基于模糊層次綜合分析法的戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)研究

張振霖

（安徽工程大學(xué) 體育學(xué)院，蕪湖241000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和健康意識(shí)的提高，登山、滑雪、攀巖等各種戶外運(yùn)動(dòng)逐漸成為人們追捧的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目［1-3］.而對(duì)參加上述運(yùn)動(dòng)的必備裝備——戶外運(yùn)動(dòng)服裝（登山服、滑雪服、沖鋒衣）的服用性能準(zhǔn)確評(píng)測(cè)結(jié)果是判斷其產(chǎn)品能否安全出行的重要依據(jù)［4］.然而，目前關(guān)于登山服、滑雪服、沖鋒衣的研究主要集中在材料性能優(yōu)化、功能開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和運(yùn)動(dòng)行為分析及單一性能等方面的評(píng)測(cè)研究，但關(guān)于綜合考慮服裝舒適性能和安全防護(hù)性能的綜合評(píng)價(jià)方法的研究較為罕見(jiàn)［5-7］.殊不知，制約一件服裝是否能夠被銷售出去的關(guān)鍵不僅取決于某一項(xiàng)性能或者某幾項(xiàng)性能指標(biāo)的高低，而是多項(xiàng)性能的綜合評(píng)測(cè)結(jié)果［8-9］.而不同性能的測(cè)試方法、測(cè)試結(jié)果的數(shù)值存在顯著差異.因此，如何將不同的指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱處理，構(gòu)建一個(gè)綜合考慮服用性能和安全防護(hù)性能及特殊功能要求的評(píng)價(jià)體系顯得尤為重要［10-11］.此外，目前關(guān)于戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)僅是針對(duì)特殊功能要求給出了各指標(biāo)等級(jí)的分界值，各生產(chǎn)廠商也嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，但是如何將各指標(biāo)統(tǒng)一進(jìn)行量化評(píng)級(jí)未見(jiàn)報(bào)道.同時(shí)，目前戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均沒(méi)有考慮不同考核指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品總體質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)的權(quán)重［1，6］.因此，建立一個(gè)綜合考慮穿著舒適性能和安全防護(hù)性能的綜合評(píng)測(cè)系統(tǒng)是十分必要的.

而建立這個(gè)評(píng)級(jí)系統(tǒng)的前提就是將戶外運(yùn)動(dòng)服裝服用性能相關(guān)指標(biāo)和安全防護(hù)性能相關(guān)指標(biāo)放在一起綜合考慮［10-11］.這必然會(huì)牽涉很多評(píng)價(jià)指標(biāo)，這些評(píng)價(jià)指標(biāo)可能是定量的，也有可能是定性的、模糊的或者無(wú)法給出準(zhǔn)確的數(shù)值［8-10］.而模糊綜合層次分析法正是為了解決牽涉多個(gè)指標(biāo)且邊界模糊、無(wú)法定量描述的復(fù)雜問(wèn)題而誕生的.因此，本文提出通過(guò)采用模糊綜合評(píng)價(jià)法運(yùn)用到戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，并與層次分析法相結(jié)合，建立綜合考慮戶外運(yùn)動(dòng)服裝服用性能相關(guān)指標(biāo)和安全防護(hù)性能相關(guān)指標(biāo)的多層次性能評(píng)價(jià)體系，以期為戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的完善提供參考.并與實(shí)驗(yàn)客觀評(píng)測(cè)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證此評(píng)價(jià)體系的實(shí)用性和可靠性.

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

以200份戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者關(guān)于戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)測(cè)調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)為依據(jù)，參照戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品的性能評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)［6-9］，結(jié)合戶外運(yùn)動(dòng)服裝相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，并遵循標(biāo)準(zhǔn)體系的建立原則，運(yùn)用層次分析法將戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)體系分成A、B、C三層.其中，A層為目標(biāo)層，指戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)體系構(gòu)建；B層是評(píng)價(jià)體系的一級(jí)指標(biāo)，主要包括B1穿著舒適性相關(guān)指標(biāo)、B2安全防護(hù)性能相關(guān)指標(biāo)；C層又可以細(xì)分成C1保暖性、C2防水性、C3透氣性、C4透濕性、C5速干性、C6抗紫外線性能、C7抗靜電性能、C8抗菌防臭性能8個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，具體層次結(jié)構(gòu)模型如圖1所示.

圖1 戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

正如層次分析結(jié)構(gòu)模型所示：除最高層為一個(gè)元素外，其余各層均含若干個(gè)元素，而且由調(diào)研數(shù)據(jù)可知，每個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要程度并不相同，因此必須分別給出每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重.本文采用T.L.staaty提出的1～9標(biāo)度量表進(jìn)行每層指標(biāo)重要度的判定實(shí)驗(yàn).具體過(guò)程如下：邀請(qǐng)五位專家（具有大專以上學(xué)歷，從事戶外服裝研究3年以上）按照比例標(biāo)度取值表，如表1所示.以相鄰一層為基準(zhǔn)，進(jìn)行同層指標(biāo)兩兩指標(biāo)重要度比較，并給出其相應(yīng)判斷.為保證評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性、可重復(fù)性、穩(wěn)定性，在評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定過(guò)程中，反復(fù)詢問(wèn)同層指標(biāo)中任意兩個(gè)指標(biāo)間的重要程度，確保結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定后，再進(jìn)行每個(gè)指標(biāo)判斷矩陣的構(gòu)建.

表1 T.L.staaty比例標(biāo)度取值表

為了消除評(píng)判過(guò)程指標(biāo)之間重要度不一致的結(jié)果，必須對(duì)構(gòu)建的判斷矩陣進(jìn)行一致性和隨機(jī)性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)計(jì)算公式為：

而由相關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論可知，僅僅依靠C.I.值作為指標(biāo)是否一致性標(biāo)準(zhǔn)并不完全可靠，需要消除因矩陣階數(shù)造成的判斷矩陣不一致現(xiàn)象，因此，本文又引入了C.R.判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率，其計(jì)算公式如式（2）.

其中，C.I.為判斷矩陣一致性指標(biāo)；R.I.為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，具體數(shù)值如表2所示.

表2 R.I.取值列表

另外，由統(tǒng)計(jì)理論知識(shí)可知：對(duì)于n≥3的判斷矩陣，當(dāng)C.R.≤0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的；否則，認(rèn)為判斷矩陣偏離一致性程度過(guò)大，對(duì)判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整，使其具有滿意的一致性，確保所有指標(biāo)的判斷矩陣均符合一致性檢驗(yàn)表要求為止.

為研究各層各指標(biāo)對(duì)總目標(biāo)的影響，需給出各指標(biāo)對(duì)應(yīng)總目標(biāo)的權(quán)重，稱作合成權(quán)重，其計(jì)算公式為：

其中，QACi為C層第i個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)總目標(biāo)A的權(quán)重；QBi為B層第i指標(biāo)的權(quán)重，QCi為C層第i指標(biāo)的權(quán)重.

邀請(qǐng)5位戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者和5位戶外服裝研究者，依據(jù)表1比例標(biāo)度值，對(duì)戶外服裝各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行兩兩對(duì)比打分，并將每位專家對(duì)各指標(biāo)打分的平均值作為其指標(biāo)權(quán)重值.再將各層指標(biāo)的權(quán)重值代入公式3求解其合成權(quán)重，具體計(jì)算結(jié)果如表3所示.

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重列表

3 綜合評(píng)語(yǔ)集與評(píng)測(cè)判斷矩陣確定

根據(jù)戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的使用體驗(yàn)［8-9］，建立戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)的評(píng)語(yǔ)集，本文的整體性能主觀評(píng)語(yǔ)共分5個(gè)等語(yǔ)內(nèi)涵解釋見(jiàn)表4.

表4 評(píng)語(yǔ)集及等級(jí)標(biāo)度值

為準(zhǔn)確研究整體主觀評(píng)價(jià)與各評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬程度，本文選擇5位戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者和5位戶外服裝研究者，參與主觀實(shí)驗(yàn)，對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)于整體性能的隸屬度進(jìn)行判斷，并給出其具體隸屬程度，取其平均值，作為最終各因素隸屬程度數(shù)值，詳細(xì)結(jié)果如表5所示.

表5 各因素對(duì)應(yīng)隸屬程度

由表5可知，C層各因素對(duì)應(yīng)戶外服裝整體性能的模糊矩陣分別為：

其中，C1表示舒適性各指標(biāo)的模糊評(píng)測(cè)矩陣；B1為舒適性各指標(biāo)的權(quán)重集；R1為舒適性中的各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的模糊判斷矩陣.

C2=B2·R2=

其中，C2表示安全防護(hù)性各指標(biāo)的模糊評(píng)測(cè)矩陣；B2為安全防護(hù)性各指標(biāo)的權(quán)重集；R2為安全防護(hù)性中的各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的模糊判斷矩陣.

4 結(jié)果驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文提出的模糊綜合評(píng)價(jià)模型的準(zhǔn)確性和有效性，本文選擇了市面上銷量比較靠前的五款戶外運(yùn)動(dòng)服裝（沖鋒衣）作為驗(yàn)證試驗(yàn)樣品，具體產(chǎn)品各項(xiàng)物理測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6所示.同時(shí)，邀請(qǐng)5位有戶外運(yùn)動(dòng)服裝穿著體驗(yàn)的消費(fèi)者和5位從事戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究方面專家對(duì)其產(chǎn)品性能進(jìn)行綜合評(píng)判，即各項(xiàng)性能進(jìn)行賦值，其值如表7所示.

表6 五款戶外運(yùn)動(dòng)服裝的各項(xiàng)物理測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表6可知，五款戶外服裝的保暖性能優(yōu)劣依次為4#＞5#＞2#＞1#＞3#；防水性能優(yōu)劣依次為1#=2#＞3#=1#=3#；透氣性能優(yōu)劣依次為4#＞2#＞5#＞1#＞3#；透 濕 性 能 優(yōu) 劣 依 次 為4#＞5#＞2#＞3#＞1#；速干性能優(yōu)劣依次為4#＞2#＞5#＞1#＞3#；抗紫外線性能優(yōu)劣依次為1#＞4#＞3#＞2#＞5#；抗靜電性能優(yōu)劣依次為1#=4#=5#＞2#＞3#；抗菌防臭性能優(yōu)劣依次為4#＞3#＞1#＞2#=5#.而結(jié)合戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32614-2016的要求可知，五款服裝中4#服裝的綜合性能最高，最差的是3#服裝.

表7 五款戶外運(yùn)動(dòng)服裝的賦值（模糊評(píng)判）結(jié)果

將表7中專家給出的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦值（模糊判斷）結(jié)果帶入本文所建立的模糊綜合評(píng)測(cè)模型，具體計(jì)算過(guò)程如下：

1#、2#、3#、4#、5#服裝的綜合評(píng)分依次為70.364、71.1241、47.98、81.168、66.04，故五款服裝的性能優(yōu)劣依次為4#＞2#＞1#＞5#＞3#，這與表6展示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)相同，充分證明了本文所建立的模糊判斷模型的有效性和準(zhǔn)確性.同時(shí)，從計(jì)算結(jié)果也可發(fā)現(xiàn)目前戶外運(yùn)動(dòng)服裝整體質(zhì)量均未達(dá)到十分滿意，故戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能均有優(yōu)化空間，因此，其可以作為戶外運(yùn)動(dòng)服裝的研究方向之一.

5 結(jié)論

首先，借助層次分析法構(gòu)建三級(jí)戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)指標(biāo)；其次，采用模糊綜合分析法和層次分析法相結(jié)合的方法，構(gòu)建戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能綜合評(píng)語(yǔ)集與綜合評(píng)價(jià)模型；最后，選用5款戶外運(yùn)動(dòng)服裝對(duì)其模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示：目前戶外運(yùn)動(dòng)服裝整體性能均未達(dá)到十分滿意，均存在優(yōu)化空間.這與試驗(yàn)結(jié)果和問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果一致，驗(yàn)證了此評(píng)價(jià)模型的可靠性.另外，此研究成果彌補(bǔ)了目前戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有考慮各評(píng)價(jià)指標(biāo)占干衣機(jī)產(chǎn)品等級(jí)的權(quán)重，或者各指標(biāo)對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)的貢獻(xiàn)度的缺陷，同時(shí)，也豐富了戶外運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)品性能評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)指標(biāo).此外，本模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)是基于戶外運(yùn)動(dòng)服裝穿著舒適性和安全防護(hù)性能建立的，適用于戶外運(yùn)動(dòng)服裝性能評(píng)價(jià)，但是此研究思路和研究方法也適用于其他類型運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)，尤其是服裝產(chǎn)品和體育用品.