李澤森+趙貝貝+李晶晶

摘 要：電動(dòng)汽車代表未來(lái)汽車發(fā)展的方向，其發(fā)展?fàn)顩r對(duì)我國(guó)的節(jié)能減排和能源安全都有著重要的意義。為明確各類型電動(dòng)汽車的發(fā)展?fàn)顩r，基于改進(jìn)TOPSIS法對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行全面、科學(xué)地評(píng)價(jià)研究。首先建立了各類型電動(dòng)汽車發(fā)展?fàn)顩r評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；然后利用層次分析法（AHP法）和熵權(quán)法對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行了確定；最后構(gòu)建了基于累計(jì)前景理論—TOPSIS法的評(píng)價(jià)模型，并對(duì)實(shí)例進(jìn)行了分析評(píng)估，驗(yàn)證了模型的可行性與可靠性。通過(guò)系統(tǒng)、準(zhǔn)確、科學(xué)地分析各類型電動(dòng)汽車的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車的健康發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；累計(jì)前景理論；TOPSIS；層次分析法；熵權(quán)法

中圖分類號(hào)：F27

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.03.033

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，建設(shè)生態(tài)文明、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，已成為當(dāng)今世界的重要共識(shí)。發(fā)展清潔能源、確保能源安全、緩解環(huán)境問(wèn)題，成為目前能源革命的重要內(nèi)容。電動(dòng)汽車具有可靠、環(huán)保、無(wú)污染的特點(diǎn)，自其產(chǎn)生以來(lái)就受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。世界主要汽車生產(chǎn)國(guó)都把大力發(fā)展新能源汽車作為提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力、保持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。對(duì)于中國(guó)汽車行業(yè)，電動(dòng)汽車的發(fā)展有著更重要的意義。電動(dòng)汽車作為新能源汽車的典型代表，是未來(lái)汽車行業(yè)的發(fā)展方向，將有力促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，也是我國(guó)汽車行業(yè)重要的戰(zhàn)略調(diào)整。發(fā)展奠定汽車有助于我國(guó)的節(jié)能減排事業(yè)，同時(shí)還能夠起到保障能源安全的作用，有助于加快建設(shè)“兩型社會(huì)”，也有利于調(diào)整我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。同時(shí)，它對(duì)擴(kuò)大內(nèi)需，加快轉(zhuǎn)變我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，提高經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力都具有重要意義。對(duì)此，以綜合評(píng)估的方式來(lái)研究電動(dòng)汽車的發(fā)展情況有助于促進(jìn)電動(dòng)汽車行業(yè)的健康發(fā)展。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電動(dòng)汽車已有一定的研究。施曉清，李笑諾等在全面總結(jié)現(xiàn)有電動(dòng)汽車節(jié)能減排研究成果的基礎(chǔ)上，研究了電動(dòng)汽車的節(jié)能減排因子的影響因素，通過(guò)以改進(jìn)后的燃料碳排放模型來(lái)對(duì)電動(dòng)汽車的碳排放及其減排潛力進(jìn)行分析。張敏，張建華等根據(jù)電動(dòng)汽車電能供給及污染物排放過(guò)程，設(shè)計(jì)了計(jì)及電網(wǎng)側(cè)及車輛本身的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，以細(xì)致量化電動(dòng)汽車入網(wǎng)方案在污染物以及溫室氣體排放方面的環(huán)境影響。陳明，郭立新選擇最高車速、加速能力等指標(biāo)構(gòu)建了應(yīng)用于純電動(dòng)汽車動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，建立了基于TOPSIS的綜合評(píng)價(jià)模型。范建磊，劉君利用投影尋蹤理論將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)投影為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用量子粒子群優(yōu)化算法找到最佳投影方向，根據(jù)最佳投影值及等級(jí)函數(shù)關(guān)系得到電動(dòng)汽車充電樁的綜合評(píng)價(jià)模型。LiSu-hua采用層次分析法建立了用于新能源汽車評(píng)價(jià)體系，可用于評(píng)價(jià)純電動(dòng)汽車等在內(nèi)的共九種新能源汽車。Xingping Zhang等提出基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型電動(dòng)汽車收益評(píng)價(jià)機(jī)制，該模型包括電動(dòng)汽車?yán)嫦嚓P(guān)者和充電站的生命周期凈收入效益評(píng)價(jià)。

通過(guò)文獻(xiàn)綜述可知，國(guó)內(nèi)外對(duì)于電動(dòng)汽車以及綜合評(píng)價(jià)的研究已經(jīng)具有一定的理論基礎(chǔ)，但對(duì)電動(dòng)汽車整體的評(píng)價(jià)較為缺乏。本文將建立電動(dòng)汽車的發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用AHP和熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，并提出前景理論與TOPSIS法相結(jié)合的評(píng)價(jià)模型對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，有助于促進(jìn)電動(dòng)汽車的發(fā)展。

1 電動(dòng)汽車發(fā)展?fàn)顩r評(píng)價(jià)指標(biāo)建立

在對(duì)電動(dòng)汽車運(yùn)行影響因素分析的基礎(chǔ)上，本文將從技術(shù)性、社會(huì)性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面選取電動(dòng)汽車發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，以全面系統(tǒng)地反映各類型電動(dòng)汽車的發(fā)展態(tài)勢(shì)。綜合發(fā)展五維指標(biāo)的內(nèi)涵如下：

（1）規(guī)模擴(kuò)張：各類電動(dòng)汽車在單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量，它反映了各類電動(dòng)汽車一定時(shí)間段內(nèi)的產(chǎn)能發(fā)展力。

（2）基礎(chǔ)建設(shè)：各類電動(dòng)汽車在一定地區(qū)內(nèi)的發(fā)展與充電樁、能源等基礎(chǔ)建設(shè)密切相關(guān)，其主要體現(xiàn)各類電動(dòng)汽車將來(lái)一段時(shí)間發(fā)展過(guò)程中地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)的支持度

（3）經(jīng)濟(jì)動(dòng)力：各類電動(dòng)汽車在發(fā)展過(guò)程中參考其生產(chǎn)和發(fā)展成本后，一定時(shí)間內(nèi)的銷售利潤(rùn)以及有關(guān)專家對(duì)各類電動(dòng)汽車今后一段時(shí)期銷售額的預(yù)期指標(biāo)數(shù)據(jù)，它能反映出各類電動(dòng)汽車現(xiàn)階段及將來(lái)一段時(shí)期的發(fā)展盈利能力。

（4）環(huán)境保護(hù)：一方面考慮各類電動(dòng)汽車污染與溫室氣體排放的比較數(shù)據(jù)，另一方面考慮的是政府營(yíng)造的政策環(huán)境對(duì)各類電動(dòng)汽車發(fā)展力的影響。

（5）科學(xué)技術(shù)：類電動(dòng)汽車時(shí)所擁有的不同技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及其技術(shù)成熟度對(duì)該類電動(dòng)汽車今后發(fā)展的牽引和帶動(dòng)力。

2 基于改進(jìn)TOPSIS法的綜合評(píng)價(jià)模型

TOPSIS法（理想解法）是基于各方案與理想解的接近程度進(jìn)行排序的方法，該方法可以充分利用原始數(shù)據(jù)的信息。文中在TOPSIS法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于累積前景理論-TOPSIS的評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)較為科學(xué)、客觀地對(duì)各類電動(dòng)汽車發(fā)展進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.1 累積前景理論

為解決阿萊斯與埃爾斯伯格悖論，Kahneman等人在吸取Simon提出的“有限理性原則”思想上，通過(guò)廣泛觀察和全面研究在不確定情況下的個(gè)體決策行為，20世紀(jì)70年代末提出了前景理論。然而，隨著研究的深入，學(xué)者們逐漸發(fā)現(xiàn)前景理論存在一些比較明顯的問(wèn)題。為避免違背隨機(jī)優(yōu)勢(shì)，Kahneman等人在前景理論的基礎(chǔ)上上結(jié)合了容量概率，提出了累積前景理論。

累積前景理論的核心是前景價(jià)值，是由價(jià)值函數(shù)和決策權(quán)重函數(shù)共同決定，具體表達(dá)式為：

式中，x為決策值與參考點(diǎn)的數(shù)值差，x>0則代表決策相對(duì)是收益的，x<0表示相反情況；為損失敏感性遞減系數(shù)；θ為損失規(guī)避系數(shù)，其值越小表示決策者對(duì)損失越不敏感，反之，則說(shuō)明決策者對(duì)損失越敏感。和為收益態(tài)度系數(shù)和損失態(tài)度系數(shù)。

2.2 權(quán)重的確定

本文將采用AHP和熵權(quán)法相結(jié)合的權(quán)重確定方法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，將主觀賦權(quán)法及客觀賦權(quán)法有效結(jié)合，使評(píng)價(jià)對(duì)象指標(biāo)的權(quán)重更加準(zhǔn)確、科學(xué)、合理。

2.2.1 層次分析法確定權(quán)重

層次分析法是一種系統(tǒng)分析方法，使決策者可以系統(tǒng)全面、數(shù)學(xué)化地處理復(fù)雜決策對(duì)象。采用這種方法可以分解復(fù)雜的問(wèn)題，形成有序的遞階層次構(gòu)，并確定各因素的相對(duì)重要性。其基本步驟如下：

（1）構(gòu)造指標(biāo)體系中影響上一級(jí)每個(gè)指標(biāo)的同級(jí)指標(biāo)兩兩比較的判斷矩陣。設(shè)受上一級(jí)指標(biāo)支配的下級(jí)指標(biāo)個(gè)數(shù)為n個(gè)，則判斷矩陣為：

式（5）中，aii的數(shù)值根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)度方法進(jìn)行確定，用1，3，5，7，9分別表示按照相關(guān)專家分析，兩個(gè)指標(biāo)相比，前者與后者同等重要、較重要、重要、很重要、非常重要；而2，4，6，8表示上述相鄰判斷的中間值。

（2）通過(guò)對(duì)矩陣的最大特征值進(jìn)行判定，同時(shí)對(duì)其一致性矩陣實(shí)施檢驗(yàn)。加入后者通過(guò)檢驗(yàn)了，這就說(shuō)明特征向量中的各個(gè)分量代表的是各個(gè)指標(biāo)相對(duì)特定指標(biāo)的相對(duì)重要性，才計(jì)算后得到各指標(biāo)權(quán)重。

（3）在上述計(jì)算處理中權(quán)重從下到上相乘，即可得到各指標(biāo)權(quán)重w。

2.2.2 熵權(quán)法確定權(quán)重

熵權(quán)法進(jìn)行權(quán)重技術(shù)是根據(jù)信息論的思想，按照各指標(biāo)所提供的信息量的大小來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重。基于信息論基本概念可以知道，信息熵是衡量系統(tǒng)無(wú)序程度的一種度量方法。如果指標(biāo)變化程度較大，其信息熵越小，則指標(biāo)提供的信息量越大，該指標(biāo)的權(quán)重越大；指標(biāo)值的變化程度較小，信息熵較大，則指標(biāo)提供的信息量較小，對(duì)指標(biāo)權(quán)重較小。因此，根據(jù)指標(biāo)值的變化程度，應(yīng)用信息熵這個(gè)方法來(lái)計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。其計(jì)算步驟如下：

假設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)共m個(gè)，項(xiàng)目的供選擇方案有n個(gè)，則指標(biāo)決策矩陣為X=（xij）n×m。由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱和類型不同，難以直接進(jìn)行比較，對(duì)決策矩陣需要進(jìn)行無(wú)量綱化處理，無(wú)量綱化之后得到的決策矩陣為Y=（yij）n×m。

根據(jù)熵的極值性，把上式標(biāo)準(zhǔn)化，得到表征指標(biāo)評(píng)價(jià)重要度的熵：

2.3 算法步驟

將累積前景理論在TOPSIS法的應(yīng)用不僅可以克服傳統(tǒng)方法的主觀性問(wèn)題，還可以使評(píng)價(jià)結(jié)果更加直接明了，便于人們的理解。因此，本文將采用累積前景理論對(duì)電動(dòng)汽車的發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)，保證所得評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、合理性、準(zhǔn)確性?；玖鞒倘缦拢?/p>

第一步，建立相應(yīng)的電動(dòng)汽車發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用專家打分的方式得到原始數(shù)據(jù)，并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

第二步，采用基于AHP—熵權(quán)法獲取指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，根據(jù)前景理論的權(quán)重函數(shù)求得各指標(biāo)的評(píng)價(jià)權(quán)重。

第三步，根據(jù)前景理論價(jià)值函數(shù)的計(jì)算方法，得到二級(jí)指標(biāo)的前景值，具體公式如（2）所示。依據(jù)確定好的權(quán)重函數(shù)和價(jià)值函數(shù)，對(duì)前景矩陣進(jìn)行加權(quán)，進(jìn)而得到加權(quán)前景矩陣。

3 算例分析

選取油電混合動(dòng)力、可充電式混合動(dòng)力、純電動(dòng)、氫燃料電池四類具有典型代表性的電動(dòng)汽車進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告以及中國(guó)交通統(tǒng)計(jì)年鑒。對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后，得到評(píng)價(jià)矩陣。

3.1 確定權(quán)重

根據(jù)AHP-熵權(quán)法權(quán)重確定方法可計(jì)算出每一個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值，本文采用SD軟件和MATLAB進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表2。

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述模型步驟，得到各類型電動(dòng)汽車發(fā)展的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。油電混合動(dòng)力汽車在規(guī)模擴(kuò)張、基礎(chǔ)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)動(dòng)力、環(huán)境保護(hù)方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)也相對(duì)成熟，因此發(fā)展?fàn)顟B(tài)的最好。純電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力優(yōu)勢(shì)較大，充電樁建設(shè)也在逐步擴(kuò)大中，發(fā)展態(tài)勢(shì)僅次于油電混合動(dòng)力汽車。氫氣燃料汽車是將來(lái)最有希望的交通工具之一，氫燃料電池汽車規(guī)模擴(kuò)張較快，經(jīng)濟(jì)動(dòng)力較強(qiáng)，排名相對(duì)較后?？沙潆娛交旌蟿?dòng)力汽車綜合發(fā)展水平較低，處于最差的位置。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從各類型電動(dòng)汽車發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行分析，首先建立了從規(guī)模擴(kuò)張、基礎(chǔ)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)動(dòng)力、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)技術(shù)五個(gè)維度考慮的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為電動(dòng)汽車發(fā)展評(píng)價(jià)提供了良好的基礎(chǔ)。其次將AHP和熵權(quán)法相結(jié)合，將主觀賦權(quán)法及客觀賦權(quán)法有效結(jié)合，使評(píng)價(jià)對(duì)象指標(biāo)的權(quán)重更加準(zhǔn)確、科學(xué)、合理。最后，將累積前景理論運(yùn)用到TOPSIS法中，建立了累積前景-TOPSIS評(píng)價(jià)模型，并通過(guò)實(shí)例計(jì)算驗(yàn)證了指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)模型的有效性與實(shí)用性。

電動(dòng)汽車是未來(lái)汽車行業(yè)的發(fā)展方向，也關(guān)系著我國(guó)環(huán)保事業(yè)和能源安全，而本文所提出電動(dòng)汽車發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法可以很好地應(yīng)用于該領(lǐng)域，為電動(dòng)汽車的發(fā)展規(guī)劃提供決策依據(jù)。

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