基于集对分析的道路运输企业安全评价

摘要：采用五元联系数来表示安全系统中存在的各种确定与不确定性因素。运用层次分析法定性分析影响交通运输安全的指标因素，建立相应的评价指标体系。对每个指标因素进行权重赋值，根据集对评价模型定量的计算出企业的安全评价等级。结果表明：运用多元集对分析方法评价道路运输企业的安全状况客观、科学、可行，避免了传统评价方法中的单一权重赋值，同时也扩大了集对评价方法的应用范围。

关键词：安全评价；集对分析；五元联系数；层次分析法

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/ki.16723198.2017.04.085

1引言

历年交通运输安全事故每年都位居事故榜首，因此有必要对道路运输企业的安全状况进行全面的分析和评价。目前对道路运输企业安全评价的研究方法主要集中在模糊综合评价法、主成分分析法、聚类分析法等。现有的道路运输企业安全评价方法都在主观赋值上存在片面性。本文针对这一现状依据系统安全的思路，对某交通运输企业进行客观的安全评价，引用集对分析中的五元联系数来表征系统中的确定性与不确定性，通过层次分析法确定指标体系和权重，最后运用集对评价模型定量得出该企业的具体安全状况等级。

2集对评价模型

集对分析对2个集合的确定性以及不确定性的相互作用所进行的一种系统和数学分析。通常包括对集对中2个集合的特性、关系、结构、状态、趋势以及相互联系模式进行分析；通过建立2个集合的联系数进行。其核心是，把整体看成一个不确定系统，在这个系统中存在多种不确定性，确定性与不确定性相互影响、互相制约、在一定条件下相互转换，并用一个能从公式上体现上述思想的联系度来表示：

式中：a表示同一度；b表示差异度；c表示对立度，a+b+c=1。i和j分别是差异度系数和对立度系数，可以对其进行赋值并计算联系度。在计算中，j=-1，而i的取值范围为[-1，1]。

多元联系数集对分析是在原有基础上把差异度b进行细分，得到了多元联系度，用下面式子表示：

式中b1～bn分别表示不同层次的差异度，n越大表示差异层度越大，i1～in表示差异度系数，要根据具体情况进行取值。

在运用集对分析法来进行道路运输企业安全评价时，把指标评价因素归为集合X={道路运输企业安全评价指标因素}，安全等级集合归位集合Y={道路运输企业安全评价等级}。指标因素集和安全等级之间存在一定的不确定性。因此可以用集对分析中的多元联系数来表示各级指标因素和安全等级之间的这种模糊关系。

2.1道路运输企业安全评价等级划分

心理学家米勒认为，人能区别的属性在5～9级之间。因此本文将安全评价等级划分为5个等级，为了便于专家的评分，对每一等级赋予一个具体分值，具体情况见表1。

2.2确定各指标联系度

依据安全评价等级划分标准，评价标准分为5个等级。为了评价结果合理，在此基础上建立道路运输企业安全评价的五元联系数集对评价模型。

2.2.1uk等级评定

依据“均分原则”，将联系数在区间[-1，1]五等分。

2.2.2方案层五元联系数uij的确定

式中rijn∈＼[0，1＼]，是道路运输企业安全评价指标Uij相对于Cn等级的联系度分量。uij表示方案层综合评价的五元联系数。式中rij1～rij5依次分别表示5个评价等级的相关系数，i1～i3表示准则层的差异度系数。

指标分为多种，本文所述指标是效益型指标，即指标越大为越优，根据联系度系数的计算方法，以方案层中一个指标因素U11为例计算其联系数u11。

（1）当t1≥C11时，u11=1；

（2）当C12≤t11

（3）当C13≤t11

（4）当C14≤t11

（5）当C15≤t11

（6）当t11

其中i=1，2，3，4，C11-C15分别取每个等级的最小值。t11为方案层指标因素U11的实测值。

根据以上计算规则，就可以推测计算全部目标层指标体系的安全联系度。i的取值在[-1，1]之间。

2.3确定指标联系度

假设五元联系分量矩阵为E=（1i1i2i3j）T，五元评价矩阵为rij，那么就可以得到集对联矩阵

即为总指标综合评价n元联系数主值uk的具体结果。

2.4综合评价

综合联系数ui取值为[-1，1]。以0为中点，若ui取负值，则表示样本i同最优评价等级k间存在“对立”关系，越接近-1，则被评价指标与最优等级的差距就越大，ui取正值，则表示样本i与最优评价等级看k之间存在“同一”关系，越接近1，被u价的指标与最优等级的差距就越小。综合联系度的取值在[-1，1]之间，越大则表示安全等级越高。

3应用实例

3.1指标体系及权重的确定

以某省高速客运有限公司的安全评价为例，采用五元联系度的集对安全评价法对其进行安全评价。参照文献运用层次分析法建立了指标体系，根据文献，建立指标体系及组合权重表，具体情况见表3。

3.2集对综合评价

确定评价指标的五元联系：

（1）评价指标值的确定。

为确定评价指标值，25位专家根据自己丰富的知识与经验，结合该客运公司的实际情况进行打分。最后对专家的打分结果进行统计，得到每个指标对应等级的频率。汇总计算后的最终结果如表4所示。

（2）评价指标的五元联系数。

根据前面得到的二级指标体系权重值，并参考公式2-4和uij来确定二级指标因素的五元联系数。将得到的评价值和各评价指标的权重代入公式计算，得到各指标的联系度分量，并对照安全评价等级表得到各评价指标在本公司道路运输安全评价中的安全等级，具体结果表5所示。

安全通过准则层评价结果表可以看出在对该企业的道路运输评价结果中驾驶员是较为安全，车辆因素和管理因素都为一般安全。

4结论

交通运输工程是一个系统工程，涉及到人、车、管理等多个因素，各因素互相影响。本文运用多元集对分析方法评价了道路运输企业的安全状况。用联系度表达式表示各影响因素与各安全等级的特征关系，通过联系主值数和等级划分表来判断各影响因素和整个企业交通运输状况的安全等级，客观、科学、可行，避免了传统方法中的单一权重赋值的评价方法。也扩大了集对评价方法的应用范围。

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