营运车辆操纵稳定性主客观综合评价研究

摘要：经济和汽车产业的迅猛发展促进了道路运输业。从营运车辆操纵稳定性的主客观评价相互配合的角度出发进行综合评价，首先建立操纵稳定性的主客观综合评价体系，运用层次分析法确定主客观评价指标的权重系数，其次选择对三辆营运车辆进行实际试验，收集影响操纵稳定性的数据，最后运用模糊综合评价法对试验车辆的操纵稳定性的各评价指标进行测算和评价，得出综合评价结果，为营运车辆的操纵稳定性评价提供指导。

关键词：操纵稳定性；主客观评价；层次分析法；模糊综合评价

中图分类号：U461 收稿日期：2024-02-10

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.04.027

1 前言

营运车辆包括货车、客车、公交车、网约车和出租车等，是以盈利为目的的道路运输机动车。这种车型使人们出行更加便利，也符合低碳环保的出行选择。

汽车的操纵稳定性是安全使用的重要评价指标之一，指车辆在正常行驶时，面对外界干扰能够保持稳定。操纵稳定性包括操纵性和稳定性两方面，前者是指车辆对驾驶员指令的响应能力，后者是指车辆在面对干扰时恢复至稳定状态的能力[1]。

2 理论基础

2.1 操纵稳定性指标的确定

我国操纵稳定性能试验方法和标准主要包括：根据JT/T 884—2014要求的稳态回转试验传感器所测得侧向加速度、侧倾角、横向载荷转移率这些常见的侧翻稳定性的评价指标，依据GB/T 6323—2014设定的蛇形试验比较分析其最大横向位移、侧倾角、侧向加速度，评价标准依据GB/T 6323—2014《汽车操纵稳定性试验方法》的稳态回转试验评价标准，按中性转向点的侧向加速度值an、不足转向度U、车箱侧倾度Kø三项指标进行评价计分[2]，最后对操纵稳定性能各试验的评价指标和影响因素进行总结。

2.2 主客观综合评价方法

汽车操纵稳定性的评定一般分为主观评价和客观评价两种方法：主观评价法是靠实验评价者根据实验时的实际结果并结合自身丰富的经验进行评价；客观评价法是通过测试仪器测量出被验体的表征性能的物理量。

2.3 层次分析法

层次分析法（AHP）是一种系统分析方法， 可有效地帮助科研人员更好地理解和处理复杂的决策问题。通过构建分层模型，可以更轻松地做出复杂的决策。通过层次分析法把目标解决研究的问题分解为不同的指标层，再根据总目标的需求构建一个多层有序递阶的层次结构图，使各个相互之间关联影响的指标以及隶属关系按照不同的阶层铺陈。为构建判断矩阵采用两两比较法，其中引入了1～9比率标度法，如表1所示[3]。然后根据评价结果，将各个层次的因子按照它们在整体评价结果的优劣进行排序。

在判断矩阵的估计中，不可避免地存在不一致性问题。为此，层次分析法引入了一致性指标CI，以判断矩阵最大特征值λmax与判断矩阵的阶数差别来衡量不一致程度。平均随机一致性指标RI与矩阵阶数n的关系见表2。

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：

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。

a.分析系统中各因素之间的关系，建立层次结构模型。

b.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，可以咨询多个专家。

c.计算单一因素下各指标的相对权重，并进行一致性检验。计算公式为：

式中，aij为矩阵中第i行第j列对应的值；[aij′]为矩阵中第i行第j列对应值的归一化结果。

按行将列归后的元素相加计算：

得到的列元素按归一化后计算得到权重：

矩阵A的最大特征根计算：

一致性指标计算：

从表1中查找随机一致性指标RI，计算相对一致性指标：

对于多人决策时，采用先分别计算单个指标权重，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。

d.组合权向量的计算。

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。

3 操纵稳定性主客观综合评价体系构建

3.1 主客观评价指标选取

主客观评价指标确定将典型行驶工况性能（如蛇形试验、稳态回转试验、抗侧翻稳定性试验）的物理指标与直线、转弯和应急三种工况下的主观指标进行匹配，主客观综合评价指标的确定见表3。

3.2 主客观评价体系构建

本文选取国外成熟的评价体系，建立主观评价为主的操纵稳定性综合评价体系，包括评价指标项目、驾驶员操作方法、打分依据和打分方法。再结合有经验的驾驶员对三款营运车辆进行试验评价，再通过模糊综合评价法算出得分。相关内容如表4、表5所示。

3.3 基于AHP技术的评价指标权重计算

为了对上述选取的案例营运车辆的操纵稳定性进行准确的评价，得出一个较为可靠的结果。同理计算其他专家单一因素下各指标的相对权重，并进行一致性检验；然后对同一指标下的其他专家取算术平均作为单个指标的权重；其他指标按相似方法确定。最后所确定的计算权重如表6～表9所示。

次准则层中各个因素对目标层的权值[A]为：

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

4 营运车辆操纵稳定性主客观综合评价

4.1 选取评价车辆A、B、C三辆营运车辆

选取了上汽大通MAXUS、飞碟Q3以及飞碟W5三辆营运车辆进行验，试验车辆如图1所示。A车（2018年版）L4发动机，2.5 L排量，发动机最大功率136马力；B车（2020年版）1.6 L排量，发动机最大功率122马力；C车（2021年版）2.8 L排量，发动机最大功率156马力。试验组包括2名经验丰富的试验司机和5名专业的检验工程师，试验组成员共同对这三辆试验车进行操纵稳定性试验与评价以及操纵稳定性指标综合评价。

4.2 评价集的建立

本文建立评语集[V=v1，v2，…，v5]={“很好”，“比较好”，“一般”，“较差”，“很差”}。汽车操纵稳定性的模糊综合评价计算公式为：[B=A∙R]。

4.3 评价结果

如表10～表12所示，由上文评价指标权重向量A，通过构建出9×5的权重判断矩阵R。对此采用最大隶属法和赋值法对车辆操纵稳定性综合评价结果进一步分析。

4.4 最大隶属法

隶属度是在0～1之间的一个数，用来表示评价对象（A，B，C）对评语集（很好，比较好，一般，较差，很差）的归属程度，根据最大隶属度法集合最大隶属度法则，A、B、C三辆车评语集中权重最高的即为综合评价结果[4]。

如表13所示，对营运车辆操纵稳定性模型综合评价结果进行归一化处理，建立隶属度表，进行分析得到5个评语集隶属度。由数据可知，最终综合评价的结果依次为“比较好”“一般”“一般”。车型A：B=（0.2271，0.3369，0.2721，0.1382，0.02532），这一结果表明，22.71%认为该车的操纵稳定性“很好”，33.69%认为“比较好”，27.21%认为“一般”，13.82%认为“较差”，2.532%的专家认为“很差”。以下同理。车型B：B=（0，0.3695，0.4141，0.216，0）表明，41.41%的专家认为“一般”；车型C：B=（0，0.3222，0.5356，0.3177，0）表明，53.56%认为“一般”。

4.5 加权平均法

在广泛调查和参考相关的文献的基础上，选址评价等级一般量化为100分制，令[V=10，30，50，70，90]，具体见表14。

针对四个评语的评判等级（很好，比较好，一般，较差，很差），分别赋分为90，70，50，30，10分[5]；可计算得出综合得分值。

模糊综合评价的综合得分[ V=i=1mBiVii=1mBi]，评价结果见表15。

由加权平均法可知：车型A的营运车辆操47b514b6b76e75f21e9dc978b9d82cc2b4c97c9b089aab7b0e84fc9aea026b52纵稳定性综合评价介于“一般”和“比较好”之间，且接近于“比较好”；车型B、C的综合评价介于“一般”和“比较好”之间，且接近于“一般”。

5 结语

本文基于GB/T 6323—2014《汽车操纵稳定性试验方法》和QC/T 480《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》，构建了营运车辆操纵稳定性主客观评价体系，通过层次分析法得到确定指标权重。其次结合A、B、C三款营运车辆进行实际试验，通过邀请专业且经验丰富的驾驶员进行试验及主观评价，对三辆营运车辆操纵稳定性的主客观综合评价指标进行了评判，验证评价指标体系的有效性。采用最大隶属法和加权平均法对结果进行进一步分析，得出三辆营运车辆操纵稳定性的综合评价结果。未来的研究可以进一步探索不同驾驶环境下的汽车操纵稳定性，并结合智能驾驶技术，深入研究其对操纵稳定性的影响，以提高驾驶安全性和车辆性能。

参考文献：

[1]罗磊.汽车操纵稳定性的研究与评价[J].南方农机，2019，50（6）：209.

[2]雷颖絜，刘伟，王飞，等.商用车操纵稳定性主客观评价结果研究[J].湖北汽车工业学院学报，2017，31（1）：55-58+68.

[3]唐帅.汽车操纵稳定性客观评价指标挖掘及主客观评价一致性研究[D].长春：吉林大学，2016

[4]陈升鹏，胡立好.汽车操纵稳定性综合评价方法[J].湖北汽车工业学院学报，2021，35（2）：38-42.

[5]Aouadj N，Hartani K，Fatiha M.New Integrated Vehicle Dynamics Control System Based on the Coordination of Active Front Steering，Direct Yaw Control，and Electric Differential for Improvements in Vehicle Handling and Stability[J].SAE International Journal of Vehicle Dynamics，Stability，and NVH，2020，4（2）：119-133.

作者简介：

周俊，男，1990年生，工程师，研究方向为车辆法规及认证。

张思聪（通讯作者），男，1989年生，助理工程师，研究方向为车辆法规及认证。