摘要：針對在建成道路之前很難對設計道路的安全性進(jìn)行有效的評價(jià)，提出了基于駕駛模擬器時(shí)設計道路進(jìn)行安全評價(jià)的主客觀(guān)評價(jià)模型，并對專(zhuān)家意見(jiàn)法、熟練駕駛員評價(jià)法和新手評價(jià)法三種主觀(guān)評價(jià)方法，視距評價(jià)法、眼動(dòng)評價(jià)法、汽車(chē)的穩定性評價(jià)法和道路線(xiàn)形宜人性評價(jià)法四種客觀(guān)評價(jià)方法進(jìn)行了探討，分析了兩種類(lèi)型評價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：交通工程；道路安全；駕駛模擬器；主觀(guān)；客觀(guān)；評價(jià)

0引言

道路建設對國家和地方的經(jīng)濟都有著(zhù)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。作為大型的建設項目，道路在建設時(shí)不僅要考慮到道路建設的經(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(huì )長(cháng)期地給國家、地方和個(gè)人帶來(lái)極大的經(jīng)濟損失。如能在道路施工前及早發(fā)現設計方案考慮不妥的地方，將會(huì )盡可能地降低未來(lái)交通安全的隱患，避免不必要的損失目前中國的道路設計通常是按照國家規范，再結合選線(xiàn)員的經(jīng)驗設計的，對設計道路的安全性，無(wú)法在有一定感性認識后再進(jìn)行評價(jià)，只能是憑經(jīng)驗、規范和整理過(guò)去數據來(lái)評價(jià)。而應用模擬技術(shù)，在駕駛模擬器上建立設計道路視景，就可讓駕駛員駕駛不同汽車(chē)在設計道路上進(jìn)行模擬駕駛，對道路安全預先進(jìn)行評價(jià)。

由于目前的道路安全評價(jià)方法大多是基于交通事故建立起來(lái)的，與采用模擬器進(jìn)行評價(jià)不同。如一個(gè)事故統計結果是：在沒(méi)有坡度、半徑為400-1000m的高速公路上，億車(chē)每公里的事故為73次。可以看出以事故率作為評價(jià)標準需要在模擬器上操作很長(cháng)時(shí)間，不利于有效評價(jià)道路安全。因此須考慮到駕駛模擬器的特點(diǎn)建立安全評價(jià)方法。為此筆者從，’人”和“車(chē)”的角度出發(fā)，對設計道路的安全性的主客觀(guān)評價(jià)方法進(jìn)行了探討，以期能得到較好的評價(jià)方法

1主觀(guān)評價(jià)方法

主觀(guān)評價(jià)方法按駕駛員的類(lèi)型可分為三種：專(zhuān)家意見(jiàn)評價(jià)法、熟練駕駛員評價(jià)法和新手評價(jià)法這三種方法都是通過(guò)“人”在駕駛模擬器上對設計道路有一定主觀(guān)感受后，再進(jìn)行主觀(guān)評價(jià)。

1.1專(zhuān)家意見(jiàn)評價(jià)法

專(zhuān)家主要是指路橋設計和交通工程方面的專(zhuān)家，這些專(zhuān)家通常在道路建設和交通管理方面有較豐富的知識和經(jīng)驗，有較高的權威性。通過(guò)他們在模擬器上駕駛模擬器，根據他們的感受填寫(xiě)問(wèn)答調查表。目前最常用的專(zhuān)家意見(jiàn)評價(jià)法是德?tīng)柗品ǎ―ELPHI）[z]。此方法是對專(zhuān)家群進(jìn)行匿名調查，即讓專(zhuān)家互不見(jiàn)面，直接與調查主持人聯(lián)系，做到充分自由地對設計道路發(fā)表意見(jiàn)。然后對專(zhuān)家意見(jiàn)進(jìn)行統計、歸納和綜合處理，再進(jìn)行多次信息反饋，使成員意見(jiàn)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(jià)的專(zhuān)家數；二了為第i個(gè)專(zhuān)家對道路少方面的評分值平均得分值二越大，說(shuō)明道路J方面設計的安全性越好此方法反復周期較長(cháng)，需要多位專(zhuān)家（一般以20^-25人為宜）感興趣，且有時(shí)間參加德?tīng)柗品ㄈ�過(guò)程。但通過(guò)多位專(zhuān)家得出的結論準確度較高。

1.2熟練駕駛員評價(jià)法

熟練駕駛員雖然不了解道路的設計，但他們通常有多年開(kāi)車(chē)的經(jīng)驗，對路、車(chē)、交通標志和路邊環(huán)境有很好的感覺(jué)，能通過(guò)經(jīng)驗和直觀(guān)感官發(fā)現問(wèn)題。通過(guò)他們駕駛模擬器，感受設計道路的宜人性和安全性，可以有效指出設計不如意的地方。對此類(lèi)人群通常可采用多層次灰色綜合評價(jià)法，以三層為例，介紹一下其基本思路：

（1）確定要評價(jià)的道路、安全評價(jià)指標和評價(jià)標準值

第一層為設計道路安全水平綜合評價(jià)（I）；第二層為安全評價(jià)指標，如道路線(xiàn)性水平（BI）、道路橫斷面設計水平（B，）和視距水平（B，）等；第三層為具體評估指標在評價(jià)指標的設計中通常應咨詢(xún)專(zhuān)家，將第二層和第三層指標進(jìn)行合理而有效的制定，這樣才能在實(shí)際評價(jià)時(shí)較好地操作。

（2）道路交通安全灰色評價(jià)聚類(lèi)驗算

對圖1第三層指標進(jìn)行量化和建立權重，通過(guò)計算評價(jià)值矩陣得出結果另外，各指標的權重需要專(zhuān)家根據經(jīng)驗來(lái)制定，權重的制定在一定程度上決定著(zhù)評價(jià)的準確性。

（3）評價(jià)結果分析

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

1.3新手評價(jià)法

由于新手剛學(xué)會(huì )開(kāi)車(chē)，還不熟練，他們開(kāi)車(chē)的特點(diǎn)是：①動(dòng)作變化不能太快；②對路和車(chē)沒(méi)有太多的直觀(guān)感覺(jué)；③易緊張。這種類(lèi)型的人駕駛模擬器后，可通過(guò)兩種方式相互參照進(jìn)行評價(jià)：道路的主觀(guān)感受和錯誤動(dòng)作的統計分析主觀(guān)感受可采用樂(lè )觀(guān)法、悲觀(guān)法和等可能性法等評價(jià)[x7，因為都是新駕駛員，應“一視同仁”，故采用等可能性法評價(jià)較好。錯誤動(dòng)作可通過(guò)模擬器記錄下來(lái)，采用目前較為流行的模糊綜合評價(jià)

1.3.1等可能性評價(jià)法

等可能性評價(jià)法基本數學(xué)表達式為

式中：A為設計道路的線(xiàn)性、超高、視距等指數矩陣；0為駕駛員矩陣協(xié)為自然狀態(tài)數；C為計算函數；C（A舊）為駕駛員0對設計道路指標A的評價(jià)值，分值越高，說(shuō)明道路安全性越好。

1.3.2模糊綜合評價(jià)

單純地對錯誤行為進(jìn)行統計，同樣可找出設計道路對安全考慮不足之處，但較為片面，沒(méi)將錯誤輕重進(jìn)行區分和分析。通常一個(gè)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(jià)可有效避免片面性。其基本步驟是：

（1）邀請有關(guān)專(zhuān)家組成評價(jià)小組；

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

（3）根據專(zhuān)家們的經(jīng)驗，確定各道路評價(jià)因素的權重山

（4）按評定的評價(jià)等級尺度，對設計道路的單因素進(jìn)行評價(jià)，即根據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(jià)系統的綜合評定結果F，找出設計道路對安全考慮不足之處并分析其原因。此方法的準確程度取決于通過(guò)專(zhuān)家得出的道路評價(jià)因素的權重a和錯誤與單因素的關(guān)系。

2客觀(guān)評價(jià)方法

客觀(guān)評價(jià)方法主要是通過(guò)自人”的生理特征的變化和“車(chē)”的特性變化進(jìn)行評價(jià)。可以通過(guò)駕駛員視距變化、眼動(dòng)、汽車(chē)的穩定性和道路線(xiàn)形宜人性程度等進(jìn)行評價(jià)

2.1駕駛員視距變化評價(jià)方法

在平常駕駛時(shí)是很難記錄駕駛員的視距，對于設計道路就更是根本不可能，因此無(wú)法通過(guò)駕駛員視距及其變化程度來(lái)評價(jià)道路安全性。但在模擬器上記錄車(chē)輛行使的軌跡卻是非常簡(jiǎn)單的事，通過(guò)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(chē)輛，這時(shí)駕駛員的視距基本上只會(huì )受到山的影響；②前方有行駛車(chē)輛，駕駛員的視距會(huì )受到車(chē)和山的影響；③夜間視距。道路設計通常只考慮第一種情況。此評價(jià)方法的基本思路是：

（1）建立實(shí)時(shí)計算視距方法，在夜間需考慮亮度對視覺(jué)的影響；

（2）建立視距評價(jià)標準，主要是通過(guò)人開(kāi)始感知信息到車(chē)輛剎車(chē)完的時(shí)間確定視距1，-，，這段時(shí)間可分成感知信息時(shí)間、判斷時(shí)間、決策時(shí)間、動(dòng)作時(shí)間、車(chē)輛開(kāi)始制動(dòng)時(shí)間和剎車(chē)時(shí)間，同時(shí)應考慮設計車(chē)速和實(shí)際車(chē)速；

（3）駕駛員駕駛模擬器在設計道路上行駛，并通過(guò)計算機實(shí)時(shí)記錄下駕駛員視距；

（4）分析視距數據，找出不良視距地段，進(jìn)行安全性分析在客觀(guān)評價(jià)方法中，此方法的評價(jià)標準相對容易得到，也有說(shuō)服力。但由于光線(xiàn)強弱問(wèn)題和會(huì )車(chē)時(shí)的光線(xiàn)影響，夜間視距不易計算

2.2駕駛員的眼動(dòng)評價(jià)方法

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

2.3道路線(xiàn)形宜人性程度評價(jià)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，當道路幾何特性與駕駛員的期望不一致時(shí)，駕駛員可能仍然會(huì )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(chē)路線(xiàn)，將行車(chē)路線(xiàn)和道路中線(xiàn)進(jìn)行吻合程度比較，偏差較大的路段的線(xiàn)形就可能是宜人性不如意的地段。

其模型較為簡(jiǎn)單

式中：D為偏差距離；V（x，y，z，t）為行車(chē)路線(xiàn)；R（x，y，z，t）為道路中線(xiàn)“為時(shí)間。偏差距離標準的確定可通過(guò)在安全道路行駛上得到，同時(shí)標準的準確度可通過(guò)在多條安全道路上行駛進(jìn)行驗證。但此標準會(huì )受到駕駛模擬器的仿真度影響，即視景不夠真實(shí)和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型不穩定等都會(huì )影響駕駛員的駕駛狀況，這樣將會(huì )影響行車(chē)路線(xiàn)

2.4汽車(chē)的穩定性評價(jià)方法

汽車(chē)在行駛時(shí)，作曲線(xiàn)運動(dòng)會(huì )受到側向力作用[BJ側向力接近附著(zhù)極限或達到飽和可能會(huì )使車(chē)輛喪失動(dòng)力學(xué)穩定性。汽車(chē)在路面上行駛時(shí)，很難實(shí)時(shí)記錄下來(lái)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(chē)的前內輪制動(dòng)力、前外輪制動(dòng)力、后內輪制動(dòng)力和后外輪制動(dòng)力等動(dòng)力學(xué)參數隨行車(chē)路線(xiàn)的變化情況。通過(guò)分析制動(dòng)力出現較大變化或達到極限的情況，就可對道路的安全性進(jìn)行評價(jià)。

根據文獻[8]，穩定性的評價(jià)標準可采用如下不等式該不等式成立時(shí)，認為車(chē)輛的行駛狀態(tài)是穩定的，即此段道路安全，反之則不安全。但此標準也會(huì )在一定程度上受到駕駛模擬器仿真度的影響。

3結語(yǔ)

通過(guò)對主客觀(guān)方法的分析，可發(fā)現主觀(guān)評價(jià)與經(jīng)驗有很大的關(guān)系，這些評價(jià)方法有如下特點(diǎn)：

（1）在專(zhuān)家經(jīng)驗的基礎上，又進(jìn)行了實(shí)驗，相互驗證，邏輯上合理，有較強的說(shuō)服力；

（2）可以避免駕駛模擬器仿真度不高（如模擬器沒(méi)有真實(shí)的動(dòng)感）的影響，能在略微粗糙的模擬條件下進(jìn)行安全評價(jià)。主觀(guān)評價(jià)方法有時(shí)實(shí)際結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(guān)感受建立的，與“人”的習慣、能力、情緒以及個(gè)體差異等都有關(guān)系。其主要缺陷有：

（1）評價(jià)人數少時(shí)，樣本值達不到要求，評價(jià)的可靠性差；

（2）實(shí)驗周期長(cháng)，數據處理較為困難。客觀(guān)評價(jià)方法非常直觀(guān)，沒(méi)有太多的人為因素影響，只需用標準對結果進(jìn)行判斷即可但客觀(guān)評價(jià)方法的評價(jià)標準不易確定，需進(jìn)行大量的實(shí)驗和調查，才能建立一可靠的標準。另外，客觀(guān)評價(jià)方法受模擬器仿真度的影響較大。