高鐵客艙人機(jī)工效模糊評(píng)價(jià)研究

陸瀚 祝媛 胡明珠

【摘要】 針對(duì)高鐵客艙系統(tǒng)因素與評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊性，結(jié)合模糊理論，建立高鐵客艙人機(jī)工效評(píng)價(jià)體系。對(duì)高鐵客艙對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)處理、隸屬度構(gòu)造函數(shù)以及模糊算子進(jìn)行討論，并結(jié)合實(shí)例證明該體系的有效性。

【關(guān)鍵詞】 高鐵客艙 模糊綜合評(píng)價(jià) 人機(jī)工

一、模糊綜合評(píng)價(jià)模型

模糊綜合評(píng)價(jià)是應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些不易定量的因素定量化，從多個(gè)因素對(duì)被評(píng)價(jià)的對(duì)象隸屬等級(jí)狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法[1]。設(shè)給定論域U，U到[0，1]閉區(qū)間的任一映射μA：

μA：U→[0，1]

u→μA（u）

式中：μA（u）——u對(duì)A的隸屬度。

模糊綜合評(píng)價(jià)方法就是在模糊集合理論的基礎(chǔ)上形成一種綜合評(píng)價(jià)方法，其基本思想是[2]：設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)集U={u1，u1，…，un}，評(píng)價(jià)集：V={v1，v2，…，un}。對(duì)第i個(gè)指標(biāo)ui的模糊評(píng)價(jià)為V上的模糊子集。由于評(píng)價(jià)等級(jí)有m個(gè)，對(duì)第i個(gè)指標(biāo)ui就有一個(gè)相應(yīng)的隸屬度向量：Ri=（μi1，μi1，…，μim）（i=1，2，…，m）

因此，指標(biāo)集U內(nèi)各指標(biāo)的隸屬度向量組成隸屬度矩陣，即模糊評(píng)價(jià)矩陣R為：R=（R1 R2…Rn）T

設(shè)對(duì)指標(biāo)的權(quán)分配為指標(biāo)集U上的模糊子集W，記為：

W={w1，w2，…，wn}

結(jié)合矩陣模糊復(fù)合運(yùn)算可以得到U×V上的模糊評(píng)價(jià)結(jié)果：B=W·R

利用矩陣模糊復(fù)合運(yùn)算可以得到U×V上的模糊評(píng)價(jià)值：Y=B 。VT

式中：“。”——模糊算子。

二、評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度函數(shù)的構(gòu)造

高鐵客艙人機(jī)工效評(píng)價(jià)體系中包含定性指標(biāo)及定量指標(biāo)，因此必須對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理，將各指標(biāo)值變換到[0，1]區(qū)間范圍內(nèi)，使其滿足歸一化和無(wú)量綱條件 [3]。

1、取值越大越好型指標(biāo)

2、取值越小越好型指標(biāo)

3、取值適中型指標(biāo)

式中：xi——指標(biāo)值歸一化和無(wú)量綱后的值；εi——指標(biāo)ui的指標(biāo)值；Mi，mi——xi取值范圍的上界和下界。

三、實(shí)例研究

本文以成灌高鐵客艙坐姿可達(dá)性為例，對(duì)指標(biāo)體系中的子目標(biāo)“坐姿可達(dá)性”（Os）進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，具體過(guò)程如下：

（1）評(píng)價(jià)對(duì)象：Os（Us）坐姿可達(dá)性。評(píng)價(jià)指標(biāo)集：Us={us1，us2，us3}，具體對(duì)應(yīng)的含義為{對(duì)座座椅靠背距離，壁板厚度，沙發(fā)長(zhǎng)度}，由測(cè)量值計(jì)算出指標(biāo)值Us={0.2，0.45，0.54}。（2）確定評(píng)價(jià)等級(jí)：V=（v1，v2，v3，v4，v5）=（0.9，0.7，0.5，0.3，0.1），分別對(duì)應(yīng)“好”“較好”“一般”“較差”“差”五個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)。（3）根據(jù)調(diào)查分析確定的指標(biāo)常權(quán)重系數(shù)：W={w1，w2，w3}={0.4，0.3，0.3}。

（4）結(jié)合預(yù)處理指標(biāo)值輸出模糊評(píng)價(jià)矩陣：

（5）由于有界和、有界積M（⊕，·）模糊算子能夠?qū)λ性u(píng)價(jià)權(quán)重系數(shù)值均衡兼顧，較適用于全部指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)情況，可得：B=W。R={0.08，0.32，0.35，0.25，0}。

（6）模糊綜合評(píng)價(jià)值：

Y=B·VT={0.08，0.32，0.35，0.25，0}·{0.9，0.7，0.5，0.3，0.1}T

可得Y=0.546，結(jié)合評(píng)價(jià)等級(jí)分值可知坐姿可達(dá)性處于工效“一般”與“較好”之間。通過(guò)與乘客交流得知，該綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與乘客感受一致性高，證明了模糊綜合評(píng)價(jià)的合理性與可行性。

四、結(jié)論

為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)高鐵客艙人機(jī)功效水平，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論建立客艙人機(jī)工效評(píng)價(jià)體系，討論評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度、評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重以及模糊算子，旨在：（1）選擇與高鐵客艙人機(jī)工效匹配的評(píng)價(jià)方法；（2）針對(duì)高鐵客艙評(píng)價(jià)構(gòu)造匹配的隸屬度函數(shù)。成灌高鐵客艙的實(shí)例分析驗(yàn)證了應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)在高鐵客艙人機(jī)工效綜合評(píng)價(jià)中的合理性和可行性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 汪培莊. 模糊集合論及其應(yīng)用[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1983.

[2] 謝季堅(jiān)，劉承平. 模糊數(shù)學(xué)方法及其應(yīng)用[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社.2005.

[3] 劉啟越. 民用飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效評(píng)價(jià)方法研究[D]. 南京：南京航空航天大學(xué)，2013.