万人口死亡率、十万自行车死亡率。

道路因素死亡率指标的概念与表示的安全内容有相驳之处，如：某一地区道路的利用率低、交通量小、死亡人数少，甚至没有死亡；而另一地区道路利用率高、交通量大、死亡人数多。结合我国道路交通安全统计实情，最终确定评价指标为：万车死亡率（j=1）、十万人口死亡率（j=2）、交通事故致

死率（j=3）［3］。

2.2 确定评价标准

（1）评价标准确定方法

采用概率统计方法确定评价标准。将评价指标的实际数据无量纲化处理，分析数据累积百分频率，绘制累积百分频率曲线，在曲线上确定不同特定累积百分频率所对应的数值作为各灰类的白化值［4］。将灰类拟定为优、良、中、差四个评定等级。选取15%、85%累积百分频率对应点确定优和差，选取40%、60%累积百分频率对应点确定良和中，四个累积百分频率点所对应的Ajt分别为指标j属优（t=1）、良（t=2）、中（t=3）、差（t=4）的白化值。

（2）评价指标数据无量纲处理

因各项评价指标的量纲不尽相同，数据变化范围较大，直接将实际指标数据计算、评价，易造成概念不清，难以比较。因此，应将各项评价指标确定数据进行无量纲处理，以便计算、比较。具体做法：将该项指标中最大实际数值做分母，将该项指标的实际数据为分子，分别相除后所得即为该项指标数据无量纲处理后的值，处理后的数值在0～1之间变化。

3、道路交通安全灰色评价方法聚类计算步骤

（1）确定道路交通安全评价对象。给出评价对象个数n，评价指标项数m，评价灰类数k。

（2）给出道路交通安全评价对象i关于评价指标j的原始样本矩阵D0。

（3）对原始样本矩阵无量纲处理（各指标数据处理，应与相应指标标准确定过程中的无量纲处理、计算方法一致），得到处理后矩阵D。

（4）确定道路交通安全各评价指标灰类白化权函数（见公式3.3～3.7）。

（5）求道路交通安全各项评价指标的各种灰类的聚类系数ujt（见公式3.8）。式中，j∈（1，2，...，m）；t∈(1，2，...，k)；ujt为第j项评价指标将评价对象归入t种灰类的聚类系数；Ajt为第j项评价指标属于第t种灰类的特征值。

（6）求道路交通安全评价对象综合各项评价指标每种灰类的聚类值δit（见公式3.9）。式中，i∈（1，2，...，n）；δit为第i评价对象归属于第t中灰类的聚类值；fit(dij)为第j项评价指标属第t种灰类的白化权函数在白化值的权数取值。

（7）聚类道路交通安全评价对象。式中，δ*it表示第i个评价对象属于第t灰类（δi1，δi2，...，δiK）中最大者。

4、实例分析

4.1 累积频率法确定评价标准

以北京市 、四川省、上海市、陕西省、河南省为宏观空间位置；以2009-2011年该5省市的统计数据为依据，来确定评价标准。对2009年5省市的交通安全情况进行事后评价。

（1）根据统计数据建立原始样本矩阵D0。

（2）对原始样本的数据进行无量纲处理后得矩阵D。

（3）确定5个省市道路交通各评价指标的基础评价标准值Ajt，建立评价模式。计算得矩阵Ajt如下：

根据统计数据计算得矩阵D0和D如下：

4.2 聚类演算

5个省市道路交通安全评价对象综合各项评价指标关于每种灰类的聚类值［5］：

4.3 结果分析

计算结果可知：2009年河南省道路交通安全状况为优，北京市和四川省为良，上海市为中，陕西为差。

在良类中，四川省优的成分较高，约达3.6%，良、中、差的成分分别占：42.5%、24.5%、29.4%。北京市优的成分稍低，约2.9%，良、中、差的成分分别占：48.4%、3.5%、45.1%。因此，道路交通安全状况，四川省稍好于北京市。

综上所述，2009年5个城市的道路交通安全水平优良排序为：河南省、四川省、北京市、上海市、陕西省。

5、结论

（1）城市道路交通安全灰色评价方法能够很好地克服数据信息不完善的缺陷，对现有数据进行归类、综合；统一评价标准；对各类指标进行清晰明确的计算、归纳，能够较好地反映各城市之间道路交通安全水平优劣，客观地反映各城市道路交通安全状况的综合情况。

（2）以灰色系统评价方法对北京市、四川省、上海市、陕西省、河南省等省市在2009年道路交通安全优劣状况排名。评价实例中，确定指标的评价标准时，能在全国范围内统一起来，评价结论将更具可比性。

（3）灰色系统评价计算过程较为繁杂，采用计算机进行编程计算，可快捷、准确地得出计算结果，进而方便地对各城市道路交通安全状况做出综合评价，评价结果更具说服力。

[1] 王艳辉．道路交通安全综合评估方法、实现技术与应用［M］．北京：科学出版社，2012.

[2] 牛会永．基于灰色理论的城市道路交通安全研究［J］.中国安全科学学报，2005，15(9)：92-95.

[3] 唐琤琤．道路交通安全评价［M］．北京：人民交通出版社，2008.

[4] 张殿业．道路交通安全管理评价体系［M］．北京：人民交通出版社，2005.

[5] 徐任婷，陆建．江苏省道路交通安全评价研究［J］．中国安全科学学报，2007，04：11-15.

[6] 忽文婷，谭泽飞，杨军．基于层次分析法的道路交通安全综合评价研究[J] .交通标准化2010，11：255-257.

Road Safety Evaluation Based On Gray Theory

Wang Yiying, Hao Li, Jia Yanhong, Guo Ruirui
(College of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064)

Through systematical comparison and analysis of different road safety evaluation methods abroad and at home, the gray synthetic evaluation method of road traffic safety is established, which establishes a comprehensive road safety evaluation system and provides a theoretical basis for scientific evaluation of the level of road safety.

traffic safety; evaluation; gray theory.

U491.5

A

1671-7988(2014)03-31-05

王艺颖，硕士研究生，就读于长安大学，载运工具运用工程专业。