基于AHP的重型柴油车节能减排综合评价方法研究

2017-08-08 23:48:44 汽车科技2017年4期

刘纯

摘 要:通过分析重型柴油车节能减排各指标参数,确定了重型柴油车节能减排综合评价指标体系,应用层析分析法(AHP)确定各级指标的权重,使得权重确定更加合理准确;采用插值法、Min-max标准化及加权和方法建立一个较完善的针对重型柴油车的综合评价模型,并结合实例进行了应用分析,为重型柴油车的环保性能定量综合评价提供了可行方法。

关键词:重型柴油车;节能减排;层次分析法(AHP);综合评价

中图分类号:U469.74 文献标识码:A 文章编号:1005-2550(2017)04-0061-05

Abstract: Through analyse the various parameters of energy saving and emission reduction of heavy-duty diesel vehicles, the comprehensive evaluation index system of energy saving and emission reduction for heavy-duty diesel vehicles was set up. The analytic hierarchy process (AHP) was applied to determine the weight of every index, makes the weights more reasonable and accurate. The comprehensive evaluation model for the heavy-duty diesel vehicles was perfectly established by using interpolation method, Min-max standard and the weighted sum method, and gives an example for the application analysis, the feasible method of environmental performance quantitative evaluation of the heavy-duty diesel engine was provided.

Key Words: heavy-duty diesel vehicle; energy saving and emission reduction; Analytic hierarchy process (AHP); comprehensive evaluation

隨着排放法规日趋加严,节能减排越来越受到各发动机生产厂和汽车生产厂的重视。目前,国内在汽车节能减排方面的研究主要集中在内燃机节能技术、内燃机污染物排放控制及测试技术等方面。而在节能减排综合评价方面的研究则较少,大部分研究把各节能减排指标看成单一的个体,只通过排放值对各指标进行简单评价,而不能定量和定性评价整车的环保性能。

国外,很多发达国家早已开展了汽车节能环保评价方面的研究。英国的ERV (Environmental Rating System for Vehicles)评价模型从车辆的排放和“脚印”两个方面对车辆的环保性能进行研究[1]。比利时的Ecoscore模型基于汽车生命周期理论,可对汽车生命周期内的直接排放污染物和间接排放污染物进行研究[2]。美国、日本等国家也有相关的研究。

本文针对重型柴油车,对其进行节能减排综合评价研究,建立了一套重型柴油车节能减排综合评价模型和方法,为汽车节能环保综合评价提供了可行的方法。

1 重型柴油车节能减排综合评价方法及评价指标体系

1.1 AHP综合评价方法

层次分析法(Analytic Hierarchy Process, 简称AHP)是由美国运筹学教授 T.L.Saaty提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法[3]。AHP法能有效的处理难以用定量方法来分析的复杂问题,它具有良好的逻辑性、系统性、简洁性和实用性等优点。本文采用AHP法来确定以往很难定量描述的重型柴油车节能减排各指标的权重。

(1)构造判断矩阵

判断矩阵即是把各评价指标两两相互比较,通过采用相对尺度,以尽可能提高那些难以定量分析指标的精度。判断矩阵的标度方法见表1。指标两两相比标度的确定由行业内的专家一致讨论表决获得。

(2)计算判断矩阵

计算判断矩阵A的最大特征根λmax及其对应的特征向量w,此特征向量就是各评价指标的重要性排序。

(3)一致性检验

1.2 重型柴油车节能减排综合评价指标分析

综合考虑目前柴油车节能减排的研究方向,把重型柴油车节能减排评价指标分为:污染物排放指标、节能指标和噪声指标三个方面。

污染物指标即是柴油发动机的污染物排放指标,根据GB17691-2005[4],污染物指标包括CO比排放量、HC比排放量、NOX比排放量、PM比排放量和烟度排放量。

节能指标主要包括燃油消耗量和机油消耗量两个方面,国内对燃油经济性的评价方法主要有两个,一是用发动机万有特性的油耗曲线进行评价,一是用车型综合工况燃料消耗量(百公里油耗)进行评价,前者因不好定量评价,本文采用车型综合工况百公里油耗来评价燃油消耗量。机油消耗量评价指标即是机油消耗率,机油消耗率即是机油消耗量与燃油消耗量的比率百分数。

汽车噪声评价指标主要有汽车加速行驶车外噪声、车内噪声和车辆定置噪声等。汽车加速行驶车外噪声因有法规限制,是重型柴油车的主要噪声评价指标,后两种噪声指标目前大部分用于评价乘用车,暂不在本文的研究范围内。