徐乃忠，王勁松，蘇 暢，張 宇

（安徽理工大學(xué)a.礦業(yè)工程學(xué)院；b.機械工程學(xué)院，安徽 淮南 232001）

隨著社會進步與經(jīng)濟的快速發(fā)展， 高校校園內(nèi)的機動車通行量不斷地增加，校園內(nèi)人車混行，交通設(shè)施不完善，以及缺乏有效的管理，導(dǎo)致校內(nèi)學(xué)生以及教職工的生命安全受到影響。 關(guān)于高校校園交通安全問題已有研究文獻也較為豐富。 如：劉艷華［1］從管理的角度出發(fā)分析中美高校交通安全管理的異同點， 建議更改校園管理主體法律地位，確保高校校園內(nèi)交通安全。曾崢［2］分析了高校道路以及管理行為的性質(zhì)，提出具有了針對性的解決措施以解決交通管理問題。 萬銳?。?］以浙江大學(xué)紫金港校區(qū)為例，從慢行交通、機動交通、替代交通、 靜態(tài)交通以及交通管理措施方面進行優(yōu)化研究。 周萌［4］針對高校校園疏散問題建立人車混合疏散路徑優(yōu)化模型，得到符合校園疏散路徑的優(yōu)化方案。

關(guān)于道路安全的研究， 具有代表性的研究方法有回歸分析法［5］、時間序列法［6］、交通事故率法［7］等。 葛惠敏等［8］基于交通沖突對交通安全評價技術(shù)做了調(diào)研綜述， 從交通沖突的場景到影響因素指標(biāo)以及模型建立進行總結(jié)，包含了事故統(tǒng)計、運行速度、交通沖突以及駕駛行為4 種典型的評價方法。 孫秋霞等［9］利用云模型與物元理論相結(jié)合，依靠專家打分法獲取指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建云物元綜合評價法用以評價城市道路交通安全。鄧文洲等［10］則采用CRITIC 法對建立的山區(qū)道路風(fēng)險評估模型各指標(biāo)進行計算，評估安全風(fēng)險等級。本文應(yīng)用AHP 法和DEMATEL 法相結(jié)合的方法，對校園交通安全等級進行評價，確定影響較大的安全因素，并提出相應(yīng)的防范措施或解決辦法。

1 校園道路安全影響因素分析

道路交通系統(tǒng)是由人、車輛、道路與環(huán)境4 部分組成的體系［11］。當(dāng)體系中4 個方面相互均衡，保持動態(tài)平衡的狀態(tài)時，道路交通系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；如果其中某一個部分出現(xiàn)問題，則安全狀態(tài)失去平衡，道路交通系統(tǒng)中就會存在出現(xiàn)問題的可能性。

1.1 人的因素

在道路交通安全中，人是最大的影響因素。每個人所受教育、生理狀況、心理素質(zhì)等都各不相同，其自由度高，不可控因素相對較大。 我們把人分為行人、非機動車駕駛員以及機動車駕駛員，將人的因素分析如下。

（1）行人是否按規(guī)定走在人行道上，走路有無低頭看手機、相互嬉戲打鬧，橫穿道路有無觀察左右來車等行為。

（2）非機動車駕駛員是否行駛在非機動車道，是否存在并排騎行和違規(guī)帶人等行為。

（3） 機動車駕駛員有無遵守校內(nèi)交通規(guī)則， 有無疲勞、超速駕駛，是否存在因校內(nèi)無監(jiān)管而放松警惕等因素。

1.2 車輛的因素

車輛（包含機動車與非機動車）在道路交通系統(tǒng)中承擔(dān)人和物的載體的角色， 是影響交通安全的關(guān)鍵因素，可分為車的性能和車的管理2 個方面。

性能方面包括操縱性能和制動性能， 其中操縱性能中的穩(wěn)定性和控制程度與車輛行駛的安全密切相關(guān)，而制動性能是與道路交通安全直接相關(guān)的；管理方面則包含了對車輛的定期維護和檢查，是否存在安全隱患。

1.3 道路的因素

道路因素主要包括道路線形（包括道路形成、路面概況和橫斷面設(shè)置）、 道路結(jié)構(gòu)物和交通流狀況。道路線形一般是指線形平縱橫的協(xié)調(diào)， 也與校內(nèi)土地使用有關(guān)；道路結(jié)構(gòu)物包含人行道、隔離護欄、減速帶等；交通流狀況則指在學(xué)校上下課時間段，極易形成短時的流量高峰的狀態(tài)，不僅包括道路交通系統(tǒng)中的機動車車流，而且包括了非機動車車流與人流。

1.4 交通環(huán)境的因素

交通環(huán)境方面包括了氣候條件和交通管理2 方面。氣候條件一般是天氣狀況如雨雪天氣等， 交通管理主要指車輛的停放管理和運行管理等。 這2 個方面出現(xiàn)問題都會直接或間接地影響行車安全，從而造成校園交通事故。

2 建立AHP-DEMATEL 評價模型

2.1 基于AHP 的初始權(quán)重計算

根據(jù)20 世紀(jì)70 年代初匹茲堡大學(xué)的薩迪（T. L.Saaty）教授提出的層次分析法，將過程中的定性定量因素結(jié)合起來，確定評價指標(biāo)的權(quán)重。

2.1.1 建立評價指標(biāo)模型

本文通過從交通三要素（人、車、路）以及環(huán)境4 個方面入手，構(gòu)建校園道路交通安全評價指標(biāo)體系，層次結(jié)構(gòu)模型如圖1 所示。 評價指標(biāo)模型分為目標(biāo)層（A）、準(zhǔn)則層（B）和指標(biāo)層（C），分別用以表示評價的目的、標(biāo)準(zhǔn)和評價指標(biāo)。 根據(jù)前面對校園道路交通安全影響因素分析，將校園道路交通安全（A）定為目標(biāo)層，用路人（B1）、車輛性能與管理（B2）、道路幾何物理條件（B3）、道路安全設(shè)施（B4）、交通流狀態(tài)（B5）、交通環(huán)境（B6）定為準(zhǔn)則層。

圖1 校園道路安全評價指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)圖

2.1.2 構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)圖1 構(gòu)建判斷矩陣Aij=[aij]，采用1~9 標(biāo)度法［12］對每個影響因素的重要程度進行賦值，比較標(biāo)度與其含義，見表1，判斷矩陣表達(dá)式為

表1 1～9 比較標(biāo)度表

其中，aij>0,aji=1/a ij,aii=1，aij表示判斷矩陣中元素ai相對于aj的重要性程度。

判斷矩陣的最大特征值λmax與相應(yīng)的特征向量，采用求和法進行計算，計算式為

2.1.3 一致性檢驗

引入一致性比率CR值對判斷矩陣進行一致性檢驗，當(dāng)CR＜0.10 時，判斷矩陣具有滿意的一致性［13］，CR計算式為

式中：CI為一致性指標(biāo)；RI為隨機一致性指標(biāo)。

2.2 DEMATEL 修正指標(biāo)影響權(quán)重

DEMATEL 法是1971 年由美國學(xué)者提出的，其目的是可以將主要影響因素從一個復(fù)雜系統(tǒng)中提煉出來。

（1）確定影響因素程度。將所有因素之間的關(guān)系分為5 個等級， 即0～4 分， 分別表示為相互之間沒有影響、影響很弱、影響較弱、影響較強和影響很強。對各個專家的評分值進行算數(shù)平均計算平均值， 建立直接影響矩陣Bij=[bij]，即

其中，bij表示為矩陣中第i個元素對第j個元素的直接影響程度。

（2）確定綜合影響矩陣。綜合影響矩陣計算式為

其中I 為單位矩陣。

（3）根據(jù)式（6）可得各因素的影響程度fi、被影響程度ei、原因度gi和中心度hi。

（4）計算各個評價指標(biāo)的綜合影響度ai（式（7）），將綜合影響度超過0.05 的影響指標(biāo)劃分為主要因素［14］。

2.3 安全評價等級確定

（1）確定因素集與評判集。確定校園交通安全評價因素集，U={u1,u2, …,un},其中ui為評價指標(biāo)。 校園交通安全評判語集選擇以下5 個等級作為評判標(biāo)準(zhǔn)，即V{安全（V1），較安全（V2），一般安全（V3），較不安全（V4），不安全（V5）}；

（2）構(gòu)造評價矩陣。確定因素集對評判語集的隸屬度，構(gòu)建單因素評判矩陣

其中，rij表示第i個因素相對于第j個評語集的隸屬度（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。

（3） 評價結(jié)果為在求得的綜合評價向量中選取最大隸屬度對應(yīng)的安全等級，計算式為

式中，M為主因素決定型。

3 實例分析

本文以安徽省某高校為例， 選取校園內(nèi)一個教學(xué)樓至食堂的主路段進行研究。該路段為雙向兩車道，在上下課高峰時段，選用相機進行攝像，測得通過該路段行人交通量最高峰平均約為200 人/min，非機動車180輛/min，且行人與非機動車混行，沒有任何防護措施，此時交通流情況如圖2 所示。 圖2（a）為交通流非高峰時段的道路交通流情況，圖2（b）為交通流高峰時段的交通流情況。

圖2 在交通流高峰與非高峰時段時的交通流情況

3.1 計算各指標(biāo)初始權(quán)重

根據(jù)德爾菲法與圖2 的校園道路安全評價指標(biāo)層次模型，邀請淮南交警部門人員、安徽理工大學(xué)相關(guān)領(lǐng)域教師以及研究生共48 人參與調(diào)查，通過調(diào)查問卷形式按照比較標(biāo)度進行打分， 各因素指標(biāo)的初始權(quán)重見表2，為了保證問卷調(diào)查可靠性，對問卷匯總分析后根據(jù)交通安全專業(yè)知識的水平程度與對校園熟悉程度2方面挑出10 份具有代表性的問卷（其中交通專業(yè)教師5 份，交通警察2 份，交通專業(yè)研究生3 份），得到準(zhǔn)則層判斷矩陣

表2 各因素指標(biāo)的初始權(quán)重

通過計算得到準(zhǔn)則層的各指標(biāo)權(quán)重分別為0.2508，0.0952，0.3930，0.0783，0.1404，0.0423， 特征值λ=6.201。CR=CI/RI=0.033＜0.1， 判斷矩陣符合一致性檢驗，無須進行修正。

指標(biāo)層各因素指標(biāo)的權(quán)重也可確定， 初始權(quán)重結(jié)果見表2。

3.2 綜合影響權(quán)重

以從調(diào)查問卷中挑出的10 份具有代表性的問卷為依據(jù)， 對高校道路交通安全的影響因素指標(biāo)之間的相互影響程度進行整理分析， 得到校園道路交通安全的各個影響因素的直接影響，如表3 所示。

表3 各影響因素的直接影響

參考式（6），借用MATLAB2016a 版編程軟件對直接影響矩陣進行編程計算， 可得到各因素指標(biāo)的影響度等（表4），仿真得到中心度—原因度的散點圖（圖3）。圖3 中縱線表示中心度的平均值7.578 8，橫線表示數(shù)字0，2 條線將影響權(quán)重區(qū)域劃分為4 個象限， 指標(biāo)路面狀況C32在第一象限表示它是重要性高且為原因因素，即更多的影響別的因素，而機動車駕駛員C13等指標(biāo)在第四象限表示它們?yōu)橹匾愿叩珵榻Y(jié)果因素，即更多被別的因素影響， 指標(biāo)C31、C41、C43、C63、C23、C33、C62和C61分別在第二和第三象限表示重要性偏低。

表4 各因素指標(biāo)影響度

圖3 中心度—原因度散點圖

結(jié)合AHP 方法得到的各指標(biāo)初始權(quán)重以及DEMATEL 法得到的中心度，運用式（7）計算可得修正后的各指標(biāo)綜合影響權(quán)重為α=（0.131，0.078，0.056，0.029，0.051，0.013，0.223，0.104，0.050，0.045，0.012，0.0 15，0.038，0.018，0.104，0.003，0.011，0.019）T。 將初始權(quán)重與綜合影響權(quán)重對比作折線如圖4 所示。

圖4 權(quán)重對比折線

由圖4 可看出： 指標(biāo)C11與C31的影響權(quán)重最高，C61的影響權(quán)重最低；經(jīng)過修正后的綜合權(quán)重與初始權(quán)重相比， 相差相對較大的因素指標(biāo)有C13、C31、C33、C53，其中指標(biāo)C13的權(quán)重提高到關(guān)鍵性權(quán)重值（＞0.05）的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 安全評價指標(biāo)隸屬度

根據(jù)上述校園交通安全評價指標(biāo)以及安全評判語集的劃分，基于校園實際的道路交通情況，邀請10 位專業(yè)人士（包含6 名高校交通專業(yè)教師與4 名交通警察）對18 項二級指標(biāo)進行安全等級評級，最終確定安全評價的各指標(biāo)隸屬度，如表6 所示。運用公式（9），并結(jié)合所求得的α，可以計算出校園交通安全評價結(jié)果，即

表6 指標(biāo)層隸屬度

3.4 綜合評價結(jié)果分析

（1）根據(jù)最大隸屬度原則，高校校園交通安全評價結(jié)果中隸屬度最大為0.369 8，此高校安全等級為一般安全等級。

（2）在最終求得的各指標(biāo)因素綜合影響權(quán)重中，指標(biāo)道路線形C31權(quán)重值為0.223，所占比重最大，其余指標(biāo)中行人C11的權(quán)重為0.131、 路面狀況C32的權(quán)重為0.104、車（人）流密度C53的權(quán)重為0.104、非機動車駕駛員C12的權(quán)重為0.078、 機動車駕駛員C13的權(quán)重為0.056、車輛的制動性能C22的權(quán)重為0.051 和橫斷面設(shè)置C33的權(quán)重為0.050，權(quán)重值都不小于0.05，可作為影響校園交通安全的關(guān)鍵性指標(biāo)。

（3）與AHP 得到的初始權(quán)重相比，在考慮相關(guān)性之后，指標(biāo)機動車駕駛員C13、道路線形C31、橫斷面設(shè)置C33和車（人）流密度C53的權(quán)重都有相對較大的改變， 而其中機動車駕駛員C13的權(quán)重從非關(guān)鍵性因素提高到關(guān)鍵性因素。

4 對策與建議

（1）在校區(qū)內(nèi)要合理設(shè)計道路線形，避免畸形交叉路口。

（2）對學(xué)生開展交通安全教育，學(xué)校社團開展相關(guān)交通安全活動。

（3）完善校園道路的交通標(biāo)線，主干道兩側(cè)規(guī)劃禁停黃線，禁止車輛隨意停放；交通流大的道路橫斷面設(shè)置拓寬人行道。

（4） 對校園內(nèi)的共享單車和學(xué)生的電動車定期檢查和維修，保證其制動性能及其他性能良好。

（5）要求機動車駕駛員按校園規(guī)定車速行駛，車輛停放在規(guī)劃停車區(qū)域，對于違反規(guī)定的機動車駕駛員，學(xué)校保衛(wèi)處可限制其車輛進出校園。

（6）人車混行流量大的路段設(shè)置隔離帶，將其分隔開，在上下課高峰時段，禁止機動車出行；也可將下課時間錯開減少人流密度。

5 結(jié)論

（1）本文結(jié)合人、車、路與環(huán)境4 個因素綜合考慮，建立校園道路交通安全綜合評價模型，將影響校園道路交通安全的因素劃分為路人、 車輛性能與管理、道路幾何物理條件等6 個方面18 個二級指標(biāo)。

（2） 利用層次分析法計算指標(biāo)初始權(quán)重， 結(jié)合DEMATEL 法對指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系進行建模分析， 降低單個專家對指標(biāo)判斷的主觀性， 也減少DEMATEL 法在權(quán)重計算中的不足， 兩者結(jié)合所得指標(biāo)權(quán)重更優(yōu)。 可以準(zhǔn)確得出影響校園道路交通安全的重要因素， 有針對性地為高校提出相應(yīng)的改善措施和防范策略，可有效降低校園安全風(fēng)險。