一種新型城市電動(dòng)車充電站系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市電動(dòng)車充電站評價(jià)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可用于城市電動(dòng)車充電 站系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣候變化、能源和環(huán)境問題是人類社會共同面對的長期問題。隨著石油這種不可 再生能源面臨枯竭，溫室氣體的過度排放導(dǎo)致的全球氣溫變暖，傳統(tǒng)汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)亟需結(jié) 構(gòu)升級，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。電動(dòng)汽車作為新一代交通工具，能夠?qū)崿F(xiàn)"零排 放"、低噪音等要求，是目前解決能源和環(huán)保問題的重要手段。
[0003] 電動(dòng)汽車的配套充電設(shè)施建設(shè)是目前民眾最為關(guān)注的相關(guān)信息之一，電動(dòng)汽車配 套的充電設(shè)施建設(shè)可以促進(jìn)電動(dòng)汽車的普及程度。是否能為用戶提供方便快捷的充電服 務(wù)，對電動(dòng)汽車的發(fā)展有深遠(yuǎn)影響。目前我國的電動(dòng)汽車充電站建設(shè)尚處于初級階段，而隨 著我國充電站網(wǎng)絡(luò)的逐步形成，電動(dòng)汽車充電設(shè)備管理的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化問題日益突出， 但針對充電站系統(tǒng)的綜合評價(jià)還比較少。因此，為更好的建設(shè)好充電站，就需要一套行之有 效的綜合評價(jià)指標(biāo)體系。
[0004] 層次分析法（AHP)是一種定性與定量分析相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策方法，這一方法是 在對復(fù)雜決策問題的影響因素以及內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析之后構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型。 應(yīng)用層次分析法把復(fù)雜的問題分解為元素的各個(gè)組成部分，并按元素的相互關(guān)系及其隸 屬關(guān)系形成不同的層次，同一層次的元素作為準(zhǔn)則對下一層次的元素起支配作用，同時(shí)它 又受到上一層次元素的支配。應(yīng)用層次分析法關(guān)鍵在于構(gòu)造合理的判斷矩陣，以求出與實(shí) 際相近的指標(biāo)權(quán)重。
[0005] 傳統(tǒng)的AHP中，專家對兩兩指標(biāo)進(jìn)行比較得出的重要性只能用介于1/9與9之間 的一個(gè)數(shù)字來表達(dá)，但是在實(shí)際問題中，這顯然是不適宜的。由于對復(fù)雜事物的特性分析 或決策中通常存在著不確定性，如果專家以區(qū)間數(shù)表示對兩個(gè)因素的相對重要性做出的判 斷，這樣的判斷矩陣則稱為不確定判斷矩陣，這種分析方法即為不確定層次分析法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是基于實(shí)踐應(yīng)用和理論優(yōu)化兩個(gè)層面，綜合考慮電動(dòng)車充電站的技術(shù)特 性、經(jīng)濟(jì)特性、環(huán)保特性和安全特性構(gòu)建電動(dòng)車充電站系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)體系，提出一種新 型城市電動(dòng)車充電站系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算方法，具體步驟如下： (1):構(gòu)建電動(dòng)車充電站系統(tǒng)的綜合評價(jià)體系，如圖2所示； 綜合考慮電動(dòng)車充電站的運(yùn)行情況，從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境性、安全性方面建立一級 指標(biāo)和二級指標(biāo)，構(gòu)建充電站系統(tǒng)的綜合評價(jià)體系，所述一級指標(biāo)為技術(shù)性能評價(jià)指標(biāo)、經(jīng) 濟(jì)評價(jià)指標(biāo)、環(huán)境評價(jià)指標(biāo)和安全指標(biāo)評價(jià)； 所述技術(shù)性能評價(jià)指標(biāo)包括電壓輸出誤差、電流輸出誤差、限壓特性、限流特性、紋波 系數(shù)和平均故障間隔時(shí)間； 所述安全評價(jià)指標(biāo)包括絕緣性能、防護(hù)等級和安全警告； 所述經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)包括充電站前期的建設(shè)成本、建設(shè)后的運(yùn)營成本和充電站喪失作用 時(shí)的退役處置成本； 所述環(huán)境評價(jià)指標(biāo)包括噪聲污染和諧波污染； (2):引入不確定層次分析法構(gòu)建合理的區(qū)間數(shù)判斷矩陣，并對區(qū)間數(shù)判斷矩陣進(jìn)行一 致性判斷； 傳統(tǒng)的層次分析法中，專家對同一層次的各指標(biāo)按上一層次指標(biāo)為準(zhǔn)則進(jìn)行兩兩比 較，構(gòu)造出判斷矩陣。但對兩兩指標(biāo)進(jìn)行比較得出的重要性只能用介于1/9與9之間的 一個(gè)數(shù)字來表達(dá)(采用常用的"1-9標(biāo)度法"），而在實(shí)際問題中，這顯然是不適宜的。本 發(fā)明中，為了更好地反應(yīng)事物的模糊性和不確定性，采用了不確定層次分析法，不確定層次 分析法判斷矩陣中的每個(gè)元素均為一個(gè)區(qū)間數(shù)。假定某一層指標(biāo)以C為準(zhǔn)則，且C對下 一層次指標(biāo)A…K有支配關(guān)系，我們的目的是按它們對于準(zhǔn)則C的相對重要性賦予 凡％…％相應(yīng)的權(quán)重。
[0007] 因此，按照" 1-9"標(biāo)度表對元素i與j的重要性程度進(jìn)行賦值，用％表示元素i 與元素j的重要性程度之比，則 當(dāng)i，j兩元素同等重要時(shí)，%取值為1; 當(dāng)i元素比j元素稍重要時(shí)，取值為3 ; 當(dāng)i元素比j元素明顯重要時(shí)，取值為5 ; 當(dāng)i元素比j元素強(qiáng)烈重要時(shí)，U!/取值為7 ; 當(dāng)i元素比j元素極端重要時(shí)，%取值為9 ; 當(dāng)i元素比j元素稍不重要時(shí)，取值為1/3 ; 當(dāng)i元素比j元素明顯不重要時(shí)，％取值為1/5 ; 當(dāng)i元素比j元素強(qiáng)烈不重要時(shí)，％取值為1/7 ; 當(dāng)i元素比j元素極端不重要時(shí)，%取值為1/9 ; 當(dāng)i元素與j元素的重要性處于上述兩相鄰判斷之間時(shí)，％取值為1/8, 1/6, 1/4, 1/2 及 2,4,6,8 ;。
[0008] 表1列出了 "1-9"標(biāo)度的含義。 表1 "1-9"標(biāo)度表及其含義
這樣對準(zhǔn)則C，n個(gè)被比較指標(biāo)構(gòu)成了一個(gè)兩兩比較判斷矩陣，判斷矩陣的上三角元素 和下三角元素具有倒數(shù)的對稱關(guān)系，同時(shí)不確定型判斷矩陣的數(shù)據(jù)又較大，為了表達(dá)簡單 明了，一般只表達(dá)出矩陣的上三角元素即可。所得區(qū)間數(shù)判斷矩陣形式如下表2 : 表2 :關(guān)于準(zhǔn)則C的不確定AHP判斷矩陣
假設(shè)請m位專家參與評分，任取兩個(gè)判斷因素，讓每位專家獨(dú)立地判斷因素M與 U/的相對重要性，根據(jù)常用的"1-9標(biāo)度表"并給出判斷區(qū)間，若有專家對0與％的 相對重要性做出的判斷矛盾，需要通過協(xié)商解決；假設(shè)第k個(gè)專家得出的判斷區(qū)間范圍 為：
，其中％^%?為評判結(jié)果的上下限值且

;最終得到上三角區(qū)間數(shù)判斷矩 陣：
這樣可得到區(qū)間數(shù)判斷矩陣；
該矩陣滿足3個(gè)條件：
(3)利用區(qū)間數(shù)對數(shù)最小二乘法計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重向量區(qū)間； (3. 1):設(shè)
，利用區(qū)間數(shù)對數(shù)最小二乘法（ILLSM)求解判 斷矩陣的權(quán)重區(qū)間，其前提是判斷矩陣須為區(qū)間數(shù)一致性矩陣； 即當(dāng)4= (%) 為區(qū)間數(shù)一致性矩陣時(shí)，它的右主特征向量(歸一化的右特征向量）
為判斷矩陣的權(quán)重向量，并且滿足
。式中，k，m 為權(quán)重向量區(qū)間系數(shù)，w+分別為才、尤的右主特征向量。
[0011] 因此，可以看成是一個(gè)一致性矩陣受小擾動(dòng)而得到的矩陣，即 \JImn
其中％?是擾動(dòng)函數(shù)，當(dāng)％?趨于1時(shí)，判斷矩陣A趨于一致性矩陣。對上式兩邊取對數(shù)， 得到In氣-111%=1證廠InWj + toqij即當(dāng)In%趨于〇時(shí)，判斷矩陣A趨于一致性矩陣。
[0012] 因此，可以構(gòu)造極小化函數(shù)
來達(dá)到％趨于 1的目的，將上式對?取偏導(dǎo)，并令
，經(jīng)過化簡得到歸一化權(quán)重向量
[0013] 分別對才，』4+用上述方法求得歸一化權(quán)重向量FT二[wf,以及
其中：
(3. 2):當(dāng)判斷矩陣A趨于一致性矩陣后，其權(quán)重向量區(qū)間系數(shù)k、m滿足式 ?？紤]到^/的表達(dá)式及權(quán)重向量左右端點(diǎn)的對稱性，
/m 可以取權(quán)重向量區(qū)間系數(shù)
則權(quán)重向量區(qū)間為：
[0014] (4):確定每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的最終權(quán)重。
[0015] (4. 1):以求得的權(quán)重向量區(qū)間的平均值作為每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，即
[0016] (4. 2):將所求權(quán)重值歸一化，得到每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的最終權(quán)重值
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于：綜合運(yùn)用不確定層次分析法對構(gòu)建的充電站系統(tǒng)評價(jià)指 標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，既符合人的主觀感受又能表達(dá)主觀評價(jià)信息的不確定性和模糊性。運(yùn)用區(qū)間 數(shù)最小二乘法得到各指標(biāo)權(quán)重區(qū)間，使綜合評價(jià)結(jié)果更直觀地反映充電站系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)是 否滿足實(shí)際需求，提高了評價(jià)結(jié)果的可信程度。本發(fā)明對不同電動(dòng)車充電站系統(tǒng)的綜合評 價(jià)具有一定的參考意義。
【附圖說明】
[0018] 圖1為充電站系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)計(jì)算的流程圖。
[0019] 圖2為充電站系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例以及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此。
[0021] 實(shí)施例1:要結(jié)合
【發(fā)明內(nèi)容】
中的步驟詳細(xì)描述過程，對前面提到的公式還應(yīng)重新 放進(jìn)去，并代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得到結(jié)果。
[0022] 根據(jù)各指標(biāo)影響因素，并綜合專家組評定意見，結(jié)合層次分析法常用的"1-9標(biāo)度 法"，按照不確定層次分析法構(gòu)造判斷矩陣如表3。
[0023] 表3 :關(guān)于充電站系統(tǒng)綜合評價(jià)A的指標(biāo)判斷矩陣<