鄧勇韜 林建輝 丁建明

(西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,四川成都 610031)

基于模糊評(píng)價(jià)的高速列車旅客綜合舒適度和策略研究

鄧勇韜 林建輝 丁建明

(西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,四川成都 610031)

從高速列車乘客人體舒適度出發(fā),分析影響旅客人體舒適度的主要因素,確定評(píng)估旅客舒適度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法。結(jié)合高速列車旅客問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果,對(duì)目前高速列車人體舒適度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并就評(píng)價(jià)因素中評(píng)分較低因素如何提高并改善提出相關(guān)建議與措施。

高速列車 人體舒適度 模糊評(píng)價(jià) 策略

表3-1 量表的相關(guān)系數(shù)

表3-2

1 研究背景

中國(guó)高速鐵路的興建從1999年的秦沈客運(yùn)專線開始，經(jīng)過(guò)10多年國(guó)家對(duì)高速鐵路(以下簡(jiǎn)稱高鐵)大力與改造，先后通過(guò)《“十五”期間鐵路提速規(guī)劃》，《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，中國(guó)鐵路第六次大提速等計(jì)劃，中國(guó)目前已經(jīng)建成世界上最大規(guī)模以及最高運(yùn)營(yíng)速度的高速鐵路網(wǎng)。高速鐵路是為人服務(wù)的，我們?cè)谧非蟀踩\(yùn)行的同時(shí)，也不可遺忘的是乘坐的質(zhì)量，即舒適度。在鐵路改革的當(dāng)下，提高乘坐的舒適度，不僅能提高企業(yè)利潤(rùn)和客戶忠誠(chéng)度，對(duì)于企業(yè)運(yùn)輸形象的塑造和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展機(jī)會(huì)的創(chuàng)造更是有積極作用。本文綜合考慮后擬采用振動(dòng)、噪聲、氣壓、溫度、濕度、照明六個(gè)物理指標(biāo)作為構(gòu)成人體舒適度的因素，并采用模擬綜合評(píng)判方法對(duì)高鐵乘客在六個(gè)方面的物理指標(biāo)做一個(gè)綜合舒適度評(píng)，并在此基礎(chǔ)上就如何提高高速鐵路乘客舒適度提供相關(guān)建議與措施。的語(yǔ)言進(jìn)行描述，比如評(píng)價(jià)某地的經(jīng)濟(jì)效益可以用V={好，較好，差，一般差，非常差}來(lái)形容。本文舒適度的評(píng)價(jià)集V5={非常舒適，比較舒適，舒適，稍微不舒適，非常不舒適}。

單獨(dú)從一個(gè)因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集合的隸屬程度，稱為單因素模糊評(píng)價(jià)在構(gòu)造了等級(jí)模糊子集后[4]，就要逐個(gè)對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象從每個(gè)因素μi=（i =1,2…m） 上進(jìn)行量化，也就是確定從單因素來(lái)看被評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各等級(jí)模糊子集的隸屬度，進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣：

表3-3 綜合舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)趨向圖

2 模糊評(píng)價(jià)方法以及模型的建立

2.1 模糊綜合評(píng)價(jià)的概念

在客觀世界中，存在大量的模糊概念和模糊現(xiàn)象。模糊數(shù)學(xué)就是試圖用數(shù)學(xué)工具解決模糊事物方面的問(wèn)題。模糊綜合評(píng)價(jià)就是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，從多個(gè)因素對(duì)被評(píng)價(jià)事物的等級(jí)狀況進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)的一種方法。

2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)的模型

(1)建立評(píng)價(jià)對(duì)象的因素論域U=｛μ1，μ2，…μm｝，在本文中，有六個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，表明我們對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象從振動(dòng)、噪聲、氣壓、溫度、濕度、照明共六個(gè)方面來(lái)進(jìn)行評(píng)判描敘。

(2)確定評(píng)語(yǔ)等級(jí)論域。評(píng)語(yǔ)集是評(píng)價(jià)者對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象可能做出的各種評(píng)價(jià)結(jié)果做出的集合，用V表示；V=｛v1，v2…vm｝，實(shí)際上這就是對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象變化區(qū)間的一個(gè)劃分，其中Vi代表第i個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果，n為總的評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)。具體等級(jí)可以依據(jù)評(píng)價(jià)內(nèi)容用適當(dāng)

其中rij=（i=1,2…m,j =1,2…n ）表示某個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象從因素ui來(lái)看對(duì)等級(jí)vj模糊子集的隸屬度。根據(jù)上面定義的U、V、R將(U，V，R)定義為一個(gè)綜合評(píng)價(jià)模型。

本文在實(shí)際操作中應(yīng)用到以前研究中得到的權(quán)重A={0.342、0.351、0.136、0.058、0.058、0.055}。

(4)多因素模糊評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)模型為：

2.3 調(diào)查問(wèn)卷

本文在運(yùn)行的鄭西客運(yùn)專線上以及京滬高鐵發(fā)放綜合舒適度調(diào)查問(wèn)卷，收回有效問(wèn)卷220分，確保問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果分析有效，對(duì)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行信度和效度分析。

重測(cè)信度是指采用同一量表對(duì)同一組研究對(duì)象先后進(jìn)行2次測(cè)量所得結(jié)果的穩(wěn)定性，一般采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(以下簡(jiǎn)稱ICC，intraclass correlation coefficient)作為衡量指標(biāo)，判斷量表是否因時(shí)而異，ICC越高，表示測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性越好。

ICC的判斷標(biāo)準(zhǔn)為：ICC〈0.40為穩(wěn)定性“差”，介于0.40～0.75之間為穩(wěn)定性“良好”，ICC〉0.75為穩(wěn)定性“佳”。此次研究發(fā)現(xiàn)，量表的2次測(cè)量的ICC為0.811，介于0.722—0.879之間，為穩(wěn)定性“良好”或“佳”，說(shuō)明量表的穩(wěn)定性較好。

克隆巴赫系數(shù)(Cronbach’Sα)是評(píng)價(jià)量表內(nèi)部一致性的經(jīng)典方法[10]，Cronbach’S α系數(shù)〉0.80表示內(nèi)部一致性極好，介于0.6～0.8之間表示較好，〈0.6表示內(nèi)部一致性較差。分析結(jié)果如表3-2所示，綜合舒適度量表的Cronbach’S α系數(shù)達(dá)到0.811符合心理測(cè)量學(xué)對(duì)量表的要求。因此可認(rèn)為量表具有較好的內(nèi)部一致性，可較穩(wěn)定地反映調(diào)查對(duì)象的綜合舒適度水平，能夠用于評(píng)價(jià)綜合舒適度心理因素。

3 確定評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)指標(biāo)權(quán)重向量以及隸屬度矩陣，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)模型，計(jì)算得到綜合舒適度的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，并歸一化得到。

B=A?R =(0.268,0.353，0.245，0.106，0.025)，對(duì)結(jié)果歸一化處理得到B=(0.258 0.352 0.272 0.099 0.019)，按綜合舒適度向量對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)(10，8，6，4，2)，得到最后的高速鐵路綜合舒適度的結(jié)果為7.46，對(duì)應(yīng)的舒適等級(jí)為比較舒適8和舒適6之間，隸屬于比較舒適。同時(shí)進(jìn)一步對(duì)個(gè)個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)得到結(jié)果如表3-3。

表3-3表明，高速列車在綜合舒適度方面得到了旅客們的認(rèn)可，這是值得肯定得成績(jī)。但在噪聲和氣壓舒適度方面旅客評(píng)價(jià)相對(duì)于其他方面較低，還有待進(jìn)一步的提高，以滿足旅客的舒適度需求。

4 提高旅客綜合舒適度策略

4.1 提高噪聲舒適度

在以往從理論分析和實(shí)際測(cè)量都可看出，在高速動(dòng)車的車內(nèi)噪聲測(cè)試中，車內(nèi)噪聲受車外弓網(wǎng)氣動(dòng)噪聲，輪軌噪聲，轉(zhuǎn)向架噪聲影響較大，高速列車的最大聲強(qiáng)度區(qū)域在頂部?jī)尚^(qū)域，主要受氣動(dòng)噪聲和弓座振動(dòng)輻射噪聲的影響。同時(shí)考慮到車內(nèi)噪聲分布不均，各點(diǎn)頻率有較大差異，但車內(nèi)噪聲能量主要分布在中低頻(25Hz到1600Hz)范圍的特點(diǎn)，因此可以考慮嘗試在列車頂部夾層中加裝中高頻吸聲材料，詳細(xì)分析弓座的振動(dòng)頻率和頂板區(qū)域的振動(dòng)頻率，避開共振點(diǎn)，降低共振強(qiáng)度。

4.2 提高氣壓舒適度

(1)加強(qiáng)列車氣密性

車體結(jié)構(gòu)的氣密性對(duì)列車車內(nèi)氣壓波動(dòng)產(chǎn)生直接的影響，因此需要嚴(yán)格地控制列車的氣密性。通過(guò)加強(qiáng)車門、車窗、風(fēng)擋等部分的氣密性，防止車內(nèi)空氣通過(guò)這些泄漏點(diǎn)與車外大氣產(chǎn)生對(duì)流。

(2)合理選擇進(jìn)、出風(fēng)口安裝位置

車內(nèi)氣壓波動(dòng)主要是由于車外氣壓波動(dòng)通過(guò)換氣系統(tǒng)傳遞到車內(nèi)形成的，可把新風(fēng)口的位置選擇在車外氣壓波動(dòng)相對(duì)較小，且比較干凈的區(qū)域。既能減小空氣雜質(zhì)對(duì)進(jìn)氣裝置的影響，又可減小換氣裝置的負(fù)荷，保證正常的新風(fēng)量需求。

(3)提高風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制能力

換氣系統(tǒng)采用高靜壓低風(fēng)量風(fēng)機(jī)為車內(nèi)提供新風(fēng)。通過(guò)提升風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以及調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)，降低其空氣阻力，最終達(dá)到提升風(fēng)機(jī)控制車內(nèi)氣壓的能力。

4.3 提高其他方面的舒適度

在車輛的整個(gè)運(yùn)行的過(guò)程中，振動(dòng)被認(rèn)為是主要的影響因素。隨著制造業(yè)和軌道交通的發(fā)展，現(xiàn)在的高速列車振動(dòng)已經(jīng)非常平穩(wěn)了，在文中的模糊綜合評(píng)價(jià)中可以看出，乘客對(duì)高速列車的振動(dòng)舒適度評(píng)分為8分，屬于比較舒適，這是值得肯定得。高速列車隧道運(yùn)行時(shí)振動(dòng)加劇，振動(dòng)舒適度性能有惡化的趨勢(shì)，這也將是振動(dòng)舒適度改進(jìn)的方向。

5 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)高速列車向來(lái)以安全、可靠、舒適、便捷作為服務(wù)目標(biāo)。本文通過(guò)對(duì)高速列車綜合舒適度評(píng)價(jià)模型研究，并且針對(duì)模型評(píng)價(jià)結(jié)果，提出了列車改進(jìn)意見，為今后高速列車的設(shè)計(jì)與車輛優(yōu)化提供了理論參考。為了提高高速列車的乘客滿意度，提升鐵路企業(yè)的企業(yè)形象與服務(wù)質(zhì)量，我國(guó)鐵路在提高行車速度和保證旅客安全的基礎(chǔ)上正在進(jìn)一步改善列車乘坐環(huán)境，以優(yōu)良配套設(shè)施和人性化服務(wù)提高客車乘坐環(huán)境和舒適度，以不斷完善的客車設(shè)施吸引大量旅客。

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