熵權法在汽車動力傳動系匹配中的應用

陳正江，劉軍

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

測試試驗

熵權法在汽車動力傳動系匹配中的應用

陳正江，劉軍

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對汽車動力傳動系的匹配過程中，動力性和經濟性的各單項指標均不能全面、客觀體現匹配的合理程度，而熵權法作為一種客觀賦權法，應用在汽車動力傳動系匹配中，通過對汽車動力性和燃油經濟性的多項指標進行客觀的綜合評價，能全面、直觀的反應汽車動力傳動系匹配的合理程度。

熵權法；動力傳動系；匹配

CLC NO.:U461.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)05-83-03

前言

汽車的動力性和經濟性是汽車的基本使用性能，這些性能的好壞，很大程度上取決于汽車動力傳動系匹配的合理程度。在汽車動力傳動系匹配過程中，汽車動力性通常采用最高車速、加速能力、爬坡能力三大指標來評價，經濟性通常用油耗指標來評價。然而，汽車的動力性和經濟性彼此對立，同時動力性的三大指標也相互間具也有一定的獨立性，動力傳動系匹配的合理程度無法用某單項指標全面地體現，需要進行全面的、綜合的評價。

綜合評價是利用數學方法（包括數理統計方法）對一個復雜系統的多個指標信息進行加工和提煉，賦予權重系數，消除量綱，最終統一成一個綜合的指標。權重系數是指在一個領域中，對目標值起權衡作用的數值。權重系數可分為主觀權重系數和客觀權重系數。客觀權重系數是指經過對實際發生的資料進行整理、計算和分析，從而得出的權重系數，客觀性強，例如熵權法等。

1、熵權法

1.1 熵權法概述

熵原本是一熱力學概念，它最先由申農 C. E.Shannon引入信息論 ，稱之為信息熵。現已在工程技術、社會經濟等領域得到十分廣泛的應用。申農定義的信息熵是一個獨立于熱力學熵的概念，但具有熱力學熵的基本性質（單值性、可加性和極值性），并且具有更為廣泛和普遍的意義，所以稱為廣義熵。它是熵概念和熵理論在非熱力學領域泛化應用的一個基本概念。

熵權法是一種客觀賦權方法。在具體使用過程中，熵權法根據各指標的變異程度，利用信息熵計算出各指標的熵權，再通過熵權對各指標的權重進行修正，從而得出較為客觀的指標權重。相對那些主觀賦值法，精度較高、客觀性更強，能夠更好的解釋所得到的結果。

1.2 熵權值計算方法

如現有m個動力傳動系，n個評價指標，形成原始數據矩陣 R= (rij)m×n：

其中rij為第j個指標下第i個動力傳動系的指標值

計算第 j個指標下第 i個動力傳動系的指標值的比重Pij：

計算第j個指標的熵值ej：

計算第j個指標的熵權wj：

確定指標的綜合權數βj：

假設評估者根據自己的目的和要求將指標重要性的權重確定為αj，j=1，2，…，n；結合指標的熵權wj就可以得到指標j的綜合權數：

當各動力傳動系在指標j上的值完全相同時，該指標的熵達到最大值 1，其熵權為零。這說明該指標未能向決策者提供有用的信息，即在該指標下，所有的備選動力傳動系對決策者說是無差異的，可考慮去掉該指標。

2、熵權法在汽車動力傳動系匹配中的應用

2.1 現行的汽車動力傳動系匹配流程

現行的汽車動力傳動系匹配流程如圖1所示。

如圖1所示的流程中，標桿、競品的性能數據主要作為擬開發車型動力性、經濟性指標的目標值確認的輸入，保障擬開發車型的性能具有針對性和競爭力。在備選傳動系利用目標值初選后，一般情況下還會有多組的備選傳動系方案滿足初選條件，這時通常用采用如偏向動力性或者偏向經濟性的方法進行選擇，也用賦予重要性權重進行評價和選擇，這些方法主觀性較強。

2.2 應用熵權法的汽車動力傳動系匹配流程

應用熵權法的汽車動力傳動系匹配流程如圖2所示。

如圖2所示的流程中，標桿、競品的性能數據不僅作為擬開發車型動力性、經濟性指標的目標值確認的輸入，同時也用于性能指標的熵權值推算的輸入。利用競品、標桿的性能數據進行熵權值的推算，能夠充分體現指標權重的針對性和客觀性，從而保障最終篩選出的動力傳動系方案的動力性、經濟性更具目標市場的針對性。

同時，針對滿足初選條件的多個備選動力傳動系方案，應用推算出的指標熵權值，計算出每個方案的綜合評價數值，通過這些綜合評價數據，能夠簡單直觀的對比出哪個動力傳動系方案更具合理性，從而篩選出最佳的動力傳動系方案。

競品、標桿的性能指標數據采用試驗測試值，備選動力傳動系的性能數據一般為仿真計算值。

2.3 應用熵權法的汽車動力傳動系匹配的案例

1）某擬開發車型的競品和標桿車基本信息如表1所示。

表1 競品和標桿車基本信息

2）動力性、經濟性指標熵權計算結果如表2所示。

表2 熵權計算結果

3）根據擬定開發車型的目的及要求，對動力性、經濟性各指標的重要性權重αj賦值如表3所示，則動力性、經濟性指綜合權重計算結果如表3所示。

表3 綜合權重計算結果

4）某擬開發車型備選動力傳動系基本信息及性能目標如表4所示。

表4 備選動力傳動系基本信息及性能目標

5）某擬開發車型滿足初選的動力傳動系方案性指標綜合評價系數計算結果如表5。

表5 綜合系數計算結果

6）根據綜合評價系數的值越大，動力傳動系匹配合理程度越高，可以得出方案3 的動力傳動系匹配的合理性要優于方案2，由此就可以確認方案3為最佳動力傳動系匹配方案。

3、結束語

熵權法作為一種客觀賦權的綜合評價方法，其應用在汽車動力傳動系匹配中，以競品、標桿的指標數據作為賦權輸入，能夠對汽車動力傳動系匹配的合理程度進行客觀的、全面的和直觀的評價。同時，在與重要性賦權法相結合使用時，既能保留綜合權值的客觀性，也能兼顧汽車動力性、經濟性各指標的特定目的和要求，使得對汽車動力傳動系匹配的合理程度的評價更加全面、更加具有針對性。

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Application of entropy method in automobile powertrain matching

Chen Zhengjiang, Liu Jun
（Anhui JiangHuai automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）

The process for application in automobile powertrain matching, each index of power performance and oil economy are not comprehensive and objective response of the rationality.Entropy method is a objective weighting method, it application in automobile powertrain matching,through a comprehensive objective evaluation to the automobile power performance and oil economy,the evaluation is comprehensive and intuitive response of automobile powertrain matching.

entropy method；powertrain；match

U461.2

A

1671-7988(2015)05-83-03

陳正江，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。