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李乃文，崔  宏

（遼寧工程技術(shù)大學(xué)工商管理學(xué)院，遼寧葫蘆島125105）

摘要：為解決營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故頻發(fā)的不安全行為問(wèn)題，基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)( CAS)理論和多主體建模與仿真( ABMS)方法，構(gòu)建營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故模型。通過(guò)調(diào)節(jié)車(chē)輛狀況、管理者管理監(jiān)督水平、營(yíng)運(yùn)駕駛員情緒狀態(tài)、安全教育水平、駕駛經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境綜合條件等因素，運(yùn)用NetLogo仿真平臺(tái)分析安全管理水平、營(yíng)運(yùn)駕駛員安全責(zé)任意識(shí)、心理負(fù)荷水平對(duì)駕駛事故的影響。研究表明：營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生系統(tǒng)是一種典型的CAS，營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故是三大主體屬性和行為環(huán)境交互的結(jié)果，且交互作用程度不同。因此，運(yùn)輸企業(yè)要考慮多種因素，采取相應(yīng)的措施來(lái)降低營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：營(yíng)運(yùn)駕駛員；駕駛事故；復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)( CAS)；多主體建模與仿真(ABMS)；Netlogo仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：X913.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi: 10. 11731/j．issn．1673 -193x．2015. 08. 023

Simulation research on influencing factors of traffic accidents for commercial drivers

  LI Nai-wen, CUI Hong

 ( College of Business Administration,  Liaoning Technical University,  Huludao Liaoning 125105 , China)

Abstract: In order to solve the problems of traffic accidents caused by unsafe behavior of commercial drivers, a model of traffic accidents for commercial drivers was built based on CAS and ABMS. Through adjusting the factors such as the vehicle condition, the management and supervision level of manager, the emotional state, safety educa-tion level, driving experience of commercial drivers, and the comprehensive environmental conditions, the effects of safety management level, safety responsibility consciousness and mental load level of commercial drivers on the traf-fic accidents were analyzed by using NetLogo platform. The results showed that the occurrence system of traffic ac-cidents for commercial drivers is a typical CAS, the traffic accidents of commercial drivers are the result of interac-tion between three vanous subject and behavior environment, and the interaction extent are different. Therefore, in order to reduce the occurrence of traffic accidents for commercial drivers, the transportation company should consid-er various factors and adopt the corresponding measures.

Key words: commercial drivers; traffic accidents; complex adaptive system( CAS) ; agent-based modeling and simulation ( ABMS) ; NetLogo simulation

0  引言

 隨著公路運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，交通事故頻繁發(fā)生已成為嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%的交通事故是由人為因素引起的，其中82%是由駕駛員的不安全行為引起的。而由營(yíng)運(yùn)駕駛員造成的駕駛事故更是不容小視，“6-7”吉林載29人的客車(chē)發(fā)生側(cè)翻，造成5死3傷；同一天，湖北孝感載37人的長(zhǎng)途客車(chē)發(fā)生事故，導(dǎo)致9死13傷的慘劇。為此，有必要對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故進(jìn)行研究。

 胡鴻等開(kāi)發(fā)了針對(duì)車(chē)載駕駛員疲勞駕駛的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警與控制系統(tǒng)；李斌等探討了駕駛時(shí)間對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛能力的影響；楊立本等認(rèn)為營(yíng)運(yùn)車(chē)輛駕駛員深度知覺(jué)與事故之間存在一定的相關(guān)性；韋崇明等對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員的從業(yè)管理評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)；孫龍等認(rèn)為營(yíng)運(yùn)駕駛員的駕駛風(fēng)格與交通違規(guī)之間存在一定的相關(guān)性；王福旺等針對(duì)長(zhǎng)途客車(chē)駕駛員的疲勞狀態(tài)腦電特征進(jìn)行了分析。營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故是多種因素相互作用的結(jié)果，因此，筆者將復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)( complexity adaptive system，CAS)理論與多主體建模與仿真(agent based modeling and simulation，ABMS)方法相結(jié)合，通過(guò)NetLogo平臺(tái)進(jìn)行仿真，確定營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的影響因素，構(gòu)建營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故模型。

1  駕駛事故描述

 駕駛事故是營(yíng)運(yùn)駕駛員在駕駛過(guò)程中由于自身因素或者是外部因素所導(dǎo)致的事故。其中自身因素包括生理因素、心理因素等；外部因素包括車(chē)輛狀況、安全管理、環(huán)境等，不可抗力因素除外。

2  構(gòu)建營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故Agent模型

 營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生是各影響因素動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，具有典型的相互作用性、非線性和不確定性，且各影響因素的相互作用表現(xiàn)出了整體涌現(xiàn)性。因此，營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生是一種典型的CAS�；�于CAS理論，構(gòu)建營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故模型。

2.1  主體及其屬性

 根據(jù)ABMS理論，抽象出3種行為主體Agent，即車(chē)輛Agent、管理者Agent、營(yíng)運(yùn)駕駛員Agent。模型中仿真試驗(yàn)步長(zhǎng)為l，步數(shù)為n，通常，營(yíng)運(yùn)駕駛員連續(xù)駕駛時(shí)間不超過(guò)4小時(shí)，即240分鐘，因此，設(shè)定l=10，n=24。

2.1.1  車(chē)輛Agent

 車(chē)輛主體屬性：車(chē)輛狀況(V)，V的取值范圍界定為[1，10]，表示車(chē)輛狀況從較差到良好的不同程度。

2.1.2管理者Agent

 管理者主體屬性：信息管理水平(M1)、管理監(jiān)督水平（M2），其中M2的取值范圍界定為[1，10]，表示管理者的管理監(jiān)督水平從低到高的不同程度。

 管理者信息管理水平隨獲取信息準(zhǔn)確程度增長(zhǎng)率的變化而變化，因此：

2.1.3  營(yíng)運(yùn)駕駛員Agent

 營(yíng)運(yùn)駕駛員主體屬性：疲勞駕駛( Cl)、注意力集中程度( C2)、情緒狀態(tài)(C3)、安全教育水平( C4)、違章操作行為(C5)、路況熟悉程度(C6)、駕駛經(jīng)驗(yàn)( C7)、身體健康狀況(C8)、適應(yīng)性(C9)、突發(fā)情況應(yīng)急處理能力( Cl0)，其中C3、C4、C7的取值均界定為[1，10]，分別表示營(yíng)運(yùn)駕駛員的情緒狀態(tài)由消極狀態(tài)到積極狀態(tài)的不同程度、營(yíng)運(yùn)駕駛員可受到的安全教育從低到高的不同程度、營(yíng)運(yùn)駕駛員從駕駛經(jīng)驗(yàn)不足到駕駛經(jīng)驗(yàn)豐富的不同程度。

 1)疲勞駕駛隨疲勞程度增長(zhǎng)率的變化而變化，因此：

 式中：λh、λg均為疲勞程度增長(zhǎng)率，λh的取值范圍為[1%，3%]，λg的取值范圍為[3%，5%]。

  2)注意力集中程度受車(chē)輛狀況、疲勞駕駛、安全教育水平、路況熟悉程度的影響而變化，因此：

 式中：a1、a2、a3、a4分別為V、Cl、C4、C6與C2的相關(guān)程度。

 3)違章操作行為受違章操作傾向增長(zhǎng)率、疲勞駕駛、注意力集中程度、情緒狀態(tài)、安全教育水平、管理監(jiān)督水平的影響而變化，因此：

  4)突發(fā)情況應(yīng)急處理能力受突發(fā)情況頻率增長(zhǎng)率、車(chē)輛狀況、駕駛經(jīng)驗(yàn)、適應(yīng)性的影響而變化，因此：

2.2行為環(huán)境

 模型中的系統(tǒng)環(huán)境界定為營(yíng)運(yùn)駕駛員在行車(chē)過(guò)程中所處的環(huán)境，在路面濕滑、天氣狀況不佳的情況下，會(huì)導(dǎo)致駕駛事故的發(fā)生，故確定環(huán)境屬性為環(huán)境綜合條件(W)，取值范圍為[1，10]，從低到高表示環(huán)境綜合條件由惡劣到良好的不同程度。

2.3行為規(guī)則

 1)安全管理水平(F1)對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生有一定的影響，主要受信息管理水平、管理監(jiān)督水平的影響，故：

 式中：ai為Mi對(duì)F1的權(quán)重；ηi為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)，i的取值為[1，4]。

  2)營(yíng)運(yùn)駕駛員安全責(zé)任意識(shí)( F2)對(duì)駕駛事故產(chǎn)生直接影響，主要受車(chē)輛狀況、安全教育水平、違章操作行為、駕駛經(jīng)驗(yàn)、身體健康狀況、適應(yīng)性、環(huán)境綜合條件的影響，故：

 3)營(yíng)運(yùn)駕駛員心理負(fù)荷水平( F3)對(duì)駕駛事故產(chǎn)生間接影響，主要受管理監(jiān)督水平、注意力集中程度、情緒狀態(tài)、突發(fā)情況應(yīng)急處理能力的影響，故：

1. 營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故(F)的綜合影響公式：

3模型初始化

 為使建立的模型及仿真程序能夠順利運(yùn)行，需對(duì)仿真程序進(jìn)行多次的調(diào)校來(lái)確定各參數(shù)的取值。根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷及專(zhuān)家訪談法統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，得到較為滿意的各參數(shù)的合理取值，見(jiàn)表1~2。

4  營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故仿真與分析

4.1  基準(zhǔn)模式設(shè)定

 設(shè)車(chē)輛狀況、管理者管理監(jiān)督水平、營(yíng)運(yùn)駕駛員情緒狀態(tài)、安全教育水平、駕駛經(jīng)驗(yàn)以及環(huán)境綜合條件的取值為(1，1，1，1，l，1)，得到管理者安全管理水平、營(yíng)運(yùn)駕駛員安全責(zé)任意識(shí)、心理負(fù)荷水平以及駕駛事故的初始仿真結(jié)果，將該結(jié)果作為后續(xù)仿真比較的基準(zhǔn)，如圖1所示。

 由基準(zhǔn)模式仿真結(jié)果可知：各變量均處于較低的水平，駕駛事故的最大值是4. 683。說(shuō)明在車(chē)輛狀況較差，管理者管理監(jiān)督水平較低，營(yíng)運(yùn)駕駛員情緒狀態(tài)不穩(wěn)定、受到的安全教育較少、缺少駕駛經(jīng)驗(yàn)，遭遇惡劣環(huán)境時(shí)發(fā)生駕駛事故的可能性比較大。

4,2  分析模式仿真結(jié)果分析

 1)提高車(chē)輛狀況的屬性值，在其他變量不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真，設(shè)定初始值為(8，1，1，1，1，1)，仿真結(jié)果如圖2所示。

  由圖2可知：改善車(chē)輛狀況之后，營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故有所降低，最大值是4. 463。說(shuō)明車(chē)輛狀況得到改善之后，營(yíng)運(yùn)駕駛員的注意力集中程度得到提高，可以集中精力從事駕駛行為，安全責(zé)任意識(shí)相應(yīng)的提高，心理負(fù)荷水平降低，駕駛事故發(fā)生的可能性降低。

  2)提高管理者管理監(jiān)督水平的屬性值，在其他變量不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真，設(shè)定初始值為(1，8，1．1，l，1)，仿真結(jié)果如圖3所示。

 由圖3可知：提高管理者管理監(jiān)督水平之后，營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故有所降低，最大值是4. 332。說(shuō)明提高管理者管理監(jiān)督水平之后，管理者安全管理水平提高，可以更好的對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員實(shí)施監(jiān)管，在嚴(yán)格監(jiān)管之下，營(yíng)運(yùn)駕駛員違章操作行為減少，安全責(zé)任意識(shí)提升，駕駛事故發(fā)生的可能性降低。

 3)改善營(yíng)運(yùn)駕駛員情緒狀態(tài)的屬性值，在其他變量不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真，設(shè)定初始值為(1，1，8，1，1，1)，仿真結(jié)果如圖4所示。

 由圖4可知：改善營(yíng)運(yùn)駕駛員情緒狀態(tài)之后，駕駛事故明顯降低，最大值是4.111。說(shuō)明營(yíng)運(yùn)駕駛員情緒狀態(tài)從消極逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極樂(lè)觀之后，違章操作行為相應(yīng)的減少，安全責(zé)任意識(shí)增強(qiáng)，心理負(fù)荷水平降低，能夠更好的從事駕駛行為。

 4)提高營(yíng)運(yùn)駕駛員安全教育水平和駕駛經(jīng)驗(yàn)的屬性值，在其他變量不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真，設(shè)定初始值為(1，1，1，8，8，1)，仿真結(jié)果如圖5所示。

 由圖5可知：提高營(yíng)運(yùn)駕駛員安全教育水平和駕駛經(jīng)驗(yàn)之后，駕駛事故明顯降低，最大值是3.868。說(shuō)明加強(qiáng)對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員的安全教育，并且在駕駛經(jīng)驗(yàn)逐漸豐富之后，在駕駛過(guò)程中能夠集中注意力從事駕駛行為，同時(shí)減少違章操作行為的發(fā)生，責(zé)任意識(shí)相應(yīng)提高，心理負(fù)荷水平降低，駕駛事故發(fā)生的可能性降低。

 5)提高環(huán)境綜合條件的屬性值，在其他變量不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真，設(shè)定初始值為(1，1，1，1，1，8)，仿真結(jié)果如圖6所示。

 由圖6可知：提高環(huán)境綜合條件之后，駕駛事故有所降低，最大值是4. 587。說(shuō)明在良好的環(huán)境中駕駛，營(yíng)運(yùn)駕駛員可以更好的掌握路況等信息，由于環(huán)境的干擾程度降低，營(yíng)運(yùn)駕駛員可以專(zhuān)心從事駕駛活動(dòng)，不用為其他因素分心而導(dǎo)致駕駛事故的發(fā)生。

5結(jié)論

 1)營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生系統(tǒng)是一種典型的CAS。通過(guò)ABMS技術(shù)與NetLogo仿真平臺(tái)相結(jié)合，對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故進(jìn)行仿真，可為運(yùn)輸企業(yè)減少營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生提供可行性的解決方案。

 2)構(gòu)建了營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故模型。研究表明：管理者安全管理水平通過(guò)提高對(duì)營(yíng)運(yùn)駕駛員的管理監(jiān)督水平來(lái)降低其駕駛事故的發(fā)生，營(yíng)運(yùn)駕駛員安全責(zé)任意識(shí)和心理負(fù)荷水平通過(guò)調(diào)節(jié)情緒狀態(tài)、安全教育水平、駕駛經(jīng)驗(yàn)可以有效的降低駕駛事故的發(fā)生，車(chē)輛狀況和環(huán)境綜合條件的改善對(duì)降低營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生有一定的效果。

 3)營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故是三大主體屬性和行為環(huán)境交互的結(jié)果，且交互作用程度不同。結(jié)果表明：營(yíng)運(yùn)駕駛員的情緒狀態(tài)、安全教育水平和駕駛經(jīng)驗(yàn)對(duì)降低駕駛事故發(fā)生的作用程度較大，其次是車(chē)輛狀況和管理者的管理監(jiān)督水平，而環(huán)境綜合條件的作用程度相對(duì)較弱。因此，運(yùn)輸企業(yè)要考慮多種因素來(lái)降低營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的發(fā)生：定期舉行安全教育培訓(xùn)，并選取營(yíng)運(yùn)駕駛員駕駛事故的案例進(jìn)行分析，以此來(lái)警戒此類(lèi)駕駛事故的發(fā)生；提高管理監(jiān)督水平，給予營(yíng)運(yùn)駕駛員更多的關(guān)懷和照顧，關(guān)注其情緒狀態(tài)的變化，若存在情緒狀態(tài)不穩(wěn)定的可能性，管理者要與其進(jìn)行溝通以杜絕其帶著消極情緒從事駕駛行為；在營(yíng)運(yùn)駕駛員招聘過(guò)程中要選擇駕駛經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員，若所聘用的駕駛員缺少駕駛經(jīng)驗(yàn)，要安排其從事短途駕駛，待積累經(jīng)驗(yàn)之后方可對(duì)其安排長(zhǎng)途駕駛；加強(qiáng)對(duì)車(chē)輛的養(yǎng)護(hù)工作，定期檢修營(yíng)運(yùn)車(chē)輛，以保障車(chē)輛狀況良好。

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