一种新型城市电动车充电站系统的评价指标的权重计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及城市电动车充电站评价领域，尤其是涉及一种可用于城市电动车充电 站系统的评价指标的权重计算方法。
【背景技术】
[0002] 气候变化、能源和环境问题是人类社会共同面对的长期问题。随着石油这种不可 再生能源面临枯竭，温室气体的过度排放导致的全球气温变暖，传统汽车工业产业亟需结 构升级，实现动力系统电动化的战略转型。电动汽车作为新一代交通工具，能够实现"零排 放"、低噪音等要求，是目前解决能源和环保问题的重要手段。
[0003] 电动汽车的配套充电设施建设是目前民众最为关注的相关信息之一，电动汽车配 套的充电设施建设可以促进电动汽车的普及程度。是否能为用户提供方便快捷的充电服 务，对电动汽车的发展有深远影响。目前我国的电动汽车充电站建设尚处于初级阶段，而随 着我国充电站网络的逐步形成，电动汽车充电设备管理的规范化和标准化问题日益突出， 但针对充电站系统的综合评价还比较少。因此，为更好的建设好充电站，就需要一套行之有 效的综合评价指标体系。
[0004] 层次分析法（AHP)是一种定性与定量分析相结合的多准则决策方法，这一方法是 在对复杂决策问题的影响因素以及内在关系等进行深入分析之后构建一个层次结构模型。 应用层次分析法把复杂的问题分解为元素的各个组成部分，并按元素的相互关系及其隶 属关系形成不同的层次，同一层次的元素作为准则对下一层次的元素起支配作用，同时它 又受到上一层次元素的支配。应用层次分析法关键在于构造合理的判断矩阵，以求出与实 际相近的指标权重。
[0005] 传统的AHP中，专家对两两指标进行比较得出的重要性只能用介于1/9与9之间 的一个数字来表达，但是在实际问题中，这显然是不适宜的。由于对复杂事物的特性分析 或决策中通常存在着不确定性，如果专家以区间数表示对两个因素的相对重要性做出的判 断，这样的判断矩阵则称为不确定判断矩阵，这种分析方法即为不确定层次分析法。
【发明内容】
[0006] 本发明是基于实践应用和理论优化两个层面，综合考虑电动车充电站的技术特 性、经济特性、环保特性和安全特性构建电动车充电站系统的评价指标体系，提出一种新 型城市电动车充电站系统的评价指标的权重计算方法，具体步骤如下： (1):构建电动车充电站系统的综合评价体系，如图2所示； 综合考虑电动车充电站的运行情况，从技术性、经济性、环境性、安全性方面建立一级 指标和二级指标，构建充电站系统的综合评价体系，所述一级指标为技术性能评价指标、经 济评价指标、环境评价指标和安全指标评价； 所述技术性能评价指标包括电压输出误差、电流输出误差、限压特性、限流特性、纹波 系数和平均故障间隔时间； 所述安全评价指标包括绝缘性能、防护等级和安全警告； 所述经济评价指标包括充电站前期的建设成本、建设后的运营成本和充电站丧失作用 时的退役处置成本； 所述环境评价指标包括噪声污染和谐波污染； (2):引入不确定层次分析法构建合理的区间数判断矩阵，并对区间数判断矩阵进行一 致性判断； 传统的层次分析法中，专家对同一层次的各指标按上一层次指标为准则进行两两比 较，构造出判断矩阵。但对两两指标进行比较得出的重要性只能用介于1/9与9之间的 一个数字来表达(采用常用的"1-9标度法"），而在实际问题中，这显然是不适宜的。本 发明中，为了更好地反应事物的模糊性和不确定性，采用了不确定层次分析法，不确定层次 分析法判断矩阵中的每个元素均为一个区间数。假定某一层指标以C为准则，且C对下 一层次指标A…K有支配关系，我们的目的是按它们对于准则C的相对重要性赋予 凡％…％相应的权重。
[0007] 因此，按照" 1-9"标度表对元素i与j的重要性程度进行赋值，用％表示元素i 与元素j的重要性程度之比，则 当i，j两元素同等重要时，%取值为1; 当i元素比j元素稍重要时，取值为3 ; 当i元素比j元素明显重要时，取值为5 ; 当i元素比j元素强烈重要时，U!/取值为7 ; 当i元素比j元素极端重要时，%取值为9 ; 当i元素比j元素稍不重要时，取值为1/3 ; 当i元素比j元素明显不重要时，％取值为1/5 ; 当i元素比j元素强烈不重要时，％取值为1/7 ; 当i元素比j元素极端不重要时，%取值为1/9 ; 当i元素与j元素的重要性处于上述两相邻判断之间时，％取值为1/8, 1/6, 1/4, 1/2 及 2,4,6,8 ;。
[0008] 表1列出了 "1-9"标度的含义。 表1 "1-9"标度表及其含义
这样对准则C，n个被比较指标构成了一个两两比较判断矩阵，判断矩阵的上三角元素 和下三角元素具有倒数的对称关系，同时不确定型判断矩阵的数据又较大，为了表达简单 明了，一般只表达出矩阵的上三角元素即可。所得区间数判断矩阵形式如下表2 : 表2 :关于准则C的不确定AHP判断矩阵
假设请m位专家参与评分，任取两个判断因素，让每位专家独立地判断因素M与 U/的相对重要性，根据常用的"1-9标度表"并给出判断区间，若有专家对0与％的 相对重要性做出的判断矛盾，需要通过协商解决；假设第k个专家得出的判断区间范围 为：
，其中％^%?为评判结果的上下限值且
;最终得到上三角区间数判断矩 阵：
这样可得到区间数判断矩阵；
该矩阵满足3个条件：
(3)利用区间数对数最小二乘法计算每个指标的权重向量区间； (3. 1):设
，利用区间数对数最小二乘法（ILLSM)求解判 断矩阵的权重区间，其前提是判断矩阵须为区间数一致性矩阵； 即当4= (%) 为区间数一致性矩阵时，它的右主特征向量(归一化的右特征向量）
为判断矩阵的权重向量，并且满足
。式中，k，m 为权重向量区间系数，w+分别为才、尤的右主特征向量。
[0011] 因此，可以看成是一个一致性矩阵受小扰动而得到的矩阵，即 \JImn
其中％?是扰动函数，当％?趋于1时，判断矩阵A趋于一致性矩阵。对上式两边取对数， 得到In气-111%=1證厂InWj + toqij即当In%趋于〇时，判断矩阵A趋于一致性矩阵。
[0012] 因此，可以构造极小化函数
来达到％趋于 1的目的，将上式对?取偏导，并令
，经过化简得到归一化权重向量
[0013] 分别对才，』4+用上述方法求得归一化权重向量FT二[wf,以及
其中：
(3. 2):当判断矩阵A趋于一致性矩阵后，其权重向量区间系数k、m满足式 。考虑到^/的表达式及权重向量左右端点的对称性，
/m 可以取权重向量区间系数
则权重向量区间为：
[0014] (4):确定每个评价指标的最终权重。
[0015] (4. 1):以求得的权重向量区间的平均值作为每个评价指标的权重值，即
[0016] (4. 2):将所求权重值归一化，得到每个评价指标的最终权重值
[0017] 本发明的有益效果在于：综合运用不确定层次分析法对构建的充电站系统评价指 标进行评价，既符合人的主观感受又能表达主观评价信息的不确定性和模糊性。运用区间 数最小二乘法得到各指标权重区间，使综合评价结果更直观地反映充电站系统评价指标是 否满足实际需求，提高了评价结果的可信程度。本发明对不同电动车充电站系统的综合评 价具有一定的参考意义。
【附图说明】
[0018] 图1为充电站系统评价指标权重系数计算的流程图。
[0019] 图2为充电站系统的评价指标框图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例以及附图对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不 限于此。
[0021] 实施例1:要结合
【发明内容】
中的步骤详细描述过程，对前面提到的公式还应重新 放进去，并代入相关数据，得到结果。
[0022] 根据各指标影响因素，并综合专家组评定意见，结合层次分析法常用的"1-9标度 法"，按照不确定层次分析法构造判断矩阵如表3。
[0023] 表3 :关于充电站系统综合评价A的指标判断矩阵<