熵权法在汽车动力传动系匹配中的应用

陈正江，刘军

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

测试试验

熵权法在汽车动力传动系匹配中的应用

陈正江，刘军

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

针对汽车动力传动系的匹配过程中，动力性和经济性的各单项指标均不能全面、客观体现匹配的合理程度，而熵权法作为一种客观赋权法，应用在汽车动力传动系匹配中，通过对汽车动力性和燃油经济性的多项指标进行客观的综合评价，能全面、直观的反应汽车动力传动系匹配的合理程度。

熵权法；动力传动系；匹配

CLC NO.:U461.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)05-83-03

前言

汽车的动力性和经济性是汽车的基本使用性能，这些性能的好坏，很大程度上取决于汽车动力传动系匹配的合理程度。在汽车动力传动系匹配过程中，汽车动力性通常采用最高车速、加速能力、爬坡能力三大指标来评价，经济性通常用油耗指标来评价。然而，汽车的动力性和经济性彼此对立，同时动力性的三大指标也相互间具也有一定的独立性，动力传动系匹配的合理程度无法用某单项指标全面地体现，需要进行全面的、综合的评价。

综合评价是利用数学方法（包括数理统计方法）对一个复杂系统的多个指标信息进行加工和提炼，赋予权重系数，消除量纲，最终统一成一个综合的指标。权重系数是指在一个领域中，对目标值起权衡作用的数值。权重系数可分为主观权重系数和客观权重系数。客观权重系数是指经过对实际发生的资料进行整理、计算和分析，从而得出的权重系数，客观性强，例如熵权法等。

1、熵权法

1.1 熵权法概述

熵原本是一热力学概念，它最先由申农 C. E.Shannon引入信息论 ，称之为信息熵。现已在工程技术、社会经济等领域得到十分广泛的应用。申农定义的信息熵是一个独立于热力学熵的概念，但具有热力学熵的基本性质（单值性、可加性和极值性），并且具有更为广泛和普遍的意义，所以称为广义熵。它是熵概念和熵理论在非热力学领域泛化应用的一个基本概念。

熵权法是一种客观赋权方法。在具体使用过程中，熵权法根据各指标的变异程度，利用信息熵计算出各指标的熵权，再通过熵权对各指标的权重进行修正，从而得出较为客观的指标权重。相对那些主观赋值法，精度较高、客观性更强，能够更好的解释所得到的结果。

1.2 熵权值计算方法

如现有m个动力传动系，n个评价指标，形成原始数据矩阵 R= (rij)m×n：

其中rij为第j个指标下第i个动力传动系的指标值

计算第 j个指标下第 i个动力传动系的指标值的比重Pij：

计算第j个指标的熵值ej：

计算第j个指标的熵权wj：

确定指标的综合权数βj：

假设评估者根据自己的目的和要求将指标重要性的权重确定为αj，j=1，2，…，n；结合指标的熵权wj就可以得到指标j的综合权数：

当各动力传动系在指标j上的值完全相同时，该指标的熵达到最大值 1，其熵权为零。这说明该指标未能向决策者提供有用的信息，即在该指标下，所有的备选动力传动系对决策者说是无差异的，可考虑去掉该指标。

2、熵权法在汽车动力传动系匹配中的应用

2.1 现行的汽车动力传动系匹配流程

现行的汽车动力传动系匹配流程如图1所示。

如图1所示的流程中，标杆、竞品的性能数据主要作为拟开发车型动力性、经济性指标的目标值确认的输入，保障拟开发车型的性能具有针对性和竞争力。在备选传动系利用目标值初选后，一般情况下还会有多组的备选传动系方案满足初选条件，这时通常用采用如偏向动力性或者偏向经济性的方法进行选择，也用赋予重要性权重进行评价和选择，这些方法主观性较强。

2.2 应用熵权法的汽车动力传动系匹配流程

应用熵权法的汽车动力传动系匹配流程如图2所示。

如图2所示的流程中，标杆、竞品的性能数据不仅作为拟开发车型动力性、经济性指标的目标值确认的输入，同时也用于性能指标的熵权值推算的输入。利用竞品、标杆的性能数据进行熵权值的推算，能够充分体现指标权重的针对性和客观性，从而保障最终筛选出的动力传动系方案的动力性、经济性更具目标市场的针对性。

同时，针对满足初选条件的多个备选动力传动系方案，应用推算出的指标熵权值，计算出每个方案的综合评价数值，通过这些综合评价数据，能够简单直观的对比出哪个动力传动系方案更具合理性，从而筛选出最佳的动力传动系方案。

竞品、标杆的性能指标数据采用试验测试值，备选动力传动系的性能数据一般为仿真计算值。

2.3 应用熵权法的汽车动力传动系匹配的案例

1）某拟开发车型的竞品和标杆车基本信息如表1所示。

表1 竞品和标杆车基本信息

2）动力性、经济性指标熵权计算结果如表2所示。

表2 熵权计算结果

3）根据拟定开发车型的目的及要求，对动力性、经济性各指标的重要性权重αj赋值如表3所示，则动力性、经济性指综合权重计算结果如表3所示。

表3 综合权重计算结果

4）某拟开发车型备选动力传动系基本信息及性能目标如表4所示。

表4 备选动力传动系基本信息及性能目标

5）某拟开发车型满足初选的动力传动系方案性指标综合评价系数计算结果如表5。

表5 综合系数计算结果

6）根据综合评价系数的值越大，动力传动系匹配合理程度越高，可以得出方案3 的动力传动系匹配的合理性要优于方案2，由此就可以确认方案3为最佳动力传动系匹配方案。

3、结束语

熵权法作为一种客观赋权的综合评价方法，其应用在汽车动力传动系匹配中，以竞品、标杆的指标数据作为赋权输入，能够对汽车动力传动系匹配的合理程度进行客观的、全面的和直观的评价。同时，在与重要性赋权法相结合使用时，既能保留综合权值的客观性，也能兼顾汽车动力性、经济性各指标的特定目的和要求，使得对汽车动力传动系匹配的合理程度的评价更加全面、更加具有针对性。

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Application of entropy method in automobile powertrain matching

Chen Zhengjiang, Liu Jun
（Anhui JiangHuai automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）

The process for application in automobile powertrain matching, each index of power performance and oil economy are not comprehensive and objective response of the rationality.Entropy method is a objective weighting method, it application in automobile powertrain matching,through a comprehensive objective evaluation to the automobile power performance and oil economy,the evaluation is comprehensive and intuitive response of automobile powertrain matching.

entropy method；powertrain；match

U461.2

A

1671-7988(2015)05-83-03

陈正江，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。