李乃文，崔 宏
（辽宁工程技术大学工商管理学院，辽宁葫芦岛125105）
摘要：为解决营运驾驶员驾驶事故频发的不安全行为问题，基于复杂适应系统( CAS)理论和多主体建模与仿真( ABMS)方法，构建营运驾驶员驾驶事故模型。通过调节车辆状况、管理者管理监督水平、营运驾驶员情绪状态、安全教育水平、驾驶经验和环境综合条件等因素，运用NetLogo仿真平台分析安全管理水平、营运驾驶员安全责任意识、心理负荷水平对驾驶事故的影响。研究表明：营运驾驶员驾驶事故的发生系统是一种典型的CAS，营运驾驶员驾驶事故是三大主体属性和行为环境交互的结果，且交互作用程度不同。因此，运输企业要考虑多种因素，采取相应的措施来降低营运驾驶员驾驶事故的发生。
关键词：营运驾驶员；驾驶事故；复杂适应系统( CAS)；多主体建模与仿真(ABMS)；Netlogo仿真
中图分类号：X913.4 文献标志码：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
随着公路运输业的蓬勃发展，交通事故频繁发生已成为严重的社会问题。据统计，90%的交通事故是由人为因素引起的，其中82%是由驾驶员的不安全行为引起的。而由营运驾驶员造成的驾驶事故更是不容小视，“6-7”吉林载29人的客车发生侧翻，造成5死3伤；同一天，湖北孝感载37人的长途客车发生事故，导致9死13伤的惨剧。为此，有必要对营运驾驶员驾驶事故进行研究。
胡鸿等开发了针对车载驾驶员疲劳驾驶的实时监测预警与控制系统；李斌等探讨了驾驶时间对营运驾驶员驾驶能力的影响；杨立本等认为营运车辆驾驶员深度知觉与事故之间存在一定的相关性；韦崇明等对营运驾驶员的从业管理评价系统进行了设计；孙龙等认为营运驾驶员的驾驶风格与交通违规之间存在一定的相关性；王福旺等针对长途客车驾驶员的疲劳状态脑电特征进行了分析。营运驾驶员驾驶事故是多种因素相互作用的结果，因此，笔者将复杂适应系统( complexity adaptive system，CAS)理论与多主体建模与仿真(agent based modeling and simulation，ABMS)方法相结合，通过NetLogo平台进行仿真，确定营运驾驶员驾驶事故的影响因素，构建营运驾驶员驾驶事故模型。
1 驾驶事故描述
驾驶事故是营运驾驶员在驾驶过程中由于自身因素或者是外部因素所导致的事故。其中自身因素包括生理因素、心理因素等；外部因素包括车辆状况、安全管理、环境等，不可抗力因素除外。
2 构建营运驾驶员驾驶事故Agent模型
营运驾驶员驾驶事故的发生是各影响因素动态变化过程，具有典型的相互作用性、非线性和不确定性，且各影响因素的相互作用表现出了整体涌现性。因此，营运驾驶员驾驶事故的发生是一种典型的CAS。基于CAS理论，构建营运驾驶员驾驶事故模型。
2.1 主体及其属性
根据ABMS理论，抽象出3种行为主体Agent，即车辆Agent、管理者Agent、营运驾驶员Agent。模型中仿真试验步长为l，步数为n，通常，营运驾驶员连续驾驶时间不超过4小时，即240分钟，因此，设定l=10，n=24。
2.1.1 车辆Agent
车辆主体属性：车辆状况(V)，V的取值范围界定为[1，10]，表示车辆状况从较差到良好的不同程度。
2.1.2管理者Agent
管理者主体属性：信息管理水平(M1)、管理监督水平（M2），其中M2的取值范围界定为[1，10]，表示管理者的管理监督水平从低到高的不同程度。
管理者信息管理水平随获取信息准确程度增长率的变化而变化，因此：
2.1.3 营运驾驶员Agent
营运驾驶员主体属性：疲劳驾驶( Cl)、注意力集中程度( C2)、情绪状态(C3)、安全教育水平( C4)、违章操作行为(C5)、路况熟悉程度(C6)、驾驶经验( C7)、身体健康状况(C8)、适应性(C9)、突发情况应急处理能力( Cl0)，其中C3、C4、C7的取值均界定为[1，10]，分别表示营运驾驶员的情绪状态由消极状态到积极状态的不同程度、营运驾驶员可受到的安全教育从低到高的不同程度、营运驾驶员从驾驶经验不足到驾驶经验丰富的不同程度。
1)疲劳驾驶随疲劳程度增长率的变化而变化，因此：
式中：λh、λg均为疲劳程度增长率，λh的取值范围为[1%，3%]，λg的取值范围为[3%，5%]。
2)注意力集中程度受车辆状况、疲劳驾驶、安全教育水平、路况熟悉程度的影响而变化，因此：
式中：a1、a2、a3、a4分别为V、Cl、C4、C6与C2的相关程度。
3)违章操作行为受违章操作倾向增长率、疲劳驾驶、注意力集中程度、情绪状态、安全教育水平、管理监督水平的影响而变化，因此：
4)突发情况应急处理能力受突发情况频率增长率、车辆状况、驾驶经验、适应性的影响而变化，因此：
2.2行为环境
模型中的系统环境界定为营运驾驶员在行车过程中所处的环境，在路面湿滑、天气状况不佳的情况下，会导致驾驶事故的发生，故确定环境属性为环境综合条件(W)，取值范围为[1，10]，从低到高表示环境综合条件由恶劣到良好的不同程度。
2.3行为规则
1)安全管理水平(F1)对营运驾驶员驾驶事故的发生有一定的影响，主要受信息管理水平、管理监督水平的影响，故：
式中：ai为Mi对F1的权重；ηi为随机扰动项，i的取值为[1，4]。
2)营运驾驶员安全责任意识( F2)对驾驶事故产生直接影响，主要受车辆状况、安全教育水平、违章操作行为、驾驶经验、身体健康状况、适应性、环境综合条件的影响，故：
3)营运驾驶员心理负荷水平( F3)对驾驶事故产生间接影响，主要受管理监督水平、注意力集中程度、情绪状态、突发情况应急处理能力的影响，故：
3模型初始化
为使建立的模型及仿真程序能够顺利运行，需对仿真程序进行多次的调校来确定各参数的取值。根据调查问卷及专家访谈法统计分析结果，得到较为满意的各参数的合理取值，见表1~2。
4 营运驾驶员驾驶事故仿真与分析
4.1 基准模式设定
设车辆状况、管理者管理监督水平、营运驾驶员情绪状态、安全教育水平、驾驶经验以及环境综合条件的取值为(1，1，1，1，l，1)，得到管理者安全管理水平、营运驾驶员安全责任意识、心理负荷水平以及驾驶事故的初始仿真结果，将该结果作为后续仿真比较的基准，如图1所示。
由基准模式仿真结果可知：各变量均处于较低的水平，驾驶事故的最大值是4. 683。说明在车辆状况较差，管理者管理监督水平较低，营运驾驶员情绪状态不稳定、受到的安全教育较少、缺少驾驶经验，遭遇恶劣环境时发生驾驶事故的可能性比较大。
4,2 分析模式仿真结果分析
1)提高车辆状况的属性值，在其他变量不变的基础上进行仿真，设定初始值为(8，1，1，1，1，1)，仿真结果如图2所示。
由图2可知：改善车辆状况之后，营运驾驶员驾驶事故有所降低，最大值是4. 463。说明车辆状况得到改善之后，营运驾驶员的注意力集中程度得到提高，可以集中精力从事驾驶行为，安全责任意识相应的提高，心理负荷水平降低，驾驶事故发生的可能性降低。
2)提高管理者管理监督水平的属性值，在其他变量不变的基础上进行仿真，设定初始值为(1，8，1．1，l，1)，仿真结果如图3所示。
由图3可知：提高管理者管理监督水平之后，营运驾驶员驾驶事故有所降低，最大值是4. 332。说明提高管理者管理监督水平之后，管理者安全管理水平提高，可以更好的对营运驾驶员实施监管，在严格监管之下，营运驾驶员违章操作行为减少，安全责任意识提升，驾驶事故发生的可能性降低。
3)改善营运驾驶员情绪状态的属性值，在其他变量不变的基础上进行仿真，设定初始值为(1，1，8，1，1，1)，仿真结果如图4所示。
由图4可知：改善营运驾驶员情绪状态之后，驾驶事故明显降低，最大值是4.111。说明营运驾驶员情绪状态从消极逐渐转变为积极乐观之后，违章操作行为相应的减少，安全责任意识增强，心理负荷水平降低，能够更好的从事驾驶行为。
4)提高营运驾驶员安全教育水平和驾驶经验的属性值，在其他变量不变的基础上进行仿真，设定初始值为(1，1，1，8，8，1)，仿真结果如图5所示。
由图5可知：提高营运驾驶员安全教育水平和驾驶经验之后，驾驶事故明显降低，最大值是3.868。说明加强对营运驾驶员的安全教育，并且在驾驶经验逐渐丰富之后，在驾驶过程中能够集中注意力从事驾驶行为，同时减少违章操作行为的发生，责任意识相应提高，心理负荷水平降低，驾驶事故发生的可能性降低。
5)提高环境综合条件的属性值，在其他变量不变的基础上进行仿真，设定初始值为(1，1，1，1，1，8)，仿真结果如图6所示。
由图6可知：提高环境综合条件之后，驾驶事故有所降低，最大值是4. 587。说明在良好的环境中驾驶，营运驾驶员可以更好的掌握路况等信息，由于环境的干扰程度降低，营运驾驶员可以专心从事驾驶活动，不用为其他因素分心而导致驾驶事故的发生。
5结论
1)营运驾驶员驾驶事故的发生系统是一种典型的CAS。通过ABMS技术与NetLogo仿真平台相结合，对营运驾驶员驾驶事故进行仿真，可为运输企业减少营运驾驶员驾驶事故的发生提供可行性的解决方案。
2)构建了营运驾驶员驾驶事故模型。研究表明：管理者安全管理水平通过提高对营运驾驶员的管理监督水平来降低其驾驶事故的发生，营运驾驶员安全责任意识和心理负荷水平通过调节情绪状态、安全教育水平、驾驶经验可以有效的降低驾驶事故的发生，车辆状况和环境综合条件的改善对降低营运驾驶员驾驶事故的发生有一定的效果。
3)营运驾驶员驾驶事故是三大主体属性和行为环境交互的结果，且交互作用程度不同。结果表明：营运驾驶员的情绪状态、安全教育水平和驾驶经验对降低驾驶事故发生的作用程度较大，其次是车辆状况和管理者的管理监督水平，而环境综合条件的作用程度相对较弱。因此，运输企业要考虑多种因素来降低营运驾驶员驾驶事故的发生：定期举行安全教育培训，并选取营运驾驶员驾驶事故的案例进行分析，以此来警戒此类驾驶事故的发生；提高管理监督水平，给予营运驾驶员更多的关怀和照顾，关注其情绪状态的变化，若存在情绪状态不稳定的可能性，管理者要与其进行沟通以杜绝其带着消极情绪从事驾驶行为；在营运驾驶员招聘过程中要选择驾驶经验丰富的驾驶员，若所聘用的驾驶员缺少驾驶经验，要安排其从事短途驾驶，待积累经验之后方可对其安排长途驾驶；加强对车辆的养护工作，定期检修营运车辆，以保障车辆状况良好。
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