汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法
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表 3 操纵稳定性主观评价项目及打分结果 Table 3 Handling and stability subjective indexes and scores
项 目
操纵稳定性 1 转向性能 1. 1 驻车性能 1. 1. 1 驻车力 1. 1. 2 回正性 1. 1. 3 机动性 1. 2 中心区转向 1. 2. 1 响应 1. 2. 2 力矩反馈 1. 2. 3 可预见性 1. 2. 4 弯道转向 1. 3 响应 1. 3. 1 力矩反馈 1. 3. 2 转向力 1. 3. 3 回正性 1. 3. 4 可预见性 1. 4 转向干扰 1. 4. 1 力矩转向 1. 4. 2 跑偏 1. 4. 3 转向冲击 1. 4. 4 单轮冲击 2 稳定性 2. 1 直线稳定性 2. 1. 1 直线加减速 2. 1. 2 加速点头 2. 1. 3 加速能力 2. 2 弯道稳定性 2. 2. 1 转向特征
比较得到判断 bji = 1/ bij
在判断矩阵的估计中 ,不可避免地存在不一
致性问题 。为此 ,A H P 引入了一致性指标 ,以判 断矩阵最大特征值λmax 与判断矩阵阶数的差别来 衡量不一致程度 。表 2 为平均随机一致性指标
RI 与矩阵阶数 n 的关系 。
表 2 平均随机一致性 RI 表 Table 2 Average stochastic consistency indexes RI
1 层次分析法简介
1. 1 层次分析法原理 层次分析 法 ( A H P) [425 ] 是 一 种 系 统 分 析 方
法 ,它适用于将结构错综复杂 、模糊不清的相互关 系转化为定量分析 。其特点是在对复杂决策问题
的本质 、影响因素以及内在关系进行深入分析之
后 ,构建一个层次结构模型 ,然后利用较少的定量 信息 ,把决策的思维过程数学化 ,从而为求解多目 标 、多准则或无结构特性的复杂决策问题 ,提供一 种简便方法 。通常 A H P 把所要研究的问题分解 为不同的组成因素 ,然后根据总目标要求 ,按照各 个因素之间的相互关联影响以及隶属关系将因素
车型 A 车型 B 车型 C
8
8
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6. 5
7. 5
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8ห้องสมุดไป่ตู้
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续表 3
项 目
2. 2. 2 轮胎噪声 2. 2. 3 负荷变化 2. 2. 4 转弯制动 2. 2. 5 道路保持 2. 2. 6 侧倾控制 2. 3 移线性能 2. 3. 1 稳定性 2. 3. 2 可控性 2. 3. 3 可预见性
第 39 卷 增刊 1 2009 年 3 月
吉林大学学报 (工学版)
Jo urnal of Jilin U niversit y ( Engineering and Technology Edition)
Vol . 39 Sup . 1 Mar . 2009
汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法
询多个专家 。
(3) 计算单一因素下各指标的相对权重 (采用
和法计算) ,并进行一致性检验 。
① 矩阵的元素按列归一化计算
n
∑ a’ij = aij /
aij
(2)
i =1
② 将按列归一化后的元素按行相加计算
n
∑ a’i =
a’ij
(3)
j =1
③ 将按行 相 加 计 算得 到 的列 元 素 归 一 化计
我国汽车自主研发起步较晚 ,目前各大汽车 公司还没有形成一套完整而又科学的汽车性能主
收稿日期 :2008203220. 基金项目 “: 863”国家高技术研究发展计划项目 (2006AA110101) . 作者简介 :刑如飞 (1974 - ) ,男 ,博士研究生. 研究方向 :汽车性能评价. E2mail :rufei. xing @brilliance2auto . com 通信作者 :宗长富 (1962 - ) ,男 ,教授 ,博士生导师. 研究方向 :汽车动态仿真与控制. E2mail :cfzong @yahoo . com. cn
阶数
RI
阶数
RI
1
0
9
1. 46
2
0
10
1. 49
3
0. 52
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5
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6
1. 26
14
1. 58
7
1. 36
15
1. 59
8
1. 41
表 2 显示 ,当 n < 3 时 ,判断矩阵永远具有一
致性 。判断矩阵的一致性指标 CI 与同阶平均随 机一致性指标 RI 之比称为随机一致性比率 ,记 作 CR ,即
Abstract :There are co mplex multi2level multi2indexes in t he subjective evaluatio n system , it is easy to evaluate o ne p ropert y but difficult to t he whole performance of handling and stabilit y. The weight of subjective evaluatio n indexes was o btained based o n A nalytic Hierarchy Process , and t he result of t he whole performance evaluatio n wit h t he scores of single index was given. The p ropo sed met hod can p rovide a scientific reference of benchmark and t urning for vehicle handling and stabilit y. Key words : vehicle engineering ; handling and stabilit y ; subjective evaluatio n ; analytic hierarchy p rocess
( 1. S t ate Key L aboratory of A utomobi les D y namic S i m ul ation , J i li n U ni versit y , Chan gchun 130022 , Chi na; 2. S hen g y an g B ri l li ance J i nbei A utomobi le Co. , L t d , R &D Center , S hen g y an g 110141 , Chi na)
刑如飞1 ,2 ,管 欣1 ,田承伟1 ,宗长富1 ,刘立国2
(1. 吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 ,长春 130022 ; 2. 沈阳华晨金杯汽车有限公司 研发中心 , 沈阳 110141)
摘 要 :汽车操纵稳定性主观评价体系包含结构复杂的多层次多指标 ,针对其单项指标的评价 相对容易 、整体性能的主观评价比较困难的情况 ,运用层次分析法确定操纵稳定性各级指标权 重 ,并将其与汽车各底层指标主观评分相结合 ,得到了操纵稳定性的整体性能评价结果 ,为汽 车性能定标提供科学依据 。 关键词 :车辆工程 ; 操纵稳定性 ; 主观评价 ; 层次分析法 中图分类号 : U461. 6 文献标识码 :A 文章编号 :167125497 (2009) Sup . 120033206
算即得权重
n
∑ W i = a’j / a’i
(4)
i
④计算矩阵 A 的最大特征根
∑ λmax
=
1 n
( AW ) i Wi
(5)
⑤ 计算一致性指标
CI = (λmax - n) / ( n - 1)
(6)
⑥从表 2 中查找随机一致性指标 RI ,计算相
对一致性指标
CR = CI/ RI 对于多人决策时 , 采用先分别计算单个指标
按不同层次聚集组合 ,形成一个多层有序递阶的 层次结构图 。然后两两比较每一层次中各因素相 对于上一层目标的相对重要程度 ,构造出两两比 较的判断矩阵 。其中引入了 1～9 比率标度法 ,如 表 1 所示 。然后综合这些判断 ,确定各因素相对 于总目标重要程度的总排序 。
表 1 判断矩阵标度及其意义 Table 1 Explanation of judgment matrix scale
2 操纵稳定性主观评价体系及试验
国外汽车大企业和研发单位都有自己的一套 主观评价体系[123 ] 。参照国外成熟的评价体系 , 结合国内场地实验条件和企业风格 , 建立了具有 企业特色的操纵稳定性主观评价体系 , 包括评价 指标项目 、驾驶员操作方法 、打分依据和打分方 法 。其中打分 方法 采用 S A E 的 十分制 打分 方 法[6] 。在国内某试验场 , 由经验丰富的主观评价 工程师对三款车进行操纵稳定性主观评价试验 。 试验中只对相对简单的底层单项指标进行主观打 分 ,打分结果如表 3 所示 。
汽车性能的主观评价是现代汽车开发的关键 组成部分 ,评价结果的准确与否直接决定了所开 发车型的整体性能优劣[1] 。汽车开发前期 ,为了 确保未来开发的车型具有竞争力 ,根据竞争对手 的水平 ,企业和供应商实力 ,法律法规以及成本等 为所开发车型性能进行定标 ,即确定各性能的目 标值 。主观评价是性能定标的主要手段 ,一套行 之有效的主观评价方法对于汽车的前期开发至关 重要 。其中操纵稳定性是汽车的主要性能之一 ,
Weight of subjective evaluation indexes f or car handl ing and stability
XIN G Ru2fei1 ,2 , GU AN Xin1 , TIAN Cheng2wei1 , ZON G Chang2f u1 ,L IU Li2guo2
随着现代汽车不断向高速化发展 ,操纵稳定性受 到了越来越多的重视 ,操纵稳定性定标成了汽车 前期开发必不可少的关键内容之一[2] 。世界各大 汽车公司都拥有一整套适合自身车型风格的操纵 稳定性主观评价体系和具有一定汽车动力学知识 和过硬驾驶技能的评车师队伍[3] ,这保证了所开 发车型具有相对稳定的性能表现 。
增刊 1
刑如飞 ,等 :汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法
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权重 ,在都符合一致性要求的前提下 ,取各对应指 标的算术平均即为此指标的最终权重 。这是多人 决策时最常用的方法 。
(4) 计算组合权向量 由各准则对目标的权向量和各方案对每一准 则的权向量计算各方案对目标的权向量 , 该向量 就叫组合权向量 。具体方法参考相关文献[4 ] 。
标度
含义
1 3 5 7 9 2 ,4 ,6 ,8
倒数
表示两个因素相比 , 具有同样的重要性 表示两个因素相比 , 一个比另一个稍微重要 表示两个因素相比 , 一个比另一个明显重要 表示两个因素相比 , 一个比另一个强烈重要 表示两个因素相比 , 一个比另一个极端重要 上述相邻判断的中值 因素 i 与因素 j 比较得到的判断 bij ,则因素 j 与 i
CR = CI/ RI
(1)
规定当 CR < 0. 1 时 ,认为判断矩阵具有令人满意
的一致性 ;否则 ,就需要调整判断矩阵 ,使其满足
CR < 0. 1 。
1. 2 层次分析法的基本步骤
(1) 分析系统中各因素之间关系 ,建立层次结
构模型 。
(2) 通过专家咨询按照表 1 构造出各因素两
两相互比较的判断矩阵 。对于复杂问题 ,可以咨
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吉林大学学报 (工学版)
第 39 卷
观评价体系 ,大部分试验驾驶员还不具备准确给 出操纵稳定性主观总体评分的能力 。因此 ,通过 对现有操纵稳定性主观评价体系进行分析 ,将其 与数学方法结合 ,确定定标车型和开发车型的操 纵稳定性主观评分结果 ,为新车型定标提供科学 依据是一种行之有效的方法 。因此 ,作者首先介 绍了操纵稳定性主观评价指标的权重确定方 法 ———层次分析法 ;在建立的主观评价体系基础 上 ,进行了驾驶员操纵稳定性主观评价的场地试 验 ,并给出评分结果 ;通过建立层次分析法结构模 型和判断矩阵 ,确定了汽车操纵稳定性的总体评 分。
项 目
操纵稳定性 1 转向性能 1. 1 驻车性能 1. 1. 1 驻车力 1. 1. 2 回正性 1. 1. 3 机动性 1. 2 中心区转向 1. 2. 1 响应 1. 2. 2 力矩反馈 1. 2. 3 可预见性 1. 2. 4 弯道转向 1. 3 响应 1. 3. 1 力矩反馈 1. 3. 2 转向力 1. 3. 3 回正性 1. 3. 4 可预见性 1. 4 转向干扰 1. 4. 1 力矩转向 1. 4. 2 跑偏 1. 4. 3 转向冲击 1. 4. 4 单轮冲击 2 稳定性 2. 1 直线稳定性 2. 1. 1 直线加减速 2. 1. 2 加速点头 2. 1. 3 加速能力 2. 2 弯道稳定性 2. 2. 1 转向特征
比较得到判断 bji = 1/ bij
在判断矩阵的估计中 ,不可避免地存在不一
致性问题 。为此 ,A H P 引入了一致性指标 ,以判 断矩阵最大特征值λmax 与判断矩阵阶数的差别来 衡量不一致程度 。表 2 为平均随机一致性指标
RI 与矩阵阶数 n 的关系 。
表 2 平均随机一致性 RI 表 Table 2 Average stochastic consistency indexes RI
1 层次分析法简介
1. 1 层次分析法原理 层次分析 法 ( A H P) [425 ] 是 一 种 系 统 分 析 方
法 ,它适用于将结构错综复杂 、模糊不清的相互关 系转化为定量分析 。其特点是在对复杂决策问题
的本质 、影响因素以及内在关系进行深入分析之
后 ,构建一个层次结构模型 ,然后利用较少的定量 信息 ,把决策的思维过程数学化 ,从而为求解多目 标 、多准则或无结构特性的复杂决策问题 ,提供一 种简便方法 。通常 A H P 把所要研究的问题分解 为不同的组成因素 ,然后根据总目标要求 ,按照各 个因素之间的相互关联影响以及隶属关系将因素
车型 A 车型 B 车型 C
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续表 3
项 目
2. 2. 2 轮胎噪声 2. 2. 3 负荷变化 2. 2. 4 转弯制动 2. 2. 5 道路保持 2. 2. 6 侧倾控制 2. 3 移线性能 2. 3. 1 稳定性 2. 3. 2 可控性 2. 3. 3 可预见性
第 39 卷 增刊 1 2009 年 3 月
吉林大学学报 (工学版)
Jo urnal of Jilin U niversit y ( Engineering and Technology Edition)
Vol . 39 Sup . 1 Mar . 2009
汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法
询多个专家 。
(3) 计算单一因素下各指标的相对权重 (采用
和法计算) ,并进行一致性检验 。
① 矩阵的元素按列归一化计算
n
∑ a’ij = aij /
aij
(2)
i =1
② 将按列归一化后的元素按行相加计算
n
∑ a’i =
a’ij
(3)
j =1
③ 将按行 相 加 计 算得 到 的列 元 素 归 一 化计
我国汽车自主研发起步较晚 ,目前各大汽车 公司还没有形成一套完整而又科学的汽车性能主
收稿日期 :2008203220. 基金项目 “: 863”国家高技术研究发展计划项目 (2006AA110101) . 作者简介 :刑如飞 (1974 - ) ,男 ,博士研究生. 研究方向 :汽车性能评价. E2mail :rufei. xing @brilliance2auto . com 通信作者 :宗长富 (1962 - ) ,男 ,教授 ,博士生导师. 研究方向 :汽车动态仿真与控制. E2mail :cfzong @yahoo . com. cn
阶数
RI
阶数
RI
1
0
9
1. 46
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1. 49
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6
1. 26
14
1. 58
7
1. 36
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1. 59
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1. 41
表 2 显示 ,当 n < 3 时 ,判断矩阵永远具有一
致性 。判断矩阵的一致性指标 CI 与同阶平均随 机一致性指标 RI 之比称为随机一致性比率 ,记 作 CR ,即
Abstract :There are co mplex multi2level multi2indexes in t he subjective evaluatio n system , it is easy to evaluate o ne p ropert y but difficult to t he whole performance of handling and stabilit y. The weight of subjective evaluatio n indexes was o btained based o n A nalytic Hierarchy Process , and t he result of t he whole performance evaluatio n wit h t he scores of single index was given. The p ropo sed met hod can p rovide a scientific reference of benchmark and t urning for vehicle handling and stabilit y. Key words : vehicle engineering ; handling and stabilit y ; subjective evaluatio n ; analytic hierarchy p rocess
( 1. S t ate Key L aboratory of A utomobi les D y namic S i m ul ation , J i li n U ni versit y , Chan gchun 130022 , Chi na; 2. S hen g y an g B ri l li ance J i nbei A utomobi le Co. , L t d , R &D Center , S hen g y an g 110141 , Chi na)
刑如飞1 ,2 ,管 欣1 ,田承伟1 ,宗长富1 ,刘立国2
(1. 吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 ,长春 130022 ; 2. 沈阳华晨金杯汽车有限公司 研发中心 , 沈阳 110141)
摘 要 :汽车操纵稳定性主观评价体系包含结构复杂的多层次多指标 ,针对其单项指标的评价 相对容易 、整体性能的主观评价比较困难的情况 ,运用层次分析法确定操纵稳定性各级指标权 重 ,并将其与汽车各底层指标主观评分相结合 ,得到了操纵稳定性的整体性能评价结果 ,为汽 车性能定标提供科学依据 。 关键词 :车辆工程 ; 操纵稳定性 ; 主观评价 ; 层次分析法 中图分类号 : U461. 6 文献标识码 :A 文章编号 :167125497 (2009) Sup . 120033206
算即得权重
n
∑ W i = a’j / a’i
(4)
i
④计算矩阵 A 的最大特征根
∑ λmax
=
1 n
( AW ) i Wi
(5)
⑤ 计算一致性指标
CI = (λmax - n) / ( n - 1)
(6)
⑥从表 2 中查找随机一致性指标 RI ,计算相
对一致性指标
CR = CI/ RI 对于多人决策时 , 采用先分别计算单个指标
按不同层次聚集组合 ,形成一个多层有序递阶的 层次结构图 。然后两两比较每一层次中各因素相 对于上一层目标的相对重要程度 ,构造出两两比 较的判断矩阵 。其中引入了 1～9 比率标度法 ,如 表 1 所示 。然后综合这些判断 ,确定各因素相对 于总目标重要程度的总排序 。
表 1 判断矩阵标度及其意义 Table 1 Explanation of judgment matrix scale
2 操纵稳定性主观评价体系及试验
国外汽车大企业和研发单位都有自己的一套 主观评价体系[123 ] 。参照国外成熟的评价体系 , 结合国内场地实验条件和企业风格 , 建立了具有 企业特色的操纵稳定性主观评价体系 , 包括评价 指标项目 、驾驶员操作方法 、打分依据和打分方 法 。其中打分 方法 采用 S A E 的 十分制 打分 方 法[6] 。在国内某试验场 , 由经验丰富的主观评价 工程师对三款车进行操纵稳定性主观评价试验 。 试验中只对相对简单的底层单项指标进行主观打 分 ,打分结果如表 3 所示 。
汽车性能的主观评价是现代汽车开发的关键 组成部分 ,评价结果的准确与否直接决定了所开 发车型的整体性能优劣[1] 。汽车开发前期 ,为了 确保未来开发的车型具有竞争力 ,根据竞争对手 的水平 ,企业和供应商实力 ,法律法规以及成本等 为所开发车型性能进行定标 ,即确定各性能的目 标值 。主观评价是性能定标的主要手段 ,一套行 之有效的主观评价方法对于汽车的前期开发至关 重要 。其中操纵稳定性是汽车的主要性能之一 ,
Weight of subjective evaluation indexes f or car handl ing and stability
XIN G Ru2fei1 ,2 , GU AN Xin1 , TIAN Cheng2wei1 , ZON G Chang2f u1 ,L IU Li2guo2
随着现代汽车不断向高速化发展 ,操纵稳定性受 到了越来越多的重视 ,操纵稳定性定标成了汽车 前期开发必不可少的关键内容之一[2] 。世界各大 汽车公司都拥有一整套适合自身车型风格的操纵 稳定性主观评价体系和具有一定汽车动力学知识 和过硬驾驶技能的评车师队伍[3] ,这保证了所开 发车型具有相对稳定的性能表现 。
增刊 1
刑如飞 ,等 :汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法
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权重 ,在都符合一致性要求的前提下 ,取各对应指 标的算术平均即为此指标的最终权重 。这是多人 决策时最常用的方法 。
(4) 计算组合权向量 由各准则对目标的权向量和各方案对每一准 则的权向量计算各方案对目标的权向量 , 该向量 就叫组合权向量 。具体方法参考相关文献[4 ] 。
标度
含义
1 3 5 7 9 2 ,4 ,6 ,8
倒数
表示两个因素相比 , 具有同样的重要性 表示两个因素相比 , 一个比另一个稍微重要 表示两个因素相比 , 一个比另一个明显重要 表示两个因素相比 , 一个比另一个强烈重要 表示两个因素相比 , 一个比另一个极端重要 上述相邻判断的中值 因素 i 与因素 j 比较得到的判断 bij ,则因素 j 与 i
CR = CI/ RI
(1)
规定当 CR < 0. 1 时 ,认为判断矩阵具有令人满意
的一致性 ;否则 ,就需要调整判断矩阵 ,使其满足
CR < 0. 1 。
1. 2 层次分析法的基本步骤
(1) 分析系统中各因素之间关系 ,建立层次结
构模型 。
(2) 通过专家咨询按照表 1 构造出各因素两
两相互比较的判断矩阵 。对于复杂问题 ,可以咨
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吉林大学学报 (工学版)
第 39 卷
观评价体系 ,大部分试验驾驶员还不具备准确给 出操纵稳定性主观总体评分的能力 。因此 ,通过 对现有操纵稳定性主观评价体系进行分析 ,将其 与数学方法结合 ,确定定标车型和开发车型的操 纵稳定性主观评分结果 ,为新车型定标提供科学 依据是一种行之有效的方法 。因此 ,作者首先介 绍了操纵稳定性主观评价指标的权重确定方 法 ———层次分析法 ;在建立的主观评价体系基础 上 ,进行了驾驶员操纵稳定性主观评价的场地试 验 ,并给出评分结果 ;通过建立层次分析法结构模 型和判断矩阵 ,确定了汽车操纵稳定性的总体评 分。