馮振華，張紅衛(wèi)

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

在2017 年，漢諾威農(nóng)機(jī)展芬特純電動(dòng)拖拉機(jī)E100 正式亮相之后，世界農(nóng)機(jī)前三強(qiáng)——約翰迪爾、凱斯紐荷蘭、愛(ài)科等均發(fā)布了新能源拖拉機(jī)，在人類歷史中擁有200 多年發(fā)展史的拖拉機(jī)迎來(lái)新的變革。新能源拖拉機(jī)的性能如何是世界關(guān)注的重點(diǎn)，其性能評(píng)價(jià)成為新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)合理選型的重要依據(jù)，近年來(lái)一直是相關(guān)部門的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容?？紤]到新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)中存在的模糊性特征，導(dǎo)致新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)具有很高的難度。在我國(guó)，農(nóng)業(yè)機(jī)械性能評(píng)價(jià)主要采用專家評(píng)價(jià)的方式，但在實(shí)際應(yīng)用中存在置信度低的問(wèn)題。而灰色關(guān)聯(lián)分析作為一種分析技術(shù)，能夠在大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)其中的相關(guān)性，尤其針對(duì)模糊性較大的指標(biāo)數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)其動(dòng)態(tài)的發(fā)展規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的規(guī)律[1-2]?；疑P(guān)聯(lián)分析的核心是灰色關(guān)聯(lián)度，通過(guò)計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，明確各指標(biāo)因素中的數(shù)值關(guān)系，提高對(duì)數(shù)據(jù)評(píng)估的精度。因此，有理由將灰色關(guān)聯(lián)分析應(yīng)用在新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)中，通過(guò)設(shè)計(jì)一種基于灰色關(guān)聯(lián)分析的新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)方法，致力于從根本上提高新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)的置信度，提高新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)選型的合理性。

1 新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)方法

1.1 確定新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

在新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)過(guò)程中，必須預(yù)先確定新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文選定的新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)作業(yè)每1 hm2成本、收獲損失率、零部件供應(yīng)的及時(shí)性、可靠性以及操作方便及舒適性。

為了保證設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方法不失一般性，在對(duì)新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算過(guò)程中，需要將其作為整體考核，設(shè)新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)集合為L(zhǎng)，可得公式1：

公式1中，s表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)中的特征值集合；x表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)特征空間中的橫坐標(biāo)；y表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)特征空間中的縱坐標(biāo)；c表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率；d表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)，為實(shí)數(shù)。通過(guò)公式1，確定新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，為下文灰色關(guān)聯(lián)分析新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

1.2 計(jì)算新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度

以上述6 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)為依據(jù)，將新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)分為6個(gè)維度進(jìn)行?；诨疑P(guān)聯(lián)分析計(jì)算新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度，提取評(píng)價(jià)要素[3]。本文采用灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)數(shù)據(jù)分級(jí)分解的方法，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度。設(shè)新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度為δ，可得公式2：

公式2 中，n表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)特征矢量；i表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)特征個(gè)數(shù)，為實(shí)數(shù)；w表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)屬性相關(guān)程度；m表示摩擦系數(shù)；k表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)特征權(quán)值系數(shù)；g表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)特征隸屬度函數(shù)；μ表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)屬性相互依賴度。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度體現(xiàn)出評(píng)價(jià)指標(biāo)與結(jié)論間的非線性關(guān)系，并以事實(shí)為依據(jù)，排除人為地增加評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度的模糊性[4]。

1.3 構(gòu)建新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)荷載矩陣

通過(guò)新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算，提取出關(guān)鍵評(píng)價(jià)因子。下述將采用構(gòu)建評(píng)價(jià)因子荷載矩陣的方式，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法的下一步。首先，建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)樣本矩陣，自定義該組矩陣的表示方法為y，則y對(duì)應(yīng)的樣本組合表示為yi={yi1，yi2,……yij}，j表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)主成分的數(shù)量。選擇可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化綜合分析的線性函數(shù)，定義函數(shù)的PAC 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保留傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法中數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢(shì)，正交方向轉(zhuǎn)換特征空間中的數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)的特征值大小，將新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能從優(yōu)到劣依次進(jìn)行排列，前m 組數(shù)據(jù)集合是保留數(shù)據(jù)變異結(jié)構(gòu)最多的數(shù)據(jù)組。最后，計(jì)算特征數(shù)據(jù)代表成分的方差數(shù)值，設(shè)目標(biāo)函數(shù)為λ，可得公式3。

公式3中，I表示多種評(píng)價(jià)特征元素的單向矩陣。根據(jù)上述公式可進(jìn)行新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能的綜合投影評(píng)價(jià)，結(jié)合投影的單位及覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)因子荷載矩陣建立，滿足數(shù)據(jù)的綜合性評(píng)價(jià)。

1.4 得出新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能公式并賦值

在構(gòu)建新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)荷載矩陣的基礎(chǔ)上，采用連續(xù)性綜合評(píng)價(jià)的方式，得出新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)公式。設(shè)其表達(dá)式為S，可得公式4。

式中，r表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)質(zhì)量系數(shù)；N表示評(píng)價(jià)子因素，為實(shí)數(shù)；a表示評(píng)價(jià)維度下評(píng)價(jià)重要度量值；h表示評(píng)價(jià)指標(biāo)下評(píng)價(jià)重要度量值。通過(guò)公式4，可以得出新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)系數(shù)。本文采用德?tīng)柗茢?shù)據(jù)處理方法，對(duì)比多組數(shù)值的評(píng)價(jià)系數(shù)，從評(píng)價(jià)置信度角度出發(fā)，模擬化檢測(cè)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。結(jié)合基礎(chǔ)對(duì)比指標(biāo)，將區(qū)間賦值數(shù)據(jù)分為0～60分、60～75分、75～85分以及＞85分，整合新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)賦值的數(shù)值，從大到小進(jìn)行排序，數(shù)值越大表示新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能越好。

2 實(shí)例分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本文通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)例分析的方式，選取某新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。首先，使用本文設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能，通過(guò)Kinect 軟件測(cè)試評(píng)價(jià)置信度并記錄，將其設(shè)為實(shí)驗(yàn)組；再使用傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能，同樣通過(guò)Kinect 軟件測(cè)試評(píng)價(jià)置信度并記錄，將其設(shè)為對(duì)照組。由此可見(jiàn)，本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容為測(cè)試2 種評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)置信度，評(píng)價(jià)置信度數(shù)值越高證明該評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)精度越高。通過(guò)5 次實(shí)驗(yàn)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的評(píng)價(jià)置信度，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

對(duì)比2 種評(píng)價(jià)方法下的評(píng)價(jià)置信度，評(píng)價(jià)置信度對(duì)比結(jié)果，如表1所示。

表1 2種方法實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果Tab.1 The experimental comparison results of the two methods

結(jié)合表1 所示，為了更好地分析出此次設(shè)計(jì)方法的評(píng)價(jià)置信度，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了2種評(píng)價(jià)方法置信度曲線圖，如圖1所示。

圖1 2種評(píng)價(jià)方法置信度對(duì)比曲線圖Fig.1 The confidence comparison curves of the two evaluation methods

根據(jù)圖1 可知，本文設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方法置信度明顯高于對(duì)照組，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)基于灰色關(guān)聯(lián)分析的新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)方法研究，能夠取得一定的研究成果，解決新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)中存在的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，本文設(shè)計(jì)的方法是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠指導(dǎo)新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大本文灰色關(guān)聯(lián)分析在新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)性能評(píng)價(jià)中的應(yīng)用力度，為提高新能源農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的綜合性能提供參考。