基于層次分析法的商用車性能評(píng)價(jià)方法研究

楊洋 蔡寶 高軍

摘 要：動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性是評(píng)價(jià)一輛汽車基本能力的重要指標(biāo)。對(duì)于商用車來(lái)說(shuō)，不同細(xì)分市場(chǎng)的車型對(duì)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性的要求有所不同，文章提出了一種運(yùn)用層次分析法對(duì)車輛的動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性綜合能力進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，為不同細(xì)分市場(chǎng)下車輛動(dòng)力總成的選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力性;經(jīng)濟(jì)性;層次分析法

中圖分類號(hào)：U461.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）22-208-03

Abstract： Dynamic and Fuel economy is a important and basic target to judge a vehicle is good or not.Commercial vehicle have different maeket so that we have to choose different way to deceside these Commercial vehicle is good or not.In this paper，We make a hierarchy model to evaluation a commercial vehicles ability of dynamic and fuel economy based on Analytic Hierachy Process（AHP）.Finally，We can get a some way to judge the ability of Commercial vehicle for different market and get the way to vehicle designing.

Keywords： Dynamic; Fuel economy; Analytic hierachy process

CLC NO.： U461.2? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）22-208-03

1 研究背景

隨著商用車的種類越來(lái)越專業(yè)化，不用細(xì)分市場(chǎng)的車輛的運(yùn)營(yíng)工況差異越來(lái)越大，所以不同細(xì)分市場(chǎng)的車輛對(duì)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性要求也有所不同，采用汽車?yán)碚撋蠁我坏膭?dòng)力性經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法已經(jīng)無(wú)法滿足越來(lái)越細(xì)分的商用車對(duì)性能的評(píng)價(jià)，例如：長(zhǎng)途物流牽引車對(duì)百公里油耗的要求就遠(yuǎn)高于重載自卸車對(duì)油耗的要求，所以不用細(xì)分市場(chǎng)的商用車會(huì)匹配不同的動(dòng)力總成來(lái)滿足自身細(xì)分市場(chǎng)的需求，在設(shè)計(jì)初期對(duì)不同細(xì)分市場(chǎng)車型的動(dòng)力總成進(jìn)行合理的匹配也就成為設(shè)計(jì)初期的重點(diǎn)。本文采用數(shù)學(xué)和汽車?yán)碚撓嘟Y(jié)合的方法，對(duì)動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步分解，探求出滿足不同細(xì)分市場(chǎng)的綜合評(píng)價(jià)方法[1]。

2 分析方法

本文采用層次結(jié)構(gòu)法（Analytic and Process（AHP））對(duì)不同細(xì)分市場(chǎng)商用車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。此方法可用于車輛設(shè)計(jì)初期動(dòng)力總成的選取，也可用于競(jìng)品能力比較。層次分析法是一種系統(tǒng)分析法，主要用于將相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)由定性轉(zhuǎn)化為定量分析，通過(guò)主觀評(píng)價(jià)確定的權(quán)重與仿真計(jì)算結(jié)果相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)比較產(chǎn)品優(yōu)劣，具體流程如下：

3 動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性評(píng)估層次模型建立

根據(jù)商用車分類多的特點(diǎn)，在具體車型開(kāi)發(fā)初期，根據(jù)該車型目標(biāo)市場(chǎng)具體運(yùn)營(yíng)情況明確各級(jí)評(píng)價(jià)，按照層次分析法建立動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性分析模型，通過(guò)仿真計(jì)算等手段及多用戶評(píng)價(jià)的方法，為車型設(shè)及提供參考。

3.1 確定層次指標(biāo)

構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)之前，需要確定目標(biāo)車型的各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)商用車的使用情況，動(dòng)力性的評(píng)價(jià)除了汽車?yán)碚撝屑铀贂r(shí)間、爬坡度、最高車速要求外引入坡道巡航車速，可選取目標(biāo)市場(chǎng)典型車型，通過(guò)車型自帶智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)（GPS等），采集車輛海拔、速度、時(shí)間、距離等重要信息，詳情參見(jiàn)下表。

將坡度與車速近似為正態(tài)分布，故在[-σ，σ]的坡度下可覆蓋該細(xì)分市場(chǎng)95%的工況，而在[-3σ，3σ]的坡度范圍內(nèi)可覆蓋99.73%的工況，同理 [V '-v，V '+v]的車速范圍內(nèi)覆蓋95%的工況，在[V '-3v，V '+3v]的車速范圍內(nèi)可覆蓋99.73%的工況。所以該細(xì)分市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的車輛動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表2：

根據(jù)商用車的實(shí)際使用情況，除了等速油耗外，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)還需增加工況百公里油耗作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3.2 構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)層次指標(biāo)確定商用車動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性的層次結(jié)構(gòu)，對(duì)某細(xì)分市場(chǎng)車型動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行分解，形成目標(biāo)層A（目標(biāo)設(shè)計(jì)）、準(zhǔn)則層B（中間環(huán)節(jié)）、指標(biāo)層（對(duì)準(zhǔn)則層的分解評(píng)價(jià)）三個(gè)維度評(píng)價(jià)指標(biāo)，詳情參見(jiàn)3：

3.3 構(gòu)建判定矩陣

根據(jù)層次分析結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造判斷矩陣對(duì)各級(jí)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行評(píng)價(jià)，此處采用比率標(biāo)度法，可選1至9的判斷尺度對(duì)判定矩陣進(jìn)行評(píng)價(jià)，由評(píng)價(jià)者對(duì)各級(jí)元素的重要度進(jìn)行打分，形成判斷矩陣，確定各因素對(duì)目標(biāo)權(quán)重的貢獻(xiàn)。

3.3.1 構(gòu)建判定矩陣

根據(jù)層次分析模型對(duì)該車型動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性各級(jí)指標(biāo)判定矩陣如下：

3.3.2 判斷矩陣權(quán)重系數(shù)計(jì)算

計(jì)算判斷矩陣的單一因素下各指標(biāo)的權(quán)重，按照下列計(jì)算各級(jí)權(quán)重系數(shù)：

3.3.3 判斷矩陣一致性

為保證判定矩陣的可行性，引入一致性指標(biāo)來(lái)判斷矩陣評(píng)價(jià)的可信度，具體布置如下：

（1）求判斷矩陣的最大特征值λmax;

（2）求一致性指標(biāo)CI=（λmax-n）/（n-1）;

（3）查出隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，計(jì)算一致性指標(biāo)CR=CI/RI，當(dāng)一致性檢查CR<0.1時(shí)，則判斷矩陣可信，否則評(píng)價(jià)者需重新對(duì)判斷矩陣評(píng)價(jià)。

3.4 仿真計(jì)算結(jié)果及處理

設(shè)計(jì)初期可借助Cruise等仿真軟件對(duì)不同配置車型的指標(biāo)層16項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到層次分析模型中各級(jí)項(xiàng)目的結(jié)果。此處以n個(gè)配置來(lái)說(shuō)明，假設(shè)配置n指標(biāo)層仿真結(jié)果ni（i取1到16），分別代表指標(biāo)層16個(gè)指標(biāo)，但由于不同指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果單位不同，采用消單位法進(jìn)行處理，這里需要對(duì)計(jì)算結(jié)果分為兩類處理，對(duì)于第n個(gè)配置處理方案如下：

（1）指標(biāo)層C1—C7項(xiàng)結(jié)果（即ni取1到7），考慮前七項(xiàng)指標(biāo)層都是數(shù)值越大車輛性能越優(yōu)，此處第n輛車指標(biāo)層第i項(xiàng)可轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱結(jié)果：

（2）指標(biāo)層C9-C16項(xiàng)結(jié)果，考慮指標(biāo)結(jié)果越小車輛幸能越優(yōu)，此處第此處第n輛車指標(biāo)層第i項(xiàng)可轉(zhuǎn)化無(wú)量綱結(jié)果為：

3.5 綜合評(píng)價(jià)

車輛綜合能力可對(duì)各級(jí)指標(biāo)仿真結(jié)果與權(quán)重值乘積后求和得出，具體如下：

（1）求出指標(biāo)層各指標(biāo)評(píng)價(jià)值Di：

4 結(jié)論

本文提出了一種能滿足多個(gè)細(xì)分市場(chǎng)商用車的評(píng)價(jià)方法，采用了統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)理論，形成了一種對(duì)商用車綜合能力進(jìn)行更加全面的評(píng)價(jià)的方法，為不同細(xì)分市場(chǎng)車輛的動(dòng)力匹配提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 余志生.汽車?yán)碚?6版[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[2] 刑如飛，管欣，田承偉， et al.汽車操縱穩(wěn)定性主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定方法[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（工），v.39（S1）：33-38.

[3] 王化吉，宗長(zhǎng)富，管欣，等.基于模糊層次分析法的汽車操縱穩(wěn)定性主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定方法[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2011， 47（024）：83- 90.

[4] 許樹(shù)柏.實(shí)用決策方法：層次分析法原理[M].天津大學(xué)出版社， 1988.