基于模糊数学的减速带影响评价

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摘要：本文通过对50位驾驶员所做的减速带形状对驾驶员心理影响的模糊实验，建立了减速带轮廓形状对驾驶人心理影响的模糊评价指标，运用模糊综合评价模型对几种国内外常见的减速带进行系统的剖析和评价，得到减速带的模糊综合评价结果，以使减速带的使用更加科学合理。

关键词：减速带，轮廓形状，交通心理，模糊评价

中图分类号：G623.5 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

近年来，减速带在降低交通事故方面做出了巨大贡献，但是目前在减速带的设计和使用方面还存在着问题：一方面，减速带缺乏成熟的设计与论证，在安全、舒适、方便等方面还尚未达到较高水平。另一方面，道路使用者对减速带的要求不再局限于“安全”这一最低层面上，而是越来越关注使用减速带的其他品质。

本文运用模糊数学和交通心理学原理建立模糊综合评价模型，用其对国内外常见的几种形状的减速带进行系统的剖析和评价，得出减速带的模糊综合评价结果，以使减速带的使用更加科学合理

1减速带模型及实验方法

1.1减速带模型

本文主要对目前国内外应用比较普遍且具有代表性的五种减速带模型进行评价分析。五种减速带的具体三维模型如下：

模型（1）波浪型减速带 模型（2）标准梯型减速带

模型（3）大圆弧型减速带模型（4）流线型减速带

模型（5）平面仿真图形减速带

1.2减速带对驾驶员心理影响的模糊实验

本次试验分为三部分：

第一部分：对不同形状减速带的各因素进行两两比较，利用模糊数学得出各因素的优劣次序，以指导对特殊交通环境的减速带的选择。

第二部分：为了比较精确的反映各减速带之间的差别，按照人们的传统理念，把百分制细分为与四个等级相适应的范围：

很高（100-85）较高（85-70）一般（70-60） 差（60-0）

第三部分：单因素的重要程度试验，用于确定减速带各因素的权重。

2模糊综合评价模型的建立

2.1模糊综合评价指标体系的建立

驾驶员从看到减速带并做出判断是一个由多种因素决定的复杂的心理过程。因此为了简化系统，突出重要因素，忽略影响较小的因素，得到图1的综合评价体系：

图1 驾驶员对减速带的综合评价体系

2.2因素集和评价集的确定

由于减速带对驾驶员心理影响的主要因素不多，于是选用单层次模糊综合评判模型。根据建立的评价体系，可得到因素集合为：

X={X1，X2，X3，X4}

评价集可表示为：

Y={好，较好，一般，差}

2. 3评价指标隶属度的确定

2.3.1评价指标隶属函数及隶属度值的确定

本文采用类似于梯形分布线性函数来确定各评价因素的隶属度，具体方法如下：

随机选取50名驾驶员，先对减速带的各评价因素按百分制进行打分，之后对各因素的打分进行统计并求平均，得到减速带各单因素的分数集Q= (I=1.……,4)。然后依惯例制订登记标准。如表1：

表1 减速带各因素等级标准

――――――――――――――――

评语等级 Y1Y2Y3Y4

(优)（良） （一般） （差）

因素得分

0≤≤100

4

――――――――――――――――

依此构造评价函数（即隶属函数），在此简便采用线性函数。

将各因素得分代入上述评价函数，即可得到减速带形状的各个单因素评价矩阵。

2.3.2各因素权重的确定

目前关于权重系数的确定方法有数十种之多，由于本文的调查数据均来自于驾驶员的主观感受，所以采用算术平均法，即由多个专家给出因素集每个元素的权值，然后对每个元素的多个权值取算术平均值。

2.3.3评价模型的确定

设因素集合为X={X1，X2，……，Xm},它表示对象所具有的m个属性，评价集为Y={Y1，Y2，……，Yn}，它表示各因素可能取的评价。

假定对每一个因素Xi都有一个模糊评价Ri={Ri1，Ri2，……Rin}∈F（X×Y）。于是，对于m个因素有m 个模糊评价R1，R2，……，R m，它们总可以用矩阵来表示。

若已知模糊关系矩阵X和因素的权重分配为A={a1，a2，……，am}，则可以由A和X求模糊综合评价B={b1，b2，b3 ，……，bm}。结合所建模糊综合评价模型的特点，选取“加权平均型”作为模糊算子，即向量A具有代表各因素xi的重要性的权系数的含义，因而应满足ai≥0，且。这一模糊算子是按照普通矩阵乘法进行的运算，可写成如下形式：

B=AoR

在这里“o”代表合成运算，在广义模糊运算下B的各元素为：

bj=(a1*r1j)+(a2*r2j)+……+(am*rmj) (1≤ｊ≤ｎ)

2.3.4综合评价模型的清晰化处理

由于根据模糊综合评价B按照最大隶属度原则只可以评价出减速带的所属等级，所以需对综合评价结果进行清晰化处理以反映同等级减速带之间的细微差别，具体如下：

评语集X={优，良，一般，差}。利用评价向量B的分量形成权重，如令其中K是正实数，应根据具体问题确定，一般可取K=2。若就评语打c，加权平均，则得综合评价B=(,,…,)的总分为Ci=。

3减速带形状的模糊综合评价分析

3.1减速带模型的归一化处理

由模糊实验中第三部分的单因素的重要程度试验得到了驾驶员对减速带的各因素的50个重要程度数据，分别对它们进行平均即可得到减速带各评价指标的权重：

安全感a1：7.68

紧张程度a2：5.32

醒目程度a3：8.84

舒适性a4：6.76

所以减速带的单因素X的模糊关系矩阵权重分配为A={7.68,5.32,8.84,6.76}。

结合所建模型的特点，选取“加权平均型”作为模糊算子，对A进行归一化处理得到：

A={0.27,0.19,0.31,0.23}

3.2 对各个减速带模型的模糊评价

通过由驾驶员心理的模糊实验获得的数据对对各减速带进行模糊评价

波浪形减速带的模糊单因素评价矩阵：

波浪形减速带的的综合评价为良,清晰化处理的结果为C1=77

标准梯形减速带的模糊单因素评价矩阵：

标准梯形减速带的的综合评价为一般,但是接近于良，清晰化处理的结果为C2=69

大圆弧形减速带的模糊单因素评价矩阵：

大圆弧形减速带的的综合评价为良，清晰化处理的结果为C3=76

流线形减速带的模糊单因素评价矩阵：

流线形减速带的的综合评价为良，清晰化处理的结果为C4=74

平面图形减速带的模糊单因素评价矩阵：

平面仿真图形减速带的的综合评价为优，清晰化处理的结果为C5=86

4结束语

减速带对驾驶员心理影响的四个因素：安全感受，醒目程度，紧张程度和舒适型感受是对立和统一的，从以上数据分析来看，结合交通心理学和模糊理论对其做出的评价结果是很符合实际的，因此该模型在此类问题的研究中是十分适用的。

5参考文献

[1] 赵德齐，《模糊数学》中央民族大学出版社

[2] 陈永义，刘云丰，汪培妆 《综合评判的数学模型・模糊数学》

[3] 单博毕，《道路交通心理》 警官教育出版社

[4] 胡智庆，郁冠中，《道路交通安全指南》 金盾出版社

[5] 陈荫三,魏朗.公路强制控速安全措施研究[J].公路交通科技,2005,22(10):17-19

[6] 魏朗，高丽敏，余强，张巍，《驾驶员道路安全感受模糊评判模型》交通运输工程学报, 第1期2004年月 第4卷