基于模糊层次综合分析法的户外运动服装性能评价研究

张振霖

（安徽工程大学 体育学院，芜湖241000）

0 引言

随着经济的发展和健康意识的提高，登山、滑雪、攀岩等各种户外运动逐渐成为人们追捧的运动项目［1-3］.而对参加上述运动的必备装备——户外运动服装（登山服、滑雪服、冲锋衣）的服用性能准确评测结果是判断其产品能否安全出行的重要依据［4］.然而，目前关于登山服、滑雪服、冲锋衣的研究主要集中在材料性能优化、功能开发、结构优化和运动行为分析及单一性能等方面的评测研究，但关于综合考虑服装舒适性能和安全防护性能的综合评价方法的研究较为罕见［5-7］.殊不知，制约一件服装是否能够被销售出去的关键不仅取决于某一项性能或者某几项性能指标的高低，而是多项性能的综合评测结果［8-9］.而不同性能的测试方法、测试结果的数值存在显著差异.因此，如何将不同的指标进行无量纲处理，构建一个综合考虑服用性能和安全防护性能及特殊功能要求的评价体系显得尤为重要［10-11］.此外，目前关于户外运动服装产品的评价标准仅是针对特殊功能要求给出了各指标等级的分界值，各生产厂商也严格按照标准规定进行产品生产，但是如何将各指标统一进行量化评级未见报道.同时，目前户外运动服装产品评价标准均没有考虑不同考核指标对产品总体质量评价时的权重［1，6］.因此，建立一个综合考虑穿着舒适性能和安全防护性能的综合评测系统是十分必要的.

而建立这个评级系统的前提就是将户外运动服装服用性能相关指标和安全防护性能相关指标放在一起综合考虑［10-11］.这必然会牵涉很多评价指标，这些评价指标可能是定量的，也有可能是定性的、模糊的或者无法给出准确的数值［8-10］.而模糊综合层次分析法正是为了解决牵涉多个指标且边界模糊、无法定量描述的复杂问题而诞生的.因此，本文提出通过采用模糊综合评价法运用到户外运动服装性能评价系统中，并与层次分析法相结合，建立综合考虑户外运动服装服用性能相关指标和安全防护性能相关指标的多层次性能评价体系，以期为户外运动服装产品评估标准的完善提供参考.并与实验客观评测结果对比，验证此评价体系的实用性和可靠性.

1 评价指标确定

以200份户外运动爱好者关于户外运动服装性能评测调查问卷数据为依据，参照户外运动服装产品的性能评级标准和性能测试标准［6-9］，结合户外运动服装相关试验结果，并遵循标准体系的建立原则，运用层次分析法将户外运动服装性能评价体系分成A、B、C三层.其中，A层为目标层，指户外运动服装性能评价体系构建；B层是评价体系的一级指标，主要包括B1穿着舒适性相关指标、B2安全防护性能相关指标；C层又可以细分成C1保暖性、C2防水性、C3透气性、C4透湿性、C5速干性、C6抗紫外线性能、C7抗静电性能、C8抗菌防臭性能8个二级评价指标，具体层次结构模型如图1所示.

图1 户外运动服装性能评价指标体系

2 评价指标权重确定

正如层次分析结构模型所示：除最高层为一个元素外，其余各层均含若干个元素，而且由调研数据可知，每个指标的相对重要程度并不相同，因此必须分别给出每个指标的权重.本文采用T.L.staaty提出的1～9标度量表进行每层指标重要度的判定实验.具体过程如下：邀请五位专家（具有大专以上学历，从事户外服装研究3年以上）按照比例标度取值表，如表1所示.以相邻一层为基准，进行同层指标两两指标重要度比较，并给出其相应判断.为保证评价的准确性、可重复性、稳定性，在评价指标权重确定过程中，反复询问同层指标中任意两个指标间的重要程度，确保结果相对稳定后，再进行每个指标判断矩阵的构建.

表1 T.L.staaty比例标度取值表

为了消除评判过程指标之间重要度不一致的结果，必须对构建的判断矩阵进行一致性和随机性检验，检验计算公式为：

而由相关统计学理论可知，仅仅依靠C.I.值作为指标是否一致性标准并不完全可靠，需要消除因矩阵阶数造成的判断矩阵不一致现象，因此，本文又引入了C.R.判断矩阵的随机一致性比率，其计算公式如式（2）.

其中，C.I.为判断矩阵一致性指标；R.I.为平均随机一致性指标，具体数值如表2所示.

表2 R.I.取值列表

另外，由统计理论知识可知：对于n≥3的判断矩阵，当C.R.≤0.1时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的；否则，认为判断矩阵偏离一致性程度过大，对判断矩阵进行调整，使其具有满意的一致性，确保所有指标的判断矩阵均符合一致性检验表要求为止.

为研究各层各指标对总目标的影响，需给出各指标对应总目标的权重，称作合成权重，其计算公式为：

其中，QACi为C层第i个指标对应总目标A的权重；QBi为B层第i指标的权重，QCi为C层第i指标的权重.

邀请5位户外运动爱好者和5位户外服装研究者，依据表1比例标度值，对户外服装各项性能指标进行两两对比打分，并将每位专家对各指标打分的平均值作为其指标权重值.再将各层指标的权重值代入公式3求解其合成权重，具体计算结果如表3所示.

表3 评价指标及其权重列表

3 综合评语集与评测判断矩阵确定

根据户外运动服装产品评级标准及户外运动爱好者的使用体验［8-9］，建立户外运动服装性能评价的评语集，本文的整体性能主观评语共分5个等语内涵解释见表4.

表4 评语集及等级标度值

为准确研究整体主观评价与各评价指标的隶属程度，本文选择5位户外运动爱好者和5位户外服装研究者，参与主观实验，对各评价指标对应于整体性能的隶属度进行判断，并给出其具体隶属程度，取其平均值，作为最终各因素隶属程度数值，详细结果如表5所示.

表5 各因素对应隶属程度

由表5可知，C层各因素对应户外服装整体性能的模糊矩阵分别为：

其中，C1表示舒适性各指标的模糊评测矩阵；B1为舒适性各指标的权重集；R1为舒适性中的各指标对应的模糊判断矩阵.

C2=B2·R2=

其中，C2表示安全防护性各指标的模糊评测矩阵；B2为安全防护性各指标的权重集；R2为安全防护性中的各指标对应的模糊判断矩阵.

4 结果验证

为验证本文提出的模糊综合评价模型的准确性和有效性，本文选择了市面上销量比较靠前的五款户外运动服装（冲锋衣）作为验证试验样品，具体产品各项物理测试实验数据如表6所示.同时，邀请5位有户外运动服装穿着体验的消费者和5位从事户外运动服装产品开发研究方面专家对其产品性能进行综合评判，即各项性能进行赋值，其值如表7所示.

表6 五款户外运动服装的各项物理测试实验数据

由表6可知，五款户外服装的保暖性能优劣依次为4#＞5#＞2#＞1#＞3#；防水性能优劣依次为1#=2#＞3#=1#=3#；透气性能优劣依次为4#＞2#＞5#＞1#＞3#；透 湿 性 能 优 劣 依 次 为4#＞5#＞2#＞3#＞1#；速干性能优劣依次为4#＞2#＞5#＞1#＞3#；抗紫外线性能优劣依次为1#＞4#＞3#＞2#＞5#；抗静电性能优劣依次为1#=4#=5#＞2#＞3#；抗菌防臭性能优劣依次为4#＞3#＞1#＞2#=5#.而结合户外运动服装产品标准GB/T 32614-2016的要求可知，五款服装中4#服装的综合性能最高，最差的是3#服装.

表7 五款户外运动服装的赋值（模糊评判）结果

将表7中专家给出的各评价指标的赋值（模糊判断）结果带入本文所建立的模糊综合评测模型，具体计算过程如下：

1#、2#、3#、4#、5#服装的综合评分依次为70.364、71.1241、47.98、81.168、66.04，故五款服装的性能优劣依次为4#＞2#＞1#＞5#＞3#，这与表6展示的实验结果趋势相同，充分证明了本文所建立的模糊判断模型的有效性和准确性.同时，从计算结果也可发现目前户外运动服装整体质量均未达到十分满意，故户外运动服装性能均有优化空间，因此，其可以作为户外运动服装的研究方向之一.

5 结论

首先，借助层次分析法构建三级户外运动服装性能评价指标；其次，采用模糊综合分析法和层次分析法相结合的方法，构建户外运动服装性能综合评语集与综合评价模型；最后，选用5款户外运动服装对其模型进行验证，结果显示：目前户外运动服装整体性能均未达到十分满意，均存在优化空间.这与试验结果和问卷调查的结果一致，验证了此评价模型的可靠性.另外，此研究成果弥补了目前户外运动服装产品性能评估标准中没有考虑各评价指标占干衣机产品等级的权重，或者各指标对最终产品质量等级的贡献度的缺陷，同时，也丰富了户外运动服装产品性能评级标准的评价指标.此外，本模型的评价指标是基于户外运动服装穿着舒适性和安全防护性能建立的，适用于户外运动服装性能评价，但是此研究思路和研究方法也适用于其他类型运动产品的评价，尤其是服装产品和体育用品.