車輛性能評(píng)價(jià)方法文獻(xiàn)綜述

摘 要：列舉了國(guó)內(nèi)流行的車輛性能評(píng)價(jià)方法，包括層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法、證據(jù)理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與人工智能及復(fù)合方法等，總結(jié)出復(fù)合法及改進(jìn)的模糊綜合評(píng)價(jià)法將應(yīng)用更為廣泛。

關(guān)鍵詞：車輛性能；綜述；文獻(xiàn)；評(píng)價(jià)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.224

0 引言

車輛性能的分析對(duì)車輛總體設(shè)計(jì)至關(guān)重要。目前對(duì)車輛各方面性能評(píng)價(jià)已做了很多研究，主要集中在總體性能、發(fā)動(dòng)機(jī)性能、汽車平順性、汽車座椅舒適度等方面，涌現(xiàn)出了多種評(píng)價(jià)模型，采用不同方法對(duì)汽車部分性能實(shí)施了評(píng)價(jià)。但是在汽車整車性能方面，到目前為止還沒有形成較為統(tǒng)一成熟的方法。國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者將一系列評(píng)價(jià)方法應(yīng)用在車輛性能評(píng)價(jià)各個(gè)領(lǐng)域，取得了較好的成效。

1 層次分析法

層次分析法（AHP 法）利用來建立層次化的多目標(biāo)、多屬性決策模型，車輛總體性能評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用基本符合其決策過程，其核心是建立科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。車輛總體性能評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用自頂向下是建立評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的過程，同時(shí)自底向上又是一個(gè)層層累加評(píng)價(jià)的過程。評(píng)價(jià)過程是在建立或選擇合理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，針對(duì)各自的屬性特點(diǎn)梳理出合理的分析流程及層次結(jié)構(gòu)，然后對(duì)不同影響類型進(jìn)行賦權(quán)和累加，最后綜合排序，從而得出結(jié)論。具體步驟首先是建立層次結(jié)構(gòu)模型，其次構(gòu)造判斷矩陣并檢驗(yàn)一致性，最后計(jì)算組合權(quán)重。也可以根據(jù)之前確定的各項(xiàng)汽車評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定各種車輛的性能加權(quán)系數(shù)，通過整車性能的層次分析，利用統(tǒng)計(jì)值法，對(duì)汽車各種性能加權(quán)處理，整理出最終評(píng)價(jià)方程式，用以評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)對(duì)象的整車性能。北京航空航天大學(xué)張志強(qiáng)等應(yīng)用層次分析法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要步驟是通過分析發(fā)動(dòng)機(jī)各性能參數(shù)，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能的指標(biāo)和分性能，并以這些指標(biāo)和性能為依據(jù)，應(yīng)用層次分析法（AHP）綜合評(píng)價(jià)方法，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，最后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能實(shí)現(xiàn)了數(shù)值體現(xiàn)。

2 模糊評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)法以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展形成，它的算法能夠反映人對(duì)事物分析和決策的模糊性質(zhì)。1965年美國(guó)計(jì)算機(jī)與控制論專家扎德教授提出了”模糊集合論”。模糊性是人類思維的特點(diǎn)之一，而評(píng)估依托于人對(duì)事物的看法，這種思維決定了其帶有模糊性質(zhì)和主觀性，所以模糊綜合評(píng)價(jià)法在系統(tǒng)評(píng)估領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。在應(yīng)用模糊評(píng)價(jià)法對(duì)汽車性能進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，首先需建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，即確定評(píng)判因素集，然后給定權(quán)重，建立隸屬度矩陣，進(jìn)過模糊變換最后得出評(píng)價(jià)結(jié)果。權(quán)重的確定可以用主觀賦權(quán)也可以采用客觀賦權(quán)。

目前模糊綜合評(píng)價(jià)法已廣泛應(yīng)用于車輛性能評(píng)價(jià)的很多領(lǐng)域，北京科技大學(xué)黃重國(guó)等獎(jiǎng)模糊綜合評(píng)價(jià)法應(yīng)用到汽車車身曲面品質(zhì)分析中。為了對(duì)汽車車身曲面品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，設(shè)置了曲面精度、光順性、美觀性、結(jié)構(gòu)性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性六個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用模糊綜合評(píng)價(jià)獲得最終結(jié)果。在應(yīng)用該方法時(shí)，首先采用模糊層次分析計(jì)算評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)權(quán)重，然后使用模糊綜合評(píng)價(jià)方法計(jì)算各評(píng)級(jí)指標(biāo)值后得到最終評(píng)價(jià)結(jié)論，從而建立了汽車車身曲面品質(zhì)的評(píng)價(jià)模型。最后，結(jié)合某車型前保險(xiǎn)杠曲面品質(zhì)評(píng)價(jià)的應(yīng)用實(shí)例，驗(yàn)證了該方法的可行性。劉玉兵等運(yùn)用遺傳加權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)判。從發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的模糊評(píng)價(jià)方法入手，提出了采用遺傳算法和專家打分的綜合辦法確定模糊評(píng)判模型的參數(shù)，建立基于遺傳加權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)方法的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)綜合評(píng)判模型。岳睿等研究了基于熵權(quán)的模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)車輛機(jī)械系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，確定了影響機(jī)械系統(tǒng)性能的因素指標(biāo)，構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；然后，采用客觀熵權(quán)與主觀權(quán)重相結(jié)合的方法確定了評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)的權(quán)重；最后，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法數(shù)學(xué)模型，求得評(píng)價(jià)體系中目標(biāo)層的評(píng)價(jià)結(jié)果矩陣，并進(jìn)行模糊矩陣數(shù)值化，得出結(jié)果。

3 證據(jù)理論

證據(jù)理論自 1976 年美國(guó)學(xué)者 G.Shafer 發(fā)表著作“證據(jù)的數(shù)學(xué)理論”以來，在理論和應(yīng)用上取得了豐富的成果。證據(jù)理論強(qiáng)調(diào)根據(jù)證據(jù)為命題賦予真值，也即是根據(jù)證據(jù)建立決策模型，在具體應(yīng)用證據(jù)理論對(duì)車輛性能評(píng)價(jià)時(shí)，重點(diǎn)是處理證據(jù)加權(quán)和證據(jù)支持度問題，并且利用可能性推理來實(shí)現(xiàn)證據(jù)的組合。在現(xiàn)代主觀評(píng)價(jià)過程中，由于受知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的局限，某個(gè)特定專家的評(píng)價(jià)意見可能是片面的，因此需要對(duì)得到各領(lǐng)域?qū)＜业某踉u(píng)結(jié)果進(jìn)行綜合。證據(jù)理論能夠有效處理不同專家的意見集結(jié)問題。主要定義詳見參考文獻(xiàn)[3-5]。

證據(jù)理論評(píng)價(jià)法主要應(yīng)用于主觀評(píng)價(jià)方面，在正式進(jìn)行評(píng)價(jià)前應(yīng)充分考慮影響因素，盡量保證所得證據(jù)的可靠性。陳剛等提出了基于證據(jù)理論的換擋品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)方法。首先將不同駕駛員的評(píng)價(jià)結(jié)果（輸入信息），轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的證據(jù)，再判斷每一條證據(jù)的基本概率分配值之和是否等于1，以確定是否要進(jìn)行歸一化處理。然后提交數(shù)據(jù)，最后顯示、表達(dá)證據(jù)組合結(jié)果。在證據(jù)組合過程中，還要分析得到證據(jù)是否存在矛盾和沖突，如存在，需要對(duì)方法進(jìn)行改進(jìn)會(huì)對(duì)證據(jù)進(jìn)行處理。

陳剛等針對(duì)汽車換擋品質(zhì)傳統(tǒng)主觀評(píng)價(jià)方法的不足，運(yùn)用 D-S 證據(jù)理論對(duì)汽車換擋品質(zhì)做出評(píng)價(jià)。 該方法把人作為試驗(yàn)設(shè)備，應(yīng)用D-S 證據(jù)理論把不同駕駛員通過自己實(shí)踐給出的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，以實(shí)現(xiàn)群決策層次多人評(píng)價(jià)意見的證據(jù)合成。試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法克服了傳統(tǒng)主觀評(píng)價(jià)方法的模糊和不確定性，得到的評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況一致，能準(zhǔn)確、可靠地評(píng)價(jià)換擋品質(zhì)。

4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與人工智能

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近年來的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，是人工智能的一個(gè)分支，它從微觀上模擬大腦皮層的感知和思維功能，涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、思維科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、模式識(shí)別等，是一個(gè)正在迅速發(fā)展中的交叉性學(xué)科。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中的多層映射BP網(wǎng)絡(luò)（Back Propagation Network）可以用來研究非線性系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系。通過分析和實(shí)驗(yàn)，選用該模型對(duì)車輛性能進(jìn)行評(píng)價(jià)是可行的。江蘇大學(xué)曾發(fā)林等應(yīng)用BP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車噪聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練對(duì)非線性的聲質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)過程進(jìn)行逼近。利用Matlab的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱對(duì)汽車車內(nèi)采集到的噪聲信號(hào)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，并與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照分析，說明該方法對(duì)于汽車車內(nèi)噪聲品質(zhì)評(píng)價(jià)是有效的。例如，馬佳等針對(duì)汽車座椅舒適度評(píng)價(jià)方法研究的不足，通過研究壓力分布與舒適度之間的關(guān)系，建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車座椅舒適度評(píng)價(jià)模型。通過真人真車實(shí)驗(yàn)獲取36組樣本數(shù)據(jù)，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練并建立了評(píng)價(jià)模型。實(shí)例驗(yàn)證該模型能夠根據(jù)座椅壓力分布較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出座椅舒適度水平。endprint

5 復(fù)合方法

5.1 模糊綜合評(píng)價(jià)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

隨著研究的深入，一些復(fù)合評(píng)價(jià)方法被學(xué)者采用。李世武等針對(duì)車輛安全狀態(tài)評(píng)價(jià)中信息和不完整和模糊性問題，探索了運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛安全狀態(tài)做出評(píng)價(jià)的新方法。統(tǒng)計(jì)分析影響因素基礎(chǔ)上建立了車輛安全狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，在權(quán)重的計(jì)算方面，采用了比較通用的層次分析法。以模糊綜合評(píng)價(jià)法為基礎(chǔ)建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本篩選方法，利用Matlab軟件中的工具箱中建立評(píng)價(jià)模型，根據(jù)得出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本并對(duì)車輛安全狀態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行訓(xùn)練。再根據(jù)訓(xùn)練好的車輛安全狀態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)模型對(duì)不同運(yùn)行工況下的車輛的安全狀態(tài)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，評(píng)價(jià)結(jié)果精度較單一的模糊綜合評(píng)價(jià)法高，是值得推廣的車輛危險(xiǎn)狀態(tài)辨識(shí)新方法。

5.2 證據(jù)理論和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

針對(duì)目前汽車換擋平順性評(píng)價(jià)方法的不足，東南大學(xué)陳剛等研究使用了一個(gè)基于證據(jù)理論和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)模型，建立了相應(yīng)的汽車換擋平順性評(píng)價(jià)系統(tǒng)。此方法是以證據(jù)理論方法為基礎(chǔ)對(duì)不同駕駛員給出的主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，通過模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)由儀器測(cè)得的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)和經(jīng)證據(jù)合成后的相應(yīng)主觀評(píng)價(jià)構(gòu)成的樣本向量進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練、。計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法克服了主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)各自的缺點(diǎn)，能客觀、準(zhǔn)確、有效地評(píng)價(jià)汽車換擋平順性。

6 結(jié)束語

除了以上提及的車輛性能評(píng)價(jià)法外，目前有國(guó)內(nèi)學(xué)者應(yīng)用改進(jìn)雷達(dá)圖法評(píng)價(jià)車輛的綜合性能、取得了不錯(cuò)的效果，還有部分學(xué)者在模糊綜合評(píng)價(jià)法基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，從而的到更為切合具體實(shí)際情況的評(píng)價(jià)模型?？傊囕v性能涉及到每個(gè)方面，需選用適合方法，從目前趨勢(shì)看，復(fù)合方法及改進(jìn)的模糊綜合評(píng)價(jià)法使用居多，將是車輛性能評(píng)價(jià)的一種趨勢(shì)。除此之外，部分學(xué)者在探索將可拓理論、博弈論等方法應(yīng)用到車輛性能評(píng)價(jià)中，將會(huì)在車輛性能評(píng)價(jià)方面增加新的評(píng)價(jià)模型，增加了評(píng)價(jià)方法的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳云，周國(guó)祥，石雷.車輛性能分析決策支持系統(tǒng)模型庫(kù)設(shè)計(jì)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（01）：103-106.

[2]方可，何博夫，楊明等.模糊綜合評(píng)價(jià)法在仿真可信度評(píng)估網(wǎng)中的應(yīng)用[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（05）：35-41.

[3]張松林，劉寧，李波.模糊綜合評(píng)判方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2001（02）：39-42.

[4]劉道東，王鐵，高昱等.汽車整車性能評(píng)價(jià)方法的研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2012（03）：40-44.

[5]黃玉祥，郭康權(quán)，朱瑞祥等.基于證據(jù)理論的農(nóng)業(yè)機(jī)械選型風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008（04）：145-151.

[6]陳剛，張為公，龔宗洋等.基于D-S證據(jù)理論的汽車換擋品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)方法[J].汽車技術(shù)，2008（12）：19-22.

[7]陳剛，張為公，龔宗洋等.基于證據(jù)理論和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車換擋平順性評(píng)價(jià)方法[J].汽車工程，2009（04）：19-23.

[8]常凌燕，趙琨，金重亮等.車輛總體性能層次分析法評(píng)價(jià)模型[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010（03）：251-253.

[9]陳若夢(mèng)，烏日開西·艾依提，向杰.車輛座椅舒適性評(píng)價(jià)研究綜述[J].現(xiàn)代制造工程，2012（70）：140-143.

[10]楊化動(dòng)，蘇慧.齒輪箱減速器設(shè)計(jì)方案模糊評(píng)價(jià)方法的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009（02）：57-59.

[11]陳勇，陳瀟凱，林逸.改進(jìn)雷達(dá)圖評(píng)價(jià)方法在汽車綜合性能評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2011（06）：11-15.

[12]陳文瑛，吳穹，王勇毅.機(jī)械安全性評(píng)估方法研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2010（01）：81-87.

[13]張志強(qiáng)，徐斌，何勇靈等.基于AHP評(píng)價(jià)方法的發(fā)動(dòng)機(jī)性能評(píng)價(jià)[J].兵工學(xué)報(bào)，2008（05）：115-118.

[14]張健，劉小英，王麗萍.基于層次分析法的礦用車輛選型風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2014，26（05）：426-430.

[15]周慶元.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)的農(nóng)機(jī)優(yōu)化選型研究[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2010（23）：48-50.

[16]黃重國(guó)，袁清華，尹亞楠等.基于模糊綜合評(píng)價(jià)的汽車車身曲面品質(zhì)分析[J].中國(guó)機(jī)械工程，2008（11）：112-116.

[17]李世武，田晶晶，沙學(xué)鋒等.基于模糊綜合評(píng)價(jià)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛危險(xiǎn)狀態(tài)辨識(shí)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2011（06）：98-102.

[18]馬佳，范智聲，李飛飛等.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車座椅舒適度評(píng)價(jià)模型[J].工業(yè)工程，2008（05）：109-112.

[19]張波，畢傳興，徐亮.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的車門關(guān)閉聲聲品質(zhì)評(píng)價(jià)方法研究[J].汽車工程，2011（11）：93-96.

[20]岳睿，金琦淳，胡元等.基于熵權(quán)的觀光車機(jī)械系統(tǒng)性能模糊綜合評(píng)價(jià)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012（19）：91-93+102.

[21]曾發(fā)林，李猛.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的噪聲品質(zhì)評(píng)價(jià)方法[J].噪聲與振動(dòng)控制，2008（03）：134-137.

[22]劉玉兵，段東立.基于遺傳加權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)方法的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)綜合評(píng)判[J].潤(rùn)滑與密封，2009（04）：89-91.

[23]林高飛，尤民生.基于證據(jù)理論的農(nóng)用車輛評(píng)價(jià)方法[J].福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999（03）：106-111.

[24]劉存香，劉學(xué)軍.可拓評(píng)價(jià)方法在農(nóng)機(jī)選型評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009（12）：189-191.

[25]張健，劉小英，張敬東等.基于可拓理論的農(nóng)業(yè)機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2014，35（02）：57-60，66.

[26] 張健，張敬東，劉小英.基于可拓工程分析法的機(jī)械設(shè)計(jì)方案決策[J]. 現(xiàn)代制造工程，2013（07）：104-109.

[27]毛彩云，吳慕春，陸華忠.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能的模糊綜合評(píng)價(jià)方法[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（03）：115-118.

基金項(xiàng)目：四川省教育廳2014年度科研計(jì)劃自然科學(xué)項(xiàng)目（14ZB0409）；攀枝花學(xué)院校級(jí)科研課題（2012YB07）；攀枝花學(xué)院校級(jí)科研課題（2014YB19）

作者簡(jiǎn)介：李志剛（1969-），男，四川南充人，高級(jí)技師，主要從事：汽車實(shí)踐教學(xué)及研究工作。endprint