基于AHP的重型车辆机动性能分析

袁崇正 郭晓林 赵继龙

摘 要：重型车辆高原机动性能，本文对重型车辆进行全面分析，结合系统主要设备特点，建立重型车辆高原机动性能指标体系，运用层次分析法和专家打分建立机动性能评估模型，并定性、定量的对评估中各指标权重进行分析评估，为高原重型车辆的使用和部署提供依据。

关键词：机动性能；AHP；重型车辆

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.008

重型车辆是我国高原地区军事作战的重要组成部分，其机动性能是影响战斗力的关键因素。但高原地区由于海拔高、空气稀薄、大气压力低等原因，在平原环境下状态较好的重型车辆，装备到高原后出现了动力性能下降、可靠性降低等问题，严重影响作战能力。因此，对重型车辆的高原机动性能进行系统研究，提高高原环境下重型车辆性能，具有重大的现实意义和军事意义。

1 层次分析法AHP

上世纪七十年代，美国T.L. Saaty等人提出用于决策分析的AHP方法。这种方法将定性分析与定量分析相结合，针对待分析对象给出若干相关组成因素，按照因素间的关系形成层次体系，同层因素间权重通过两两比较的方式确定，最后形成完整的评价体系。层次分析法具体步骤如下：

（1）建立层次结构。首先明确研究对象的组成和影响因素，根据元素的特性分层，上层因素对下层因素其支配作用，顶层代表最终目标，从而形成自上而下的层次结构。

（2）构造判断矩阵。建立层次结构后，为描述元素间的相对重要性，对同层元素相对上层中某准则的重要性进行两两比较，构造判断矩阵。AHP方法大多数情况下使用1、3、5、7、9为标度值，以X和Y两元素为例，其标度值含义如表1所示。

设某层有n个元素受上层同一元素的支配，依次两两比较这n个元素，第i个元素与第j个元素比较得到比较值，得到比较判断矩阵如下所示：

（3）计算单一准则下元素的相对权重。

①求特征根和特征向量。

所得的特征向量经归一化后即为本层各元素的排序权重。计算最大特征根和对应特征向量采取幂法求解。

②对进行一致性检验和调整。

在判斷元素间的相对重要性时，需要对判断矩阵进行一致性检验。一致性指标如下式计算：

其中RI为平均随机一致性指标，可查表2得到。

当判断矩阵具备一致性，且CR趋向于零，一致性越好。实际应用中， 可认为判断矩阵的一致性是可接受的，否则就要调整。

最后进行层次总排序，即计算出最底层元素相对于总目标的相对重要性，从最高层到最底层依次进行。

AHP最终目的是计算各方案相对于总目标的优先顺序权重，本文中应用AHP对指标权重系数的分配进行评估。

2 重型车辆高原机动性能指标体系的构建

重型车辆机动性能的评价指标是对评价目标的主要特征和层次结构的集中反映。如何建立合理的评价指标体系，既不会对评价指标排序造成影响，又能正确反映系统的需求和特性，还要根据高原环境下重型车辆的特点设置特有指标，是对重型车辆机动性能评估的前提。

本文通过对重型车辆系统的全面分析，拟定指标草案，在咨询相关专家的基础上，采取合理的统计归纳，实现对重型车辆高原机动性能指标体系的确定。图1是指标体系的构建流程。

通过参考已有指标体系，考虑高原环境下重型车辆特点，对部分指标进行删减或简化，对受环境影响的指标进行补充。如对轮廓尺寸等高原环境下没有变化的指标进行删减，对通过性能进行简化，增加起动性指标等。按照上述构建指标体系的原则和过程，对重型车辆进行全面分析后，建立重型车辆高原机动性能评价指标体系，如图2所示。

3 重型车辆机动性能评估

为了精确计算指标权重，对十名专家意见进行收集，根据专家打分构造相应的判断矩阵。以专家一为例，构造矩阵形式如表3、表4所示。

根据十位专家打分构造的判断矩阵计算特征根以及一致性检验，结果如表5。由表5看出专家3、4、9、10专家判断矩阵不一致，通过构造奇异元素识别矩阵，重新计算特征根和特征向量，直至满足CR≤0.1为止，调整结果如表6所示。

利用判断矩阵对各层元素的权重进行计算，计算结果如表7、表8。

对十个专家的排序结果利用加权几何平均综合排序向量法进行计算，得到最终结果如表9所示。

4 结论

（1）通过参考已有指标体系，考虑高原环境下重型车辆特点，在全面分析的基础上，建立车辆高原机动性能指标体系。

（2）利用AHP和专家打分法对高原环境下重型车辆机动性能进行评估，定性、定量的对评估中各指标权重进行分析，为高原重型车辆的使用和部署提供依据。

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（03）.

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