摘要：針對在建成道路之前很難對設(shè)計道路的安全性進行有效的評價，提出了基于駕駛模擬器時設(shè)計道路進行安全評價的主客觀評價模型，并對專家意見法、熟練駕駛員評價法和新手評價法三種主觀評價方法，視距評價法、眼動評價法、汽車的穩(wěn)定性評價法和道路線形宜人性評價法四種客觀評價方法進行了探討，分析了兩種類型評價方法的優(yōu)缺點。

關(guān)鍵詞：交通工程；道路安全；駕駛模擬器；主觀；客觀；評價

0引言

道路建設(shè)對國家和地方的經(jīng)濟都有著極其重要的意義，為了發(fā)展經(jīng)濟，僅中國近幾年每年就有兩千多億元用于道路建設(shè)。作為大型的建設(shè)項目，道路在建設(shè)時不僅要考慮到道路建設(shè)的經(jīng)濟性和對周邊環(huán)境的影響，更為重要的是要考慮到道路的安全性顯然不安全的道路易造成大量的交通事故，會長期地給國家、地方和個人帶來極大的經(jīng)濟損失。如能在道路施工前及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案考慮不妥的地方，將會盡可能地降低未來交通安全的隱患，避免不必要的損失目前中國的道路設(shè)計通常是按照國家規(guī)范，再結(jié)合選線員的經(jīng)驗設(shè)計的，對設(shè)計道路的安全性，無法在有一定感性認識后再進行評價，只能是憑經(jīng)驗、規(guī)范和整理過去數(shù)據(jù)來評價。而應(yīng)用模擬技術(shù)，在駕駛模擬器上建立設(shè)計道路視景，就可讓駕駛員駕駛不同汽車在設(shè)計道路上進行模擬駕駛，對道路安全預(yù)先進行評價。

由于目前的道路安全評價方法大多是基于交通事故建立起來的，與采用模擬器進行評價不同。如一個事故統(tǒng)計結(jié)果是：在沒有坡度、半徑為400-1000m的高速公路上，億車每公里的事故為73次�？梢钥闯鲆允鹿事首鳛樵u價標(biāo)準(zhǔn)需要在模擬器上操作很長時間，不利于有效評價道路安全。因此須考慮到駕駛模擬器的特點建立安全評價方法。為此筆者從，’人”和“車”的角度出發(fā)，對設(shè)計道路的安全性的主客觀評價方法進行了探討，以期能得到較好的評價方法

1主觀評價方法

主觀評價方法按駕駛員的類型可分為三種：專家意見評價法、熟練駕駛員評價法和新手評價法這三種方法都是通過“人”在駕駛模擬器上對設(shè)計道路有一定主觀感受后，再進行主觀評價。

1.1專家意見評價法

專家主要是指路橋設(shè)計和交通工程方面的專家，這些專家通常在道路建設(shè)和交通管理方面有較豐富的知識和經(jīng)驗，有較高的權(quán)威性。通過他們在模擬器上駕駛模擬器，根據(jù)他們的感受填寫問答調(diào)查表。目前最常用的專家意見評價法是德爾菲法（DELPHI）[z]。此方法是對專家群進行匿名調(diào)查，即讓專家互不見面，直接與調(diào)查主持人聯(lián)系，做到充分自由地對設(shè)計道路發(fā)表意見。然后對專家意見進行統(tǒng)計、歸納和綜合處理，再進行多次信息反饋，使成員意見逐步集中，從而作出比較正確的判斷。其模型的基本形式為

式中：v，為道路J方面平均得分值；m，為對道路J方面作評價的專家數(shù)；二了為第i個專家對道路少方面的評分值平均得分值二越大，說明道路J方面設(shè)計的安全性越好此方法反復(fù)周期較長，需要多位專家（一般以20^-25人為宜）感興趣，且有時間參加德爾菲法全過程。但通過多位專家得出的結(jié)論準(zhǔn)確度較高。

1.2熟練駕駛員評價法

熟練駕駛員雖然不了解道路的設(shè)計，但他們通常有多年開車的經(jīng)驗，對路、車、交通標(biāo)志和路邊環(huán)境有很好的感覺，能通過經(jīng)驗和直觀感官發(fā)現(xiàn)問題。通過他們駕駛模擬器，感受設(shè)計道路的宜人性和安全性，可以有效指出設(shè)計不如意的地方。對此類人群通常可采用多層次灰色綜合評價法，以三層為例，介紹一下其基本思路：

（1）確定要評價的道路、安全評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)值

第一層為設(shè)計道路安全水平綜合評價（I）；第二層為安全評價指標(biāo)，如道路線性水平（BI）、道路橫斷面設(shè)計水平（B，）和視距水平（B，）等；第三層為具體評估指標(biāo)在評價指標(biāo)的設(shè)計中通常應(yīng)咨詢專家，將第二層和第三層指標(biāo)進行合理而有效的制定，這樣才能在實際評價時較好地操作。

（2）道路交通安全灰色評價聚類驗算

對圖1第三層指標(biāo)進行量化和建立權(quán)重，通過計算評價值矩陣得出結(jié)果另外，各指標(biāo)的權(quán)重需要專家根據(jù)經(jīng)驗來制定，權(quán)重的制定在一定程度上決定著評價的準(zhǔn)確性。

（3）評價結(jié)果分析

此方法在交通安全評價中應(yīng)用非常廣泛，算法里各指標(biāo)含義非常明確、清晰，應(yīng)用效果也好。

1.3新手評價法

由于新手剛學(xué)會開車，還不熟練，他們開車的特點是：①動作變化不能太快；②對路和車沒有太多的直觀感覺；③易緊張。這種類型的人駕駛模擬器后，可通過兩種方式相互參照進行評價：道路的主觀感受和錯誤動作的統(tǒng)計分析主觀感受可采用樂觀法、悲觀法和等可能性法等評價[x7，因為都是新駕駛員，應(yīng)“一視同仁”，故采用等可能性法評價較好。錯誤動作可通過模擬器記錄下來，采用目前較為流行的模糊綜合評價

1.3.1等可能性評價法

等可能性評價法基本數(shù)學(xué)表達式為

式中：A為設(shè)計道路的線性、超高、視距等指數(shù)矩陣；0為駕駛員矩陣協(xié)為自然狀態(tài)數(shù)；C為計算函數(shù)；C（A舊）為駕駛員0對設(shè)計道路指標(biāo)A的評價值，分值越高，說明道路安全性越好。

1.3.2模糊綜合評價

單純地對錯誤行為進行統(tǒng)計，同樣可找出設(shè)計道路對安全考慮不足之處，但較為片面，沒將錯誤輕重進行區(qū)分和分析。通常一個錯誤行為可能是由幾方面的因素引起的，不同的因素又占有不同的比重，且界限不明確。對此利用模糊綜合評價可有效避免片面性。其基本步驟是：

（1）邀請有關(guān)專家組成評價小組；

（2）討論確定道路評價因素U集和評價V集，以及錯誤與不同單因素的關(guān)系；

（3）根據(jù)專家們的經(jīng)驗，確定各道路評價因素的權(quán)重山

（4）按評定的評價等級尺度，對設(shè)計道路的單因素進行評價，即根據(jù)駕駛員的錯誤行為的嚴重程度給此路段的相關(guān)單因素打分；

（5竹十、算評價系統(tǒng)的綜合評定結(jié)果F，找出設(shè)計道路對安全考慮不足之處并分析其原因。此方法的準(zhǔn)確程度取決于通過專家得出的道路評價因素的權(quán)重a和錯誤與單因素的關(guān)系。

2客觀評價方法

客觀評價方法主要是通過自人”的生理特征的變化和“車”的特性變化進行評價。可以通過駕駛員視距變化、眼動、汽車的穩(wěn)定性和道路線形宜人性程度等進行評價

2.1駕駛員視距變化評價方法

在平常駕駛時是很難記錄駕駛員的視距，對于設(shè)計道路就更是根本不可能，因此無法通過駕駛員視距及其變化程度來評價道路安全性。但在模擬器上記錄車輛行使的軌跡卻是非常簡單的事，通過軌跡就可計算出駕駛員的視距變化情況。駕駛員的視距主要分三種：①前方?jīng)]有車輛，這時駕駛員的視距基本上只會受到山的影響；②前方有行駛車輛，駕駛員的視距會受到車和山的影響；③夜間視距。道路設(shè)計通常只考慮第一種情況。此評價方法的基本思路是：

（1）建立實時計算視距方法，在夜間需考慮亮度對視覺的影響；

（2）建立視距評價標(biāo)準(zhǔn)，主要是通過人開始感知信息到車輛剎車完的時間確定視距1，-，，這段時間可分成感知信息時間、判斷時間、決策時間、動作時間、車輛開始制動時間和剎車時間，同時應(yīng)考慮設(shè)計車速和實際車速；

（3）駕駛員駕駛模擬器在設(shè)計道路上行駛，并通過計算機實時記錄下駕駛員視距；

（4）分析視距數(shù)據(jù)，找出不良視距地段，進行安全性分析在客觀評價方法中，此方法的評價標(biāo)準(zhǔn)相對容易得到，也有說服力。但由于光線強弱問題和會車時的光線影響，夜間視距不易計算

2.2駕駛員的眼動評價方法

因為人有80左右的信息是來自于眼睛，因此目前很多研究都利用眼動儀來測量駕駛員眼動情況，以此來判斷人的工效但目前在中國應(yīng)用眼動儀來評價道路安全還未見有關(guān)文章，國外也還在研究中主要是評價的標(biāo)準(zhǔn)較難確定，即眼睛的運動情況怎樣與道路安全聯(lián)系起來，什么樣的運動狀況時，道路為安全或不安全還很難確定。如果確定了評價標(biāo)準(zhǔn)，那在模擬器上評價道路安全將是極為容易的事。

2.3道路線形宜人性程度評價方法

通常情況下，駕駛員行駛在與他們所期望的公路幾何特性一致的路段附近所犯的錯誤較少但是，當(dāng)?shù)缆穾缀翁匦耘c駕駛員的期望不一致時，駕駛員可能仍然會自主地按照自己所期望的道路幾何特性行駛，那么在這樣的路段附近他所犯的錯誤就較多。因此在駕駛模擬器里可以記錄下駕駛員行車路線，將行車路線和道路中線進行吻合程度比較，偏差較大的路段的線形就可能是宜人性不如意的地段。

其模型較為簡單

式中：D為偏差距離；V（x，y，z，t）為行車路線；R（x，y，z，t）為道路中線“為時間。偏差距離標(biāo)準(zhǔn)的確定可通過在安全道路行駛上得到，同時標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度可通過在多條安全道路上行駛進行驗證。但此標(biāo)準(zhǔn)會受到駕駛模擬器的仿真度影響，即視景不夠真實和車輛動力學(xué)模型不穩(wěn)定等都會影響駕駛員的駕駛狀況，這樣將會影響行車路線

2.4汽車的穩(wěn)定性評價方法

汽車在行駛時，作曲線運動會受到側(cè)向力作用[BJ側(cè)向力接近附著極限或達到飽和可能會使車輛喪失動力學(xué)穩(wěn)定性。汽車在路面上行駛時，很難實時記錄下來其與路面的作用力，但在模擬器上卻可較為方便地記錄下汽車的前內(nèi)輪制動力、前外輪制動力、后內(nèi)輪制動力和后外輪制動力等動力學(xué)參數(shù)隨行車路線的變化情況。通過分析制動力出現(xiàn)較大變化或達到極限的情況，就可對道路的安全性進行評價。

根據(jù)文獻[8]，穩(wěn)定性的評價標(biāo)準(zhǔn)可采用如下不等式該不等式成立時，認為車輛的行駛狀態(tài)是穩(wěn)定的，即此段道路安全，反之則不安全。但此標(biāo)準(zhǔn)也會在一定程度上受到駕駛模擬器仿真度的影響。

3結(jié)語

通過對主客觀方法的分析，可發(fā)現(xiàn)主觀評價與經(jīng)驗有很大的關(guān)系，這些評價方法有如下特點：

（1）在專家經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，又進行了實驗，相互驗證，邏輯上合理，有較強的說服力；

（2）可以避免駕駛模擬器仿真度不高（如模擬器沒有真實的動感）的影響，能在略微粗糙的模擬條件下進行安全評價。主觀評價方法有時實際結(jié)果并不如所想象的方便和理想，主要是因為方法是基于“人 ”的主觀感受建立的，與“人”的習(xí)慣、能力、情緒以及個體差異等都有關(guān)系。其主要缺陷有：

（1）評價人數(shù)少時，樣本值達不到要求，評價的可靠性差；

（2）實驗周期長，數(shù)據(jù)處理較為困難�？陀^評價方法非常直觀，沒有太多的人為因素影響，只需用標(biāo)準(zhǔn)對結(jié)果進行判斷即可但客觀評價方法的評價標(biāo)準(zhǔn)不易確定，需進行大量的實驗和調(diào)查，才能建立一可靠的標(biāo)準(zhǔn)。另外，客觀評價方法受模擬器仿真度的影響較大。