高鐵客艙人機工效模糊評價研究

陸瀚 祝媛 胡明珠

【摘要】 針對高鐵客艙系統(tǒng)因素與評價指標的模糊性，結合模糊理論，建立高鐵客艙人機工效評價體系。對高鐵客艙對評價指標預處理、隸屬度構造函數(shù)以及模糊算子進行討論，并結合實例證明該體系的有效性。

【關鍵詞】 高鐵客艙 模糊綜合評價 人機工

一、模糊綜合評價模型

模糊綜合評價是應用模糊關系合成的原理，將一些不易定量的因素定量化，從多個因素對被評價的對象隸屬等級狀況進行綜合評價的方法[1]。設給定論域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A的隸屬度。

模糊綜合評價方法就是在模糊集合理論的基礎上形成一種綜合評價方法，其基本思想是[2]：設評價指標集U={u1，u1，…，un}，評價集：V={v1，v2，…，un}。對第i個指標ui的模糊評價為V上的模糊子集。由于評價等級有m個，對第i個指標ui就有一個相應的隸屬度向量：Ri=（μi1，μi1，…，μim）（i=1，2，…，m）

因此，指標集U內各指標的隸屬度向量組成隸屬度矩陣，即模糊評價矩陣R為：R=（R1 R2…Rn）T

設對指標的權分配為指標集U上的模糊子集W，記為：

W={w1，w2，…，wn}

結合矩陣模糊復合運算可以得到U×V上的模糊評價結果：B=W·R

利用矩陣模糊復合運算可以得到U×V上的模糊評價值：Y=B 。VT

式中：“。”——模糊算子。

二、評價指標隸屬度函數(shù)的構造

高鐵客艙人機工效評價體系中包含定性指標及定量指標，因此必須對各指標進行規(guī)范化處理，將各指標值變換到[0，1]區(qū)間范圍內，使其滿足歸一化和無量綱條件 [3]。

1、取值越大越好型指標

2、取值越小越好型指標

3、取值適中型指標

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

三、實例研究

本文以成灌高鐵客艙坐姿可達性為例，對指標體系中的子目標“坐姿可達性”（Os）進行模糊綜合評價，具體過程如下：

（1）評價對象：Os（Us）坐姿可達性。評價指標集：Us={us1，us2，us3}，具體對應的含義為{對座座椅靠背距離，壁板厚度，沙發(fā)長度}，由測量值計算出指標值Us={0.2，0.45，0.54}。（2）確定評價等級：V=（v1，v2，v3，v4，v5）=（0.9，0.7，0.5，0.3，0.1），分別對應“好”“較好”“一般”“較差”“差”五個評價等級。（3）根據(jù)調查分析確定的指標常權重系數(shù)：W={w1，w2，w3}={0.4，0.3，0.3}。

（4）結合預處理指標值輸出模糊評價矩陣：

（5）由于有界和、有界積M（⊕，·）模糊算子能夠對所有評價權重系數(shù)值均衡兼顧，較適用于全部指標的綜合評價情況，可得：B=W。R={0.08，0.32，0.35，0.25，0}。

（6）模糊綜合評價值：

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，結合評價等級分值可知坐姿可達性處于工效“一般”與“較好”之間。通過與乘客交流得知，該綜合評價結果與乘客感受一致性高，證明了模糊綜合評價的合理性與可行性。

四、結論

為準確評價高鐵客艙人機功效水平，結合模糊數(shù)學理論建立客艙人機工效評價體系，討論評價指標隸屬度、評價指標權重以及模糊算子，旨在：（1）選擇與高鐵客艙人機工效匹配的評價方法；（2）針對高鐵客艙評價構造匹配的隸屬度函數(shù)。成灌高鐵客艙的實例分析驗證了應用模糊綜合評價在高鐵客艙人機工效綜合評價中的合理性和可行性。

參 考 文 獻

[1] 汪培莊. 模糊集合論及其應用[M]. 上海：上海科學技術出版社.1983.

[2] 謝季堅，劉承平. 模糊數(shù)學方法及其應用[M]. 武漢：華中科技大學出版社.2005.

[3] 劉啟越. 民用飛機駕駛艙人機工效評價方法研究[D]. 南京：南京航空航天大學，2013.