基于層次分析法的商用車性能評價方法研究

楊洋 蔡寶 高軍

摘 要：動力性經(jīng)濟性是評價一輛汽車基本能力的重要指標(biāo)。對于商用車來說，不同細(xì)分市場的車型對經(jīng)濟性、動力性的要求有所不同，文章提出了一種運用層次分析法對車輛的動力性經(jīng)濟性綜合能力進行評價的方法，為不同細(xì)分市場下車輛動力總成的選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：動力性;經(jīng)濟性;層次分析法

中圖分類號：U461.2? 文獻標(biāo)識碼：A? 文章編號：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越專業(yè)化，不用細(xì)分市場的車輛的運營工況差異越來越大，所以不同細(xì)分市場的車輛對動力性、經(jīng)濟性要求也有所不同，采用汽車?yán)碚撋蠁我坏膭恿π越?jīng)濟性評價方法已經(jīng)無法滿足越來越細(xì)分的商用車對性能的評價，例如：長途物流牽引車對百公里油耗的要求就遠(yuǎn)高于重載自卸車對油耗的要求，所以不用細(xì)分市場的商用車會匹配不同的動力總成來滿足自身細(xì)分市場的需求，在設(shè)計初期對不同細(xì)分市場車型的動力總成進行合理的匹配也就成為設(shè)計初期的重點。本文采用數(shù)學(xué)和汽車?yán)碚撓嘟Y(jié)合的方法，對動力性經(jīng)濟性指標(biāo)進行進一步分解，探求出滿足不同細(xì)分市場的綜合評價方法[1]。

2 分析方法

本文采用層次結(jié)構(gòu)法（Analytic and Process（AHP））對不同細(xì)分市場商用車的動力性、經(jīng)濟性進行評價。此方法可用于車輛設(shè)計初期動力總成的選取，也可用于競品能力比較。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，通過主觀評價確定的權(quán)重與仿真計算結(jié)果相結(jié)合的方法實現(xiàn)比較產(chǎn)品優(yōu)劣，具體流程如下：

3 動力性經(jīng)濟性評估層次模型建立

根據(jù)商用車分類多的特點，在具體車型開發(fā)初期，根據(jù)該車型目標(biāo)市場具體運營情況明確各級評價，按照層次分析法建立動力性經(jīng)濟性分析模型，通過仿真計算等手段及多用戶評價的方法，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)車型的各級評價指標(biāo)，根據(jù)商用車的使用情況，動力性的評價除了汽車?yán)碚撝屑铀贂r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)市場典型車型，通過車型自帶智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)（GPS等），采集車輛海拔、速度、時間、距離等重要信息，詳情參見下表。

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)分市場運營的車輛動力性評價指標(biāo)見表2：

根據(jù)商用車的實際使用情況，除了等速油耗外，經(jīng)濟性指標(biāo)還需增加工況百公里油耗作為評價指標(biāo)。

3.2 構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)層次指標(biāo)確定商用車動力性經(jīng)濟性的層次結(jié)構(gòu)，對某細(xì)分市場車型動力性經(jīng)濟性指標(biāo)進行分解，形成目標(biāo)層A（目標(biāo)設(shè)計）、準(zhǔn)則層B（中間環(huán)節(jié)）、指標(biāo)層（對準(zhǔn)則層的分解評價）三個維度評價指標(biāo)，詳情參見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)造判斷矩陣對各級指標(biāo)權(quán)重進行評價，此處采用比率標(biāo)度法，可選1至9的判斷尺度對判定矩陣進行評價，由評價者對各級元素的重要度進行打分，形成判斷矩陣，確定各因素對目標(biāo)權(quán)重的貢獻。

3.3.1 構(gòu)建判定矩陣

根據(jù)層次分析模型對該車型動力性經(jīng)濟性各級指標(biāo)判定矩陣如下：

3.3.2 判斷矩陣權(quán)重系數(shù)計算

計算判斷矩陣的單一因素下各指標(biāo)的權(quán)重，按照下列計算各級權(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)來判斷矩陣評價的可信度，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）查出隨機一致性指標(biāo)RI，計算一致性指標(biāo)CR=CI/RI，當(dāng)一致性檢查CR<0.1時，則判斷矩陣可信，否則評價者需重新對判斷矩陣評價。

3.4 仿真計算結(jié)果及處理

設(shè)計初期可借助Cruise等仿真軟件對不同配置車型的指標(biāo)層16項參數(shù)進行計算，得到層次分析模型中各級項目的結(jié)果。此處以n個配置來說明，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個指標(biāo)，但由于不同指標(biāo)的計算結(jié)果單位不同，采用消單位法進行處理，這里需要對計算結(jié)果分為兩類處理，對于第n個配置處理方案如下：

（1）指標(biāo)層C1—C7項結(jié)果（即ni取1到7），考慮前七項指標(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項可轉(zhuǎn)化為無量綱結(jié)果：

（2）指標(biāo)層C9-C16項結(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項可轉(zhuǎn)化無量綱結(jié)果為：

3.5 綜合評價

車輛綜合能力可對各級指標(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)評價值Di：

4 結(jié)論

本文提出了一種能滿足多個細(xì)分市場商用車的評價方法，采用了統(tǒng)計學(xué)的相關(guān)理論，形成了一種對商用車綜合能力進行更加全面的評價的方法，為不同細(xì)分市場車輛的動力匹配提供依據(jù)。

參考文獻

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

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

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

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