基于模糊評價的高速列車旅客綜合舒適度和策略研究

鄧勇韜 林建輝 丁建明

(西南交通大學機械工程學院,四川成都 610031)

基于模糊評價的高速列車旅客綜合舒適度和策略研究

鄧勇韜 林建輝 丁建明

(西南交通大學機械工程學院,四川成都 610031)

從高速列車乘客人體舒適度出發,分析影響旅客人體舒適度的主要因素,確定評估旅客舒適度的評價指標體系,采用模糊綜合評價方法。結合高速列車旅客問卷調查結果,對目前高速列車人體舒適度進行綜合評價,并就評價因素中評分較低因素如何提高并改善提出相關建議與措施。

高速列車 人體舒適度 模糊評價 策略

表3-1 量表的相關系數

表3-2

1 研究背景

中國高速鐵路的興建從1999年的秦沈客運專線開始，經過10多年國家對高速鐵路(以下簡稱高鐵)大力與改造，先后通過《“十五”期間鐵路提速規劃》，《中長期鐵路網規劃》，中國鐵路第六次大提速等計劃，中國目前已經建成世界上最大規模以及最高運營速度的高速鐵路網。高速鐵路是為人服務的，我們在追求安全運行的同時，也不可遺忘的是乘坐的質量，即舒適度。在鐵路改革的當下，提高乘坐的舒適度，不僅能提高企業利潤和客戶忠誠度，對于企業運輸形象的塑造和企業可持續發展機會的創造更是有積極作用。本文綜合考慮后擬采用振動、噪聲、氣壓、溫度、濕度、照明六個物理指標作為構成人體舒適度的因素，并采用模擬綜合評判方法對高鐵乘客在六個方面的物理指標做一個綜合舒適度評，并在此基礎上就如何提高高速鐵路乘客舒適度提供相關建議與措施。的語言進行描述，比如評價某地的經濟效益可以用V={好，較好，差，一般差，非常差}來形容。本文舒適度的評價集V5={非常舒適，比較舒適，舒適，稍微不舒適，非常不舒適}。

單獨從一個因素進行評價，以確定評價對象對評價集合的隸屬程度，稱為單因素模糊評價在構造了等級模糊子集后[4]，就要逐個對被評價對象從每個因素μi=（i =1,2…m） 上進行量化，也就是確定從單因素來看被評價對象對各等級模糊子集的隸屬度，進而得到模糊關系矩陣：

表3-3 綜合舒適度評價指標趨向圖

2 模糊評價方法以及模型的建立

2.1 模糊綜合評價的概念

在客觀世界中，存在大量的模糊概念和模糊現象。模糊數學就是試圖用數學工具解決模糊事物方面的問題。模糊綜合評價就是以模糊數學為基礎，應用模糊關系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，從多個因素對被評價事物的等級狀況進行綜合性評價的一種方法。

2.2 模糊綜合評價的模型

(1)建立評價對象的因素論域U=｛μ1，μ2，…μm｝，在本文中，有六個評價指標，表明我們對被評價對象從振動、噪聲、氣壓、溫度、濕度、照明共六個方面來進行評判描敘。

(2)確定評語等級論域。評語集是評價者對被評價對象可能做出的各種評價結果做出的集合，用V表示；V=｛v1，v2…vm｝，實際上這就是對被評價對象變化區間的一個劃分，其中Vi代表第i個評價結果，n為總的評價結果數。具體等級可以依據評價內容用適當

其中rij=（i=1,2…m,j =1,2…n ）表示某個被評價對象從因素ui來看對等級vj模糊子集的隸屬度。根據上面定義的U、V、R將(U，V，R)定義為一個綜合評價模型。

本文在實際操作中應用到以前研究中得到的權重A={0.342、0.351、0.136、0.058、0.058、0.055}。

(4)多因素模糊評價。模糊綜合評價模型為：

2.3 調查問卷

本文在運行的鄭西客運專線上以及京滬高鐵發放綜合舒適度調查問卷，收回有效問卷220分，確保問卷調查結果分析有效，對問卷調查結果進行信度和效度分析。

重測信度是指采用同一量表對同一組研究對象先后進行2次測量所得結果的穩定性，一般采用組內相關系數(以下簡稱ICC，intraclass correlation coefficient)作為衡量指標，判斷量表是否因時而異，ICC越高，表示測量結果的穩定性越好。

ICC的判斷標準為：ICC〈0.40為穩定性“差”，介于0.40～0.75之間為穩定性“良好”，ICC〉0.75為穩定性“佳”。此次研究發現，量表的2次測量的ICC為0.811，介于0.722—0.879之間，為穩定性“良好”或“佳”，說明量表的穩定性較好。

克隆巴赫系數(Cronbach’Sα)是評價量表內部一致性的經典方法[10]，Cronbach’S α系數〉0.80表示內部一致性極好，介于0.6～0.8之間表示較好，〈0.6表示內部一致性較差。分析結果如表3-2所示，綜合舒適度量表的Cronbach’S α系數達到0.811符合心理測量學對量表的要求。因此可認為量表具有較好的內部一致性，可較穩定地反映調查對象的綜合舒適度水平，能夠用于評價綜合舒適度心理因素。

3 確定評價結果

根據指標權重向量以及隸屬度矩陣，運用模糊綜合評價模型，計算得到綜合舒適度的綜合評價結果，并歸一化得到。

B=A?R =(0.268,0.353，0.245，0.106，0.025)，對結果歸一化處理得到B=(0.258 0.352 0.272 0.099 0.019)，按綜合舒適度向量對應的分數(10，8，6，4，2)，得到最后的高速鐵路綜合舒適度的結果為7.46，對應的舒適等級為比較舒適8和舒適6之間，隸屬于比較舒適。同時進一步對個個評價指標得到結果如表3-3。

表3-3表明，高速列車在綜合舒適度方面得到了旅客們的認可，這是值得肯定得成績。但在噪聲和氣壓舒適度方面旅客評價相對于其他方面較低，還有待進一步的提高，以滿足旅客的舒適度需求。

4 提高旅客綜合舒適度策略

4.1 提高噪聲舒適度

在以往從理論分析和實際測量都可看出，在高速動車的車內噪聲測試中，車內噪聲受車外弓網氣動噪聲，輪軌噪聲，轉向架噪聲影響較大，高速列車的最大聲強度區域在頂部兩小區域，主要受氣動噪聲和弓座振動輻射噪聲的影響。同時考慮到車內噪聲分布不均，各點頻率有較大差異，但車內噪聲能量主要分布在中低頻(25Hz到1600Hz)范圍的特點，因此可以考慮嘗試在列車頂部夾層中加裝中高頻吸聲材料，詳細分析弓座的振動頻率和頂板區域的振動頻率，避開共振點，降低共振強度。

4.2 提高氣壓舒適度

(1)加強列車氣密性

車體結構的氣密性對列車車內氣壓波動產生直接的影響，因此需要嚴格地控制列車的氣密性。通過加強車門、車窗、風擋等部分的氣密性，防止車內空氣通過這些泄漏點與車外大氣產生對流。

(2)合理選擇進、出風口安裝位置

車內氣壓波動主要是由于車外氣壓波動通過換氣系統傳遞到車內形成的，可把新風口的位置選擇在車外氣壓波動相對較小，且比較干凈的區域。既能減小空氣雜質對進氣裝置的影響，又可減小換氣裝置的負荷，保證正常的新風量需求。

(3)提高風機風量控制能力

換氣系統采用高靜壓低風量風機為車內提供新風。通過提升風機的轉速，以及調整風機葉片的結構，降低其空氣阻力，最終達到提升風機控制車內氣壓的能力。

4.3 提高其他方面的舒適度

在車輛的整個運行的過程中，振動被認為是主要的影響因素。隨著制造業和軌道交通的發展，現在的高速列車振動已經非常平穩了，在文中的模糊綜合評價中可以看出，乘客對高速列車的振動舒適度評分為8分，屬于比較舒適，這是值得肯定得。高速列車隧道運行時振動加劇，振動舒適度性能有惡化的趨勢，這也將是振動舒適度改進的方向。

5 結語

中國高速列車向來以安全、可靠、舒適、便捷作為服務目標。本文通過對高速列車綜合舒適度評價模型研究，并且針對模型評價結果，提出了列車改進意見，為今后高速列車的設計與車輛優化提供了理論參考。為了提高高速列車的乘客滿意度，提升鐵路企業的企業形象與服務質量，我國鐵路在提高行車速度和保證旅客安全的基礎上正在進一步改善列車乘坐環境，以優良配套設施和人性化服務提高客車乘坐環境和舒適度，以不斷完善的客車設施吸引大量旅客。

[1]鄭健.中國鐵路發展規劃與建設實踐[J].城市交通,2010,1.

[2]高宏偉.鐵路改革與激勵約束機制[M].經濟科學出版社,2004.

[3]彭祖贈,孫韞玉.模糊(Fuzzy)數學及其應用[M].武漢大學出版社, 2002.

[4]陳水利,李敬功,王向公.模糊集理論及其應用[M].科學出版社, 2005.

[5]張鐵男,李晶蕾.對多級模糊綜合評價方法的應用研究[J].哈爾濱工程大學學報,2002,23(3):132-135.