摘要：經(jīng)濟(jì)和汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了道路運(yùn)輸業(yè)。從營(yíng)運(yùn)車輛操縱穩(wěn)定性的主客觀評(píng)價(jià)相互配合的角度出發(fā)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，首先建立操縱穩(wěn)定性的主客觀綜合評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用層次分析法確定主客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，其次選擇對(duì)三輛營(yíng)運(yùn)車輛進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，收集影響操縱穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)，最后運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)試驗(yàn)車輛的操縱穩(wěn)定性的各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)算和評(píng)價(jià)，得出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，為營(yíng)運(yùn)車輛的操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：操縱穩(wěn)定性；主客觀評(píng)價(jià)；層次分析法；模糊綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：U461 收稿日期：2024-02-10

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.04.027

1 前言

營(yíng)運(yùn)車輛包括貨車、客車、公交車、網(wǎng)約車和出租車等，是以盈利為目的的道路運(yùn)輸機(jī)動(dòng)車。這種車型使人們出行更加便利，也符合低碳環(huán)保的出行選擇。

汽車的操縱穩(wěn)定性是安全使用的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，指車輛在正常行駛時(shí)，面對(duì)外界干擾能夠保持穩(wěn)定。操縱穩(wěn)定性包括操縱性和穩(wěn)定性兩方面，前者是指車輛對(duì)駕駛員指令的響應(yīng)能力，后者是指車輛在面對(duì)干擾時(shí)恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)的能力[1]。

2 理論基礎(chǔ)

2.1 操縱穩(wěn)定性指標(biāo)的確定

我國(guó)操縱穩(wěn)定性能試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)主要包括：根據(jù)JT/T 884—2014要求的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)傳感器所測(cè)得側(cè)向加速度、側(cè)傾角、橫向載荷轉(zhuǎn)移率這些常見(jiàn)的側(cè)翻穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，依據(jù)GB/T 6323—2014設(shè)定的蛇形試驗(yàn)比較分析其最大橫向位移、側(cè)傾角、側(cè)向加速度，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，按中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的側(cè)向加速度值an、不足轉(zhuǎn)向度U、車箱側(cè)傾度K?三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)分[2]，最后對(duì)操縱穩(wěn)定性能各試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和影響因素進(jìn)行總結(jié)。

2.2 主客觀綜合評(píng)價(jià)方法

汽車操縱穩(wěn)定性的評(píng)定一般分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)兩種方法：主觀評(píng)價(jià)法是靠實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)際結(jié)果并結(jié)合自身豐富的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；客觀評(píng)價(jià)法是通過(guò)測(cè)試儀器測(cè)量出被驗(yàn)體的表征性能的物理量。

2.3 層次分析法

層次分析法（AHP）是一種系統(tǒng)分析方法， 可有效地幫助科研人員更好地理解和處理復(fù)雜的決策問(wèn)題。通過(guò)構(gòu)建分層模型，可以更輕松地做出復(fù)雜的決策。通過(guò)層次分析法把目標(biāo)解決研究的問(wèn)題分解為不同的指標(biāo)層，再根據(jù)總目標(biāo)的需求構(gòu)建一個(gè)多層有序遞階的層次結(jié)構(gòu)圖，使各個(gè)相互之間關(guān)聯(lián)影響的指標(biāo)以及隸屬關(guān)系按照不同的階層鋪陳。為構(gòu)建判斷矩陣采用兩兩比較法，其中引入了1～9比率標(biāo)度法，如表1所示[3]。然后根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，將各個(gè)層次的因子按照它們?cè)谡w評(píng)價(jià)結(jié)果的優(yōu)劣進(jìn)行排序。

在判斷矩陣的估計(jì)中，不可避免地存在不一致性問(wèn)題。為此，層次分析法引入了一致性指標(biāo)CI，以判斷矩陣最大特征值λmax與判斷矩陣的階數(shù)差別來(lái)衡量不一致程度。平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI與矩陣階數(shù)n的關(guān)系見(jiàn)表2。

表2顯示，當(dāng)n<3時(shí)，判斷矩陣永遠(yuǎn)具有一致性。判斷矩陣的一致性指標(biāo)CI與同階平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI之比稱為隨機(jī)一致性比率，記作CR，即：

規(guī)定當(dāng)CR<0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有令人滿意的一致性;否則，就需要調(diào)整判斷矩陣，使其滿足CR<0.1。

a.分析系統(tǒng)中各因素之間的關(guān)系，建立層次結(jié)構(gòu)模型。

b.通過(guò)專家咨詢按照表1構(gòu)造出各因素兩兩相互比較的判斷矩陣。對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，可以咨詢多個(gè)專家。

c.計(jì)算單一因素下各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計(jì)算公式為：

式中，aij為矩陣中第i行第j列對(duì)應(yīng)的值；[aij′]為矩陣中第i行第j列對(duì)應(yīng)值的歸一化結(jié)果。

按行將列歸后的元素相加計(jì)算：

得到的列元素按歸一化后計(jì)算得到權(quán)重：

矩陣A的最大特征根計(jì)算：

一致性指標(biāo)計(jì)算：

從表1中查找隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，計(jì)算相對(duì)一致性指標(biāo)：

對(duì)于多人決策時(shí)，采用先分別計(jì)算單個(gè)指標(biāo)權(quán)重，在都符合一致性要求的前提下，取各對(duì)應(yīng)指標(biāo)的算術(shù)平均即為此指標(biāo)的最終權(quán)重。這是多人決策時(shí)最常用的方法。

d.組合權(quán)向量的計(jì)算。

由各準(zhǔn)則對(duì)目標(biāo)的權(quán)向量和各方案對(duì)每一準(zhǔn)則的權(quán)向量計(jì)算各方案對(duì)目標(biāo)的權(quán)向量，該向量就叫組合權(quán)向量。具體方法參考相關(guān)文獻(xiàn)。

3 操縱穩(wěn)定性主客觀綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

3.1 主客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

主客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)確定將典型行駛工況性能（如蛇形試驗(yàn)、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)、抗側(cè)翻穩(wěn)定性試驗(yàn)）的物理指標(biāo)與直線、轉(zhuǎn)彎和應(yīng)急三種工況下的主觀指標(biāo)進(jìn)行匹配，主客觀綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定見(jiàn)表3。

3.2 主客觀評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

本文選取國(guó)外成熟的評(píng)價(jià)體系，建立主觀評(píng)價(jià)為主的操縱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)體系，包括評(píng)價(jià)指標(biāo)項(xiàng)目、駕駛員操作方法、打分依據(jù)和打分方法。再結(jié)合有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員對(duì)三款營(yíng)運(yùn)車輛進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)，再通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)法算出得分。相關(guān)內(nèi)容如表4、表5所示。

3.3 基于AHP技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

為了對(duì)上述選取的案例營(yíng)運(yùn)車輛的操縱穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，得出一個(gè)較為可靠的結(jié)果。同理計(jì)算其他專家單一因素下各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)；然后對(duì)同一指標(biāo)下的其他專家取算術(shù)平均作為單個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；其他指標(biāo)按相似方法確定。最后所確定的計(jì)算權(quán)重如表6～表9所示。

次準(zhǔn)則層中各個(gè)因素對(duì)目標(biāo)層的權(quán)值[A]為：

[A=（0.04697，0.04697，0.01566，0.1057 0.0977，0.1057，0.1908，0.2532，0.1371）]

4 營(yíng)運(yùn)車輛操縱穩(wěn)定性主客觀綜合評(píng)價(jià)

4.1 選取評(píng)價(jià)車輛A、B、C三輛營(yíng)運(yùn)車輛

選取了上汽大通MAXUS、飛碟Q3以及飛碟W5三輛營(yíng)運(yùn)車輛進(jìn)行驗(yàn)，試驗(yàn)車輛如圖1所示。A車（2018年版）L4發(fā)動(dòng)機(jī)，2.5 L排量，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率136馬力；B車（2020年版）1.6 L排量，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率122馬力；C車（2021年版）2.8 L排量，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率156馬力。試驗(yàn)組包括2名經(jīng)驗(yàn)豐富的試驗(yàn)司機(jī)和5名專業(yè)的檢驗(yàn)工程師，試驗(yàn)組成員共同對(duì)這三輛試驗(yàn)車進(jìn)行操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)以及操縱穩(wěn)定性指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)。

4.2 評(píng)價(jià)集的建立

本文建立評(píng)語(yǔ)集[V=v1，v2，…，v5]={“很好”，“比較好”，“一般”，“較差”，“很差”}。汽車操縱穩(wěn)定性的模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算公式為：[B=A?R]。

4.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

如表10～表12所示，由上文評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重向量A，通過(guò)構(gòu)建出9×5的權(quán)重判斷矩陣R。對(duì)此采用最大隸屬法和賦值法對(duì)車輛操縱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)一步分析。

4.4 最大隸屬法

隸屬度是在0～1之間的一個(gè)數(shù)，用來(lái)表示評(píng)價(jià)對(duì)象（A，B，C）對(duì)評(píng)語(yǔ)集（很好，比較好，一般，較差，很差）的歸屬程度，根據(jù)最大隸屬度法集合最大隸屬度法則，A、B、C三輛車評(píng)語(yǔ)集中權(quán)重最高的即為綜合評(píng)價(jià)結(jié)果[4]。

如表13所示，對(duì)營(yíng)運(yùn)車輛操縱穩(wěn)定性模型綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，建立隸屬度表，進(jìn)行分析得到5個(gè)評(píng)語(yǔ)集隸屬度。由數(shù)據(jù)可知，最終綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果依次為“比較好”“一般”“一般”。車型A：B=（0.2271，0.3369，0.2721，0.1382，0.02532），這一結(jié)果表明，22.71%認(rèn)為該車的操縱穩(wěn)定性“很好”，33.69%認(rèn)為“比較好”，27.21%認(rèn)為“一般”，13.82%認(rèn)為“較差”，2.532%的專家認(rèn)為“很差”。以下同理。車型B：B=（0，0.3695，0.4141，0.216，0）表明，41.41%的專家認(rèn)為“一般”；車型C：B=（0，0.3222，0.5356，0.3177，0）表明，53.56%認(rèn)為“一般”。

4.5 加權(quán)平均法

在廣泛調(diào)查和參考相關(guān)的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，選址評(píng)價(jià)等級(jí)一般量化為100分制，令[V=10，30，50，70，90]，具體見(jiàn)表14。

針對(duì)四個(gè)評(píng)語(yǔ)的評(píng)判等級(jí)（很好，比較好，一般，較差，很差），分別賦分為90，70，50，30，10分[5]；可計(jì)算得出綜合得分值。

模糊綜合評(píng)價(jià)的綜合得分[ V=i=1mBiVii=1mBi]，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表15。

由加權(quán)平均法可知：車型A的營(yíng)運(yùn)車輛操47b514b6b76e75f21e9dc978b9d82cc2b4c97c9b089aab7b0e84fc9aea026b52縱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)介于“一般”和“比較好”之間，且接近于“比較好”；車型B、C的綜合評(píng)價(jià)介于“一般”和“比較好”之間，且接近于“一般”。

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于GB/T 6323—2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》和QC/T 480《汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限值與評(píng)價(jià)方法》，構(gòu)建了營(yíng)運(yùn)車輛操縱穩(wěn)定性主客觀評(píng)價(jià)體系，通過(guò)層次分析法得到確定指標(biāo)權(quán)重。其次結(jié)合A、B、C三款營(yíng)運(yùn)車輛進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，通過(guò)邀請(qǐng)專業(yè)且經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員進(jìn)行試驗(yàn)及主觀評(píng)價(jià)，對(duì)三輛營(yíng)運(yùn)車輛操縱穩(wěn)定性的主客觀綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)判，驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的有效性。采用最大隸屬法和加權(quán)平均法對(duì)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析，得出三輛營(yíng)運(yùn)車輛操縱穩(wěn)定性的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探索不同駕駛環(huán)境下的汽車操縱穩(wěn)定性，并結(jié)合智能駕駛技術(shù)，深入研究其對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響，以提高駕駛安全性和車輛性能。

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作者簡(jiǎn)介：

周俊，男，1990年生，工程師，研究方向?yàn)檐囕v法規(guī)及認(rèn)證。

張思聰（通訊作者），男，1989年生，助理工程師，研究方向?yàn)檐囕v法規(guī)及認(rèn)證。