0 引 言

近年来随着我国道路建设的不断发展，我国道路安全方面的问题日趋严峻，根据我国数据显示，2015年发生交通事故18.77万起，死亡人数58 022人，受伤人数199 880人，造成的直接财产损失高达10.36亿元[1]。道路安全养护评价，是从预防交通事故、降低事故产生的可能性和严重性入手，以提高交通安全性为目的，对道路各项指标进行检测、评估等工作，比如，路基路面的养护，不仅仅是整修路面使路面美观行车更加顺畅，而是解决由于路面路肩的破损使得车辆颠簸而造成的相关安全问题，因此，道路安全养护评价不仅作为引发道路交通事故客观因素之一，应提高对其的重视，用客观科学的方法，智能化的技术提高道路安全性，从而遏制我国交通事故的高发态势。国内外相关学者对道路安全养护评价进行了大量的研究，在实用系统方面，美国的道路养护管理系统(maintenance management system)是一套完整记录日常养护工作的系统，该系统拥有制定养护计划、安排养护日程、指导养护工作、分析养护结果等功能[2-3]。英国的道路养护管理系统考虑了交通安全因素，对养护工作制定了详细且严格的规范标准[4]。瑞典的道路养护管理系统就瑞典的道路安全问题进行了深入分析，找出了提高道路安全的最经济的措施，从而减少交通成本，提高交通安全[5]。在评价系统方面，龙雪琴[6]开发的基于Visual Basic设计语言和Access数据库的高速公路道路安全性评价系统，以道路发生的事故数为基础，结合道路的平纵横等指标，对高速公路的安全性进行了系统分析。程刚等[7]开发了高速公路路面养护管理辅助决策系统, 该系统可以自动进行路面使用性能评价分析, 并利用专家知识系统得出推荐养护方案。在理论研究方面，T. F. Fwa [8]等提出利用神经网络模型对公路路面养护需求进行优先权排序，该模型不需要建立路面状况与优先权之间的数学方程，能很好地模拟公路养护人员的决策过程。Bayrakta等[9]提出用贝叶斯网络模型来辅助公路养护决策，模型应用过程中综合考虑各种影响因素，如工作区长度、车道关闭策略、持续时间、养护质量、公众满意度等。袁黎等[10]提出了基于交通冲突的综合影响系数概念来评价公路平面交叉口的交通安全，但忽略了对路段安全养护的评价，因此，不能对道路安全作出综合性评价。李文波等[11]提出了基于灰色聚类的高等级公路安全评价方法，该方法解决了交通安全系统灰色性问题，但其评价指标及模型指数的不完善，影响了评价结果的准确性。孙伟[12]通过对影响交通事故的宏观及微观因素分析，从人、车、路三元素出发建立城市道路交通安全评价指标体系, 但由于主观因素的不确定性影响评价结果的准确性，同时对客观因素中的道路养护评价相关内容研究较少。

综上，国外道路安全养护在规范、评价方法和评价模型上相比国内较先进，而我国道路养护的相关政策及标准并不完善，目前现有的一些规范仍是针对道路的使用价值和使用状况建立的，而对道路交通安全考虑较少，此外有关道路安全养护评价方法和模型的大量研究对养护内容考虑不完全，仅从单一的路段或交叉口对道路进行评价不能全面地对道路安全进行综合评估，同时建立评价指标体系以及各指标所占的比例权重还有待补充和重新标定分配，因此，笔者从交通安全角度出发，综合考虑道路各项安全因素，针对目前研究中存在评价指标体系不健全，评价模型指标权重分配不合理等不足点，基于多层次的层次分析法对道路安全养护评价指标体系进行了完善补充，建立了更加全面直观的评价体系，并对新建立的评价指标体系的指标权重进行了重新标定从而建立了评价模型。将笔者所建立的评价模型评价结果与专家打分结果和其他评价模型评价结果进行了对比试验研究，选取相关系数R2作为指标对模型的合理性进行了验证并证明了笔者所建立的模型评价结果更优。

1 道路安全养护评价体系

1.1 评价对象

道路平面交叉口在路网中至关重要，由于多条道路各个方向的车流和人流在此汇聚，往往是交通事故的高发段，因此，根据道路功能及差异性，笔者将道路分为平面交叉口和路段两部分来进行评价。此处的平面交叉口包括了交叉口驶入和驶出的安全长度[13]。划分示意图见图1。

  

图1 道路安全养护评价对象划分示意

 

Fig.1 The object of safety maintenance evaluation

1.2 道路安全养护评价指标体系

1.2.1 道路安全养护评价指标

道路安全养护评价指标体系是在保证行车安全，综合考虑道路所有组成部分的安全功能和养护需求的基础上建立的，科学合理的评价指标体系是提升评价结果准确性和建立评价模型的前提，也是道路安全养护重点内容的体现[14]。邓卫明[15]从6个方面建立了路段的安全养护评价体系，然而指标体系中的分隔带指标和护栏指标均可属于安全设施类，同时在交通标线指标中的抗滑性能指标从影响安全角度分析与路面抗滑性能对道路安全产生的影响效果具有一致性，因此，其指标体系中的各项指标会存在重复性。吴寻等[16]从4个方面对交叉口建立了评价指标体系，但其忽略了道路周边的绿化问题，不合理的绿化会导致视野、可见性的降低从而引发交通安全事故。同时，2位学者均是基于三层次的层次分析法建立了评价指标体系，由于层次较低，从而导致指标不能从多角度全面地评价道路整体安全水平，因此，指标体系的冗余会使得相似的指标之间产生相关关系，从而产生相同的结果，加重该影响结果对整体评价结果的比重，同时指标体系的不足也会忽略一些重要的安全指标，从而加大非重要指标对整体评价结果的影响。所以，指标体系的完善及指标间的相关独立是导致评价结果准确性的关键问题。笔者在大量参考相关文献和实地调研基础上，结合道路的差异性和复杂性，参考国内外标准及咨询相关专家学者，从路基路面、安全设施、管理设施、道路绿化、交叉口渠化等5个方面采用层次分析法建立了四层次的评价指标体系。基于完备性，初步建立了交叉口46项指标和路段38项指标体系。但初步建立的指标种类、数目多且指标之间存在大量的相似性，为了进一步优化评价指标体系，防止指标体系中存在冗余的指标，采用问卷调查方法对指标进行了筛选，问卷调查对象主要由交通安全专家学者、养护管理人员、公路设计人员及机动车驾驶员等组成，其中专家、学者18人，占36%；养护管理人员10人，占20%；公路设计人员10人，占20%；机动车驾驶员12人，占24%。专家对初定指标的重要性和必要性按分数大小进行评价，通过主成分分析法对专家评分数据进行分析[17]，最终建立交叉口25项指标和路段19项指标，体系中各项指标能够较全面地评估道路的安全水平，且指标间相互独立不存在相互影响，能够更准确地评估道路安全的整体水平。交叉口和路段评价指标体系分别见表1～2。

假设：H0,专家调查组打分不一致；H1,专家调查组打分一致。查询卡方临界值2(0.05，17)=8.67，2(0.05，24)=13.58，交叉口和路段的打分检验卡方值均大于对应的临界值，因此在α=0.05水平上拒绝H0，接受H1，即不同类型人员扣分分值具有一致性，该评分标准的文字描述、照片比对及扣分分值方法客观有效。

模型参数标定是建立准确合理的评价模型的关键，各指标的权重值的大小表明该指标在整个评价体系中的重要程度，权重值越大说明指标越重要，权重值越小说明指标对整体评价结果的影响较小[20]。对于一个评价指标体系，当评价指标增加时需要对新增加的指标进行权重的分配，从而影响其他指标固有权重的减少；同样，当对指标进行删减时，需要对其他指标的权重进行增加。因此，评价指标体系的改变对应的指标权重也随之改变，需要对建立的评价指标体系进行各指标权重的标定和确认。

教师要从视频、声音与图片等方面出发，确保教学的生动性，在激发学生学习注意力与兴趣的同时来发掘学生的潜能。如学生在学习细胞分裂这一知识时，教师就可以从信息技术入手，将重点知识展示给学生，然后要求学生进行复述。当学生能够复述出内容后，教师还要借助多媒体将细胞的分裂与分化过程展现出来，以此帮助学生解决问题。这种教学方法不仅可以吸引学生的目光，同时也可以保持学生的学习专注度，从而加深了学习的印象。此外，在教学中教师还要找出一些相关的视频来给学生进一步讲解知识，便于学生进行课下学习[1]。

旅游为传统文化的传播提供了新的平台，嵩山文化产业园有着以“少林功夫”为核心的独特的地域文化。《禅宗少林·音乐大典》是少林景区独特的文旅演艺节目，以实景演出的形式将禅武文化、少林功夫、自然景观资源融合在一起，展现河南悠久的历史文化，打造属于当地独特的文化旅游景观。

 

表1 平面交叉口安全养护评价指标体系

 

Tab.1 The intersection safety maintenance evaluation system

  

目标层准则层要素层指标层 道路平面交叉口安全养护水平路基路面安全设施管理设施渠化绿化路肩路面边沟护栏防眩设施诱导设施道口标柱反光镜道钉道路标线道路标志信号灯照明设施渠化绿化路肩破损错台路面完好度边沟安全度护栏缺损护栏端头处理防眩设施缺损诱导设施缺损诱导设施可视性道口标柱缺损反光镜损坏反光镜可视性道钉缺损标线磨损标志缺损标志设置位置标志可视性标志信息量信号灯损坏信号灯可视性照明设施缺损渠化合理度渠化设施完好度绿化安全合理度绿化视距充分性

 

表2 路段安全养护评价指标体系

 

Tab.2 The road safety maintenance evaluation system

  

目标层准则层要素层指标层 道路基本路段安全养护水平路基路面安全设施管理设施绿化路肩路面边沟护栏防眩设施诱导设施道口标柱道钉标线标志照明设施绿化路肩破损错台路面完好度边沟安全度护栏缺损护栏端头处理防眩设施缺损诱导设施缺损诱导设施可视性道口标柱缺损道钉损坏标线磨损标志缺损标志设置位置标志可视性标志信息量照明设施缺损绿化安全合理度绿化视距充分性

1.2.3 评分标准合理性检验

道路安全养护评价的基本依据是数据信息，通过评分标准对建立的各项指标进行打分，从而对道路整体安全状况进行评估，因此，客观合理的评分标准是道路安全评价的关键。笔者本着划分明确、易于接受的原则，在参考借鉴道路养护规范和文献的基础上采用百分制打分形式，文字描述与图片描述相结合的方式建立评分标准。根据道路状况制定相应的扣分项，用100分减去指标的扣分项即为该指标的评价得分，由于空间所限，以路面为例，评分标准见表3。

以是否经阴道成功分娩为因变量，以年龄、BMI、是否初产、引产前宫颈评分、孕周、胎膜早破、羊水过多、羊水过少、延期妊娠、妊娠高血糖、妊娠高血压、胎儿窘迫和胎盘功能减退为自变量，分别以地诺前列酮栓组和缩宫素组数据各建立一个二分类Logistic回归模型，用本研究所提方法判断患者所属亚组。进一步，以所获亚组作为因变量建立多分类Logistic回归模型，有统计学意义的变量即为亚组相关协变量并用于亚组识别。

评分标准的合理性是指不同人员采用标准进行评价的结果之间没有显著的影响，因此，可通过检验不同人员采用制定的标准对同一路段进行评分结果的统一程度来验证评分标准的合理性，若统一度高，则证明标准客观可靠。笔者邀请1.2.1中问卷调查专家组在上海市蕰川公路(S20—S338)测试段进行了指标打分，将调查人员的扣分数据利用 Kendall′s W法进行分析[18]，分析结果见表4～5。

 

表3 路面扣分标准

 

Tab.3 The safe maintenance evaluation standard of pavement

  

指标状况文字描述图片描述扣分/(分/处) 路面安全完好度完好 路面较平整、完好,无明显车辙或裂纹。相交道路在交叉口内有平顺的共同面0～5较完好 路面较不平整,有轻微车辙,轻微磨损,造成路面凹凸不平,对行车安全有轻微影响5～10不完好 路面车辙严重,出现尺寸较大的深坑,路面磨损严重,使车辆行驶无安全性10～20

 

表4 交叉口评分标准检验统计量

 

Tab.4 The test statistics of intersection scoring standard

  

数字50Kendall的W(K)a0.985卡方95.263自由度24渐进显著性0

 

表5 路段评分标准合理性检验统计量

 

Tab 5 The Test Statistics of Road Scoring Standard

  

数字50Kendall的W(K)a0.893卡方88.275自由度17渐进显著性0

1.2.2 道路安全养护评分标准

2 道路安全养护评价模型

2.1 评价模型

可以看出，二者在空间分布上是有一定相似性的，但考虑到：(1)反射层深度不等于20 cm且各处深度不一，相差较多，因而20 cm深度平均土壤含水量与反射层深度之上的平均含水量并不相等；(2)用于插值分析的TDR

研发人员和技术人员工作业绩的考核可以按照项目完成/年度来实施，工作态度和工作能力的考核可以按照月、季、年度来进行。管理人员工作业绩、工作态度以及工作能力的考核均可以按照月、季、年度来进行。

评价方法是道路安全养护评价的核心问题，选择科学的、合适的、简洁的评价方法是评价的关键。相关专业的研究者在长期的评价实践中已形成了几十到上百种评价方法，从专家调查法、评分评价法、综合指数法到主成分分析法、因子分析法、模糊综合评判法、AHP(层次分析法)再到最新的信息熵评价法、ANN(人工神经网络)等[19]。虽然大部分新方法评价效果好，但其评价过程却非常繁琐，数学形式相当复杂，对于某些特定的研究对象并不适合，在某些问题上也不一定符合人的思考模式和思维逻辑，因此，针对笔者研究的问题和特点，基于基础性、简洁性原则，选用综合指数法作为评价方法，模型形式见式(1)。

 

(1)

模型参数标定方法大体上可以分为2类：①主观赋权法，利用专家或个人的知识和经验来确定各指标的权重，包含大量的主观因素，主要的有德尔菲法、二项系数法、权值因子判断表法等[21]；②客观赋权法，将指标的原始信息通过数学或统计方法处理后获得权重，具有一定的客观性和理论性，主要有主成分分析法、均方差法、最小二乘法、熵值法、模糊评价法等[22-23]。本文为了客观、准确地获得权重系数，采用主观赋权法中的权值因子判断表法以及客观赋权法中的主成分分析法进行加权平均来确定模型参数。在权值因子判断表法中，同样邀请2.1.1中的问卷调查专家组对各项指标的相互重要关系进行比较确定各指标的权重值；在主成分分析法中，1.2.1中各指标的累计贡献率即为其对应的权重值。通过数据整理发现，2种方法的计算结果差异较小，因此将2种方法的平均值作为最终权重值，如表6～7所示。

2.2 模型参数标定

工业战略部6月曾宣布已与美国签署一份核合作协议。这是英国为确保在脱欧后保障核合作和贸易不中断所需签署的一系列国际协议中的首份。

式中：C为综合评价指数；wi为第i个指标的权重；Si为第i个指标的评分值；n为指标个数。

 

表6 交叉口安全养护评价指标权重

 

Tab.6 Weight of the intersection safety maintenance evaluation model

  

准则层权重要素层权重指标层权重路基路面0.15路肩路面边沟0.220.450.33路肩破损0.54错台0.46路面完好度1边沟安全度1安全设施0.28护栏防眩设施诱导设施道口标柱反光镜道钉0.380.040.30.110.110.06护栏缺损0.69护栏端头处理0.31防眩设施缺损1诱导设施缺损0.74诱导设施可视性0.26道口标柱缺损1反光镜损坏0.59反光镜可视性0.41道钉缺损1管理设施0.26道路标线道路标志信号灯照明设施0.180.240.260.32标线磨损1 标志缺损0.32标志设置位置0.24标志可视性0.28标志信息量0.16信号灯损坏0.64信号灯可视性0.36照明设施缺损1渠化0.19渠化1 渠化合理度0.78渠化设施完好度0.22绿化0.12绿化1 绿化安全合理度0.32绿化视距充分性0.68

 

表7 路段安全养护评价指标权重

 

Tab.7 Weight of the road safety maintenance evaluation model

  

准则层权重要素层权重指标层权重路基路面0.18路肩路面边沟0.220.450.33路肩破损0.54错台0.46路面完好度1边沟安全度1安全设施0.41护栏防眩设施诱导设施道口标柱道钉0.350.140.240.180.06护栏缺损0.69护栏端头处理0.31防眩设施缺损1诱导设施缺损0.74诱导设施可视性0.26道口标柱缺损1道钉损坏1管理设施0.23标线标志照明设施0.320.360.32标线磨损1 标志缺损0.32标志设置位置0.24标志可视性0.28标志信息量0.16照明设施缺损1 绿化0.18绿化1 绿化安全合理度0.32绿化视距充分性0.68

3 模型验证

3.1 模型合理性检验

模型建立的合理性是确保道路安全评价结果客观准确的关键。为了对建立的模型进行检验，选取上海市蕰川公路(S20—S338)、沪太公路(S338—S20)、城市高速公路(S20—G312)共3段道路作为实验路段对模型进行验证。3段道路全长约54 km，属一级公路，车流量较大，因此，对道路安全性要求较高，通过长期的使用存在了较多的安全隐患。实验将每个平面交叉口作为一个平面交叉口的分析单元，路段以2 km路段作为一个分析单元进行评价。首先采用笔者建立的评价体系和模型进行评价，然后组织一批有一定养护管理经验的专家和学者(10位)，其中包括来自本研究领域的高等院校教授4人、博士研究生1人、设计院的设计师3人、政府部门工程师2人，分布见图2。评价组的专家和学者按照文献[24]提供的主观评分标准，对试验路段安全养护质量进行主观性评价打分，以10位专家评分值的平均值作为基准，采用相关指数R2法和回归分析法分析评价结果之间的相关性，相关性分析结果最低为0.737，最高为0.902，由于空间限制，以路段综合评价结果和交叉口综合评价结果为例，分析结果见图3～4。

  

图2 评价专家类型分布

 

Fig.2 Distribution of the expert category

  

图3 路段综合评价相关性回归分析

 

Fig.3 The correlation analysis result of road comprehensive evaluation

  

图4 交叉口综合评价相关性回归分析

 

Fig.4 The correlation analysis result of intersection comprehensive evaluation

通过图3和图4可以看出，相关系数R2=0.901 1和R2=0.861，没有点落在拟合曲线95%的置信区间以外，因此，建立的模型评价结果与专家评价结果具有较高的相关性，模型建立较合理。

3.2 模型优劣性检验

为了进一步验证模型的完善性和优劣性，将笔者建立的评价模型与文献[15]和[16]建立的评价模型分别进行了对比试验。使用文献中的模型对试验路段进行评价，同样以专家打分值作为基准对2个模型的评价结果进行相关性回归分析，见图5～6。

  

图5 文献[15]模型评价相关性回归分析

 

Fig.5 The correlation analysis result of reference [15]

  

图6 文献[16]模型评价相关性回归分析

 

Fig.6 The correlation analysis result of reference [16]

由图5可见，文献[15]所建立的路段的安全养护评价模型评价的结果与专家打分结果的相关系数R2=0.830，低于笔者所建立评价模型的相关系数，图6中文献[16]建立的平面交叉口评价模型结果与专家的评价结果的相关系数R2=0.814，且有一个点落在了拟合曲线95%的置信区间之外，因此，通过与专家评价结果的相关性分析可以说明，笔者所建立的安全养护评价方法进行评价的结果与专家评价结果的相关性更高，相比目前存在的评价模型和方法更优，评价结果更为准确。

在获得道路安全养护综合评分值后，为了使评分结果能更直观简明地反映道路的安全级别，采用累计频率曲线法对模型的评价进行等级划分[25]，对评价分值按升序进行排列，计算各分值的频率及累计频率，选取累计频率在0%～25%的分值为D等级，累计频率在25%～55%的分值为C等级，累计频率在55%～85%的分值为B等级，累计频率在85%～100%的分值为A等级，计算各等级的平均值，再计算相邻等级的平均值作为等级划分的分界点值，从而得出道路安全等级的划分区间，见表8～9。通过评价分值划分结果可以获得评价的安全等级，能够使不同人员对养护评价结果都能理解，提高道路安全养护管理评价结果的可读性。

 

表8 道路平面交叉口安全养护评价模型等级划分

 

Tab.8 Gradation of the intersection safetymaintenance evaluation model

  

等级模型评价打分区间优[90,100]良[88,90)中[86,88)差<86

 

表9 基本路段安全养护评价模型等级划分

 

Tab.9 Gradation of the road safetymaintenance evaluation model

  

等级本文模型评价打分区间优[89,100]良[86,89)中[83,86)差<83

4 结束语

笔者从道路安全角度出发，对道路安全养护评价进行了系统地分析研究，从道路交叉口和路段两个方面建立了四层次更完善的道路安全养护管理评价指标体系，建立了各项指标的评分标准，通过一致性检验验证了标准的客观性，对指标体系进行模型构建标定并分配了各项指标的权重值。选择试验路段与专家评价结果进行相关性分析，结果具有较高的相关性，并选去两个评价模型进行了对比试验研究，验证了模型的合理性与更优性。笔者建立的模型弥补了现存在仅针对交叉口或路段单一的评价模型，能够对道路进行综合安全评价，为道路安全养护管理评价工作提供更全面有效的决策支持。受到篇幅的限制，涉及的相关数据和结果不能一一列出，同时受到研究时间和研究能力所限，研究还存在一定的局限性，采用了大量的问卷调查法，较多地利用了数据统计法进行分析，存在一定的主观误差，同时模型的合理性和参数值仍存在缺陷，实际的应用性还有待验证，在今后研究中需要完善提高。

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