2024年3月26日发(作者：)

２０１４年

９月

郑州大学学报（工学版）

Ｓｅｐ．

２０１４

第３５卷第５期

Ｊｏｕｍａｌ

ｏｆ

ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ

ＵｎｉｖｅＩ＿ｓｉｔｙ（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｓｃｉｅｎｃｅ）

Ｖ０１．３５

Ｎｏ．５

文章编号：１６７１—６８３３（２０１４）０５一００９６—０４

汽车人机工程综合评价指标体系研究

李银霞，刘曼曼，高俊杰

（郑州大学机械工程学院，河南郑州４５０００１）

摘要：通过对国内外有关汽车人机工程方面的资料进行较详细的分析和研究，初步建立了含有１０５

个指标的５层树状汽车人机工程评价指标体系．利用德尔菲法对１５名有多年驾驶经验的驾驶员进行两

轮咨询，通过对咨询结果进行统计和分析，筛选出８６个指标．该指标体系的研究和建立，为汽车人机工

程综合评价奠定了基础，也可为汽车的设计和评价提供一定的指导．

关键词：汽车；人机工程；评价

中图分类号：ＴＢｌ８文献标志码：Ａ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７ｌ一６８３３．２０１４．０５．０２２

Ｏ

引言

了较全面的含有１０５个指标的５层次汽车人机工

程综合评价指标体系，如表１所示．表１中，Ｄ为

目前，国内外许多学者对汽车人机工程进行

总目标，０ｉ（ｉ＝１，２，…，７）为子目标，０ｄ（ｉ＝ｌ，

了研究，依据研究范围可分为对汽车人机工程的

２，…，７√＝１，２，…，９）为子子目标，以为指标层．

部分研究和整体研究．部分研究主要集中在座椅、

表１汽车人机工程综合评价指标模型

操纵装置、驾驶姿势、操作环境和安全性等方面，

Ｔａｂ．１

Ｔｈｅ

ｉｎｄｅｘｍｏｄｅＩｏｆＶｅｈｉｃＩｅ

ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ

例如，文献［１～２］把汽车座椅舒适性分为静态、

ｃＯｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ

ｅＶａＩｕａｔｉｏｎ

动态和震动舒适性．文献［３］建立了仿真系统，可

分析坐姿的舒适度、可及范围、姿势预测及静态受

力等．文献［４］把汽车安全性分为驾驶装置安全

性、碰撞安全性、驾驶习惯安全性和驾驶信息系统

对驾车的影响４个方面．文献［５—８］在汽车人机

工程总体评价方面做了不少研究．相关研究中，评

价指标多为树状结构，评价数学模型为综合模糊

评价法或神经网络数学模型，但其综合评价指标

体系不全面，很难对汽车人机工程设计做出完善

的评价．

笔者针对如何建立一套全面的汽车人机工程

学评价指标体系进行研究，并建立其综合评价指

标体系．该指标体系的研究和建立可为汽车人机

工程综合评价奠定基础，也可为汽车的设计和评

价提供一定的指导．

１

初步建立的指标体系

本研究对国内外相关研究进行分析和研究，

并咨询有１０年以上驾龄的相关驾驶员，初步提出

收稿日期：２０１４—０５一０６；修订日期：２０１４—０７—２２

基金项目：河南省科技攻关计划资助项目（１４２１０２２１０４９３）

作者简介：李银霞（１９７４一），女，河南扶沟人，郑州大学副教授，博士，主要从事人机系统设计与评价技术、人机系统

数字化仿真与评价技术方面的研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙｘｍａ订＠１２６．ｃｏｍ．

万方数据

第５期

李银霞，等：汽车人机工程综合评价指标体系研究

在实际的综合评价活动中，建立评价指标的

一般原则是：以尽量少的“主要”评价指标用于实

际评价．这就需要针对初步建立的评价指标，按某

种方法进行筛选，分清主次，合理组成评价指标

集．常用的指标体系筛选的方法主要有：专家评价

法、比较判定法和数据统计分析法．笔者采用基于

确性，在咨询对象填写问卷之前对他们进行简短

指导，并及时收回问卷．单次咨询发放问卷１５份，

回收１５份，有效问卷１４份，有效率达到了

９３．３％．问卷有效性主要遵循两个原则：①问卷中

不得出现有规律的答案，如同一作答（全部选一

个选项）或波形作答（如依次写１２３４５）；②整份问

卷的漏答项目不大于３［１¨．样本资料中本科７人，

大专８人，学历水平较高，咨询有效性较高．

（４）筛选出评价指标体系

笔者把专家的一致意见定义为：不少于２／３

的专家判断等级为“大”以上的判断结果．一般通

专家判断和比较判定法为一体的方法——德尔菲

法筛选评价指标，可以保证整个指标体系的全面

性、有序性和科学性．

２德尔菲法的实施

该方法的基本原理是：针对一定问题，函请相

关领域的专家提出意见或看法，然后将专家的意

见或新设想加以科学地整理、归纳，以匿名的方式

过两轮咨询，专家的意见已基本趋于一致¨２。．因

此，可以研究依据第２轮咨询结果选出评价指标

体系．

２．２咨询结果统计分析方法

根据咨询结果，笔者从以下几个参数进行分析：

（１）离散程度，即标准差盯ｊ，其公式为

５

Ｉ

将所归纳的结果反馈给各专家再次征询意见．经

过多轮反复（经典德尔菲法为４轮，改进德尔菲

法为２—３轮），直到意见趋于较集中，得到比较

一致的、可靠性较高的意见．德尔菲法有几个主要

特点：匿名性、重复、反馈和统计分析．德尔菲法是

征求和提炼专家群体意见的一种相当有效

方法‘引．

２．１

盯ｉ＝［∑ｍＦ（弓一雷ｔ）２／（￡一１）］２．（１）

Ｊ。Ｉ

该参数反映了影响汽车人机工程评价的分散

程度大小，该值越大，表明专家评价结果的分散程

度越大，反之亦然．

（２）集中程度，即均值雷；，其公式为

ｊ

德尔菲法的实施过程

（１）编制调查表．第一轮调查问卷包括测试

者基本信息和正式问卷两部分．问卷中首先介绍

了研究目的和相关背景，要求各位驾驶员判断各

个指标对汽车人机工程的影响程度．影响程度划

分为５个等级，ｌ～５分别表示影响程度等级为

“不大”、“一般”、“大”、“很大”和“极大”．第二轮

调查问卷比第一轮多了专家自信度一项．

（２）确定咨询专家．确定专家在德尔菲法中

至关重要，应该选择具有一定专业知识和丰富实

践经验而又愿意参加的专家．专家人数以ｌＯ一３０

人为宜¨…．据查现在驾驶员男女比例约为３：ｌ，

本研究根据情况邀请１５名有一定驾龄的驾驶员

作为专家，其中男士１１名，女士４名，接近３：ｌ的

比例；年龄２５—４５岁；身高范围１５６—１８０ｃｍ；驾

龄３～１５年．

（３）进行咨询．根据确定出的评价指标集以

中包括的指标，拟定出第ｌ轮专家咨询表．要求专

家根据自身知识和经验给出各评价指标对汽车人

机工程的影响等级．对回收的第１轮专家咨询表

进行统计处理和分析，把咨询结果反馈给每位专

家，进行第二轮咨询．

为了保证回收问卷的有效性和收集数据的精

调程度．

雹；＝∑Ｅｍ口儿ｆ．１，２，…，ｎ，

Ｊ５Ｉ

（２）

式中：Ｅ，为指标影响汽车人机工程程度的量值；

ｍ。为第ｉ个评价指标评价等级为＿『的专家个数；ｎ

为指标数目；Ｌ为专家数．均值雷；即为￡个专家的

评价期望值，该值越小，表示该指标对汽车人机工

程的影响程度越小，反之亦然．

（３）协调程度，变异系数

Ｋ＝盯／Ｅ；，（３）

Ｋ值越小越协调，其反映了第ｉ个评价指标的协

３结果及分析

３．１专家咨询结果

对两轮咨询结果进行统计分析，得出各个指

标的统计参数，限于篇幅，表２仅给出了一部分评

价指标的参数统计．表中还给出了众数“Ｍｏｄｅ”，

目的是为了更全面地对咨询结果进行比对．而

Ｐ３３则表示专家一致意见．ＧＣＲ则表示专家在咨

询给出评论时的自信程度．

万方数据

９８

郑州大学学报（工学版）

２０１４年

从两轮咨询结果可以看出，第２轮指标咨询驶员座椅、乘客座椅和方向盘不再另设子目标，原

结果中的标准差盯和变异系数ｙ大部分比第１子目标的评价指标整合后作为其评价指标．一级

轮咨询结果中的值要小，仅有１１个指标（约占

子目标数目还是７个，三子目标ｕ：（ｉ＝１，２，…，

１０．４％）的标准差和９个指标（约占８．６％）的变

１７）剩下１７个，比原来的２４个三子目标层减少了

异系数比第一轮略大．表明第２轮咨询中，专家判

７个，减少了２９．２％，大大简化了原来繁冗的评价

断的协调程度低和分散程度较小．两轮咨询结果

指标体系．筛选过后的评价指标体系结构模型见

中的众数（Ｍｏｄｅ）有２３个（约占２０．９％）略有不

表３．

同，表明专家判断结果基本是一致的．而且参数

ＧＣＲ全部不小于３，说明专家判断结果的可信度

较高．

从咨询结果中，很容易得到在对汽车人机工

程各个影响等级下指标的数目，按照影响等级为

“不大”，“一般”，“大”，“很大”，“极大”排列，其

数目分别为０，２１，７１，３６，７．分别占总体指标的

薹ｚ¨

０％，２０％，６７．６％，３４．３％和６．７％．它们的分布

情况如图１，此２轮咨询可为汽车设计时关于人

ｊ．｝；｝标时ｉ７Ｌ年人机Ｔ‘设的影【『Ｈ等级

机工程方面提供重要的依据．

图１不同影响程度等级指标个数的分布情况

３．２筛选出综合评价指标

Ｆｉｇ．１

ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＯｆ

ｉｎｄｅｘⅡｕｍｂｅｒｓ

笔者根据咨询结果中的均值它ｉ和专家一致

ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｎｕｅｎｃｅｌｅｖｅｌｓ

意见Ｐ３３进行筛选指标．如果评价指标的均值宦ｊ

４

和专家一致意见尸３３值都小于３，则被筛除．咨询

结论

指标中共有２１个指标的均值它。小于３，但其中又

运用德尔菲法进行了两轮咨询分析，调查表

有２个指标的专家一致意见Ｐ３３值大于３，故共

的制作、发布和回收、调查的信度和效度等都做了

筛除１９个指标．１０５个指标中，最终留下８６个评

控制，然后对咨询结果进行统计和分析，筛选出了

价指标，指标减少了１２．７％．经过重新分析和整

含有８６个评价指标的４层汽车人机工程综合评

合，指标体系结构由原来的５层变为４层．其中驾

价指标体系模型．与以往研究相比，该研究能够比

万方数据

第５期

李银霞，等：汽车人机工程综合评价指标体系研究

［２］

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表３筛选后的汽车综合评价指标体系结构模型

Ｔａｂ．３ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ｍｏｄｅｌｏｆ

ｖｅｈｉｃｌｅ

ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ

ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉＶｅ

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［４］

ＪｏＲＮ—ＨＥＮＲＩＫ，ｃＨＲＩｓＴＩＡＮ

Ｂ

Ｌ，ＭＡｘ

Ｂ．Ｆｅｅｌｆｒｅｅ

ｔｏ

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Ｇｅｍａｎ

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ｉｎｄｕｓｔｒｙ［Ｊ］．

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较客观、全面、科学的对汽车人机工程进行定量的

综合评价，为比较类似设计方案的优劣提供了理

论基础和方法，并且在实际应用中具有足够的灵

活性，评价者可以根据汽车设计的不同阶段动态

的生成相应子评价体系，从而有利于对汽车（尤

其是轿车）工程学进行评价和设计．

［１０］ｗＩＬＬＩＡＭ

ｗ，ＣＯＯＰＥＲ，ＡＲＭＡＮＤ０

Ｄｅｌｐｈｉ

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参考文献：

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Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎ

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Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ

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万方数据