基于有序LOGISTIC和模糊综合评价的公共交通工具破窗器设计研究.pdf
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1、学研探索产品122设计DESIGN2023年8月 第36卷 第16期基于有序LOGISTIC 和模糊综合评价的公共交通工具破窗器设计研究DESIGN AND RESEARCH OF PUBLIC TRANSPORT WINDOW BREAKER BASED ON ORDERED LOGISTIC-FUZZY MODEL引言随着现代技术的快速更新,我国的公共交通系统变得更加强大,越来越多人针对公共交通工具安全性提出了更高需求。在全球气候变化和城市化进程双重因素影响下,城市雨洪灾害风险成为考验公共交通系统安全的一大挑战。1除此之外,公共交通还存在着火灾、恶性事件等安全隐患,这些安全隐患让人们逐渐关
2、注到传统破窗器作为公共交通工具中保障安全的工具之一,存在着破窗费力、使用受空间限制等缺点,此类破窗应急产品仍需不断改善。在公共交通破窗器的产品设计方面,张琳钊2等人提出了基于气体爆破动力的自动破窗装置,此装置考虑到了大客车落水的紧急情况,从破窗器的内部动力结构方面做出了创新,但在理论上的创新性不足,主要聚焦的是产品装置的研发,而忽略了设计前期以及设计评估优化阶段。在有序Logistic和模糊综合评价理论应用上,周冉3利用有序 Logistic 模型确定对社区菜市场呈现正向、负向影响的构成变量,形成了社区菜市场空间服务设计策略的可靠依据。杨琨钰4等人基于模糊综合评价对输出的多功能行军凳设计方案进
3、行设计评估,从而得到了符合用户需求的最佳设计方案。两种理论虽然在设计学研究上均有应用,但还没有结合使用的案例。本研究从设计学角度出发,聚焦公共交通破窗器安全性问题,以城市公共交通破窗器为对象,结合有序 Logistic 和模糊综合评价理论的优势,构建有序 Logistic-模糊综合评价模型,从用户需求获取、设计评估角度尽可能消除人为误差,从而为公共交通破窗器提供优化设计方案。基于有序Logistic-模糊综合评价的公共交通工具破窗器设计(一)公共交通工具破窗器设计原理1.有序 Logistic 模型原理Logistic 模型属于多重变量范畴,常用于社会学、心理学、生物统计学、临床等学科的实证分
4、析。逻辑回归共分为二元Logistic回归、多分类 Logistic 回归、有序 Logistic 回归三种,其区别在于因变量 Y的数据类型。有序逻辑回归目的是研究有序分类因变量与一些影响因素之间的关系,有序逻辑回归要求其因变量 Y 为定类且有序,例如因变量为不幸福、比较幸福和十分幸福。有序 Logistic 回归模型的表达式如下5:121121kjjxxk xjjlogit P Yjln(1)公 式(1)中,j为 常 数 项,1j为 1 级 到 j 级 的 概 率,1+2+.+j为因变量有序取值的累计概率,1k为自变量回归系数。在 Logistic 模型中,自变量 xk和因变量 Y 的关系是
5、非线性的,因此利用 OR 值(优势比)判定自变量变化后对因变量的影响,公式如下所示:OR=em (2)对于连续自变量的 OR 值的意义为:该变量每升高一个单位,有序因变量提高一个或一个以上等级的概率变化了(em-)100%。62.模糊综合评价原理模糊综合评价就是借助于模糊数学这一概念为实际综合评价问题提供评价方法。作为一种综合性评价方法,模糊综合评价以模糊数学为基础,运用模糊关系合成原理,达到将一些不易定量的因素定量化的目的。7模糊综合评价的步骤通常包括:(1)确定评价指标和评语集;(2)确定权重向量矩阵 A 和构造权重判断矩阵 R;(3)计算权重并进行决策评价。8模糊综合评价的模型表达式如下
6、:摘要:为公共交通破窗器提供优化设计方案。使用访谈法和问卷法确定公共交通工具破窗器的设计需求及其重要度;进行有序Logistic分析,得到影响用户满意度的关键设计需求,以此为依据进行产品设计;使用实验法验证破窗器功能模块的可行性;采用模糊综合评价对设计方案进行评估,确定优化方向,输出优化设计方案。得到公共交通破窗器优化设计方案。有序Logistic-模糊综合评价的集成运用能够筛选出关键设计需求,量化设计方案评估结果,针对性地为产品设计提出方向。该研究的评估结果与实验结果验证了该研究框架在公共交通破窗器设计中具有可行性。关键词:有序Logistic 模糊综合评价 公共交通 破窗器 应急避险中图分
7、类号:TB472 文献标识码:A文章编号:1003-0069(2023)16-0122-04Abstract:To provide an optimal design scheme for public transport window breaker.Interview and questionnaire were used to determine the design requirements and importance of window breakers in public transport vehicles.Carry out ordered Logistic analysis
8、 to obtain key design requirements that affect user satisfaction,and then conduct product design according to them;Experimental method was used to verify the feasibility of the window breaker function module.Fuzzy comprehensive evaluation is used to evaluate the design scheme,determine the optimizat
9、ion direction,and output the optimal design scheme.To obtain an optimal design scheme of public transport window breaker.The integrated application of ordered Logistic fuzzy comprehensive evaluation can screen out the key design requirements,quantify the evaluation results of design schemes,and put
10、forward the direction of product design.The evaluation results and experimental results of this study verify the feasibility of the research framework in the design of public transport window breakers.Keywords:Ordered logistic regression Fuzzy comprehensive evaluation Public transport Window breaker
11、 Emergency avoidance昆明理工大学艺术与传媒学院 段 霞 王坤茜丝路视觉科技股份有限公司 周晓璐学研探索产品123设计DESIGN (3)1112121222121212,nnmnmmmnrrrrrrBA Ra aab bbrrr公式(3)中,a1,a2,.,am 是为每个因素所分配的权重,rij 则表示被评价的对象从因素ui来看对于vi等级模糊子集的隶属度。bi 表示被评级对象从整体上看对 vj 等级模糊子集的隶属程度。3.有序 Logistic-模糊综合评价模型根据有序 Logistic 模型的特点,可以利用有序 Logistic 模型来对各个需求重要度对用户满意度的影响
12、进行分析,得到会对用户满意度产生显著影响的关键设计需求,以此得到各个设计需求之间的优先级,有针对性地进行破窗器的产品设计。而模糊综合评价方法能够量化设计评估的结果,使设计评估更加科学可靠。针对公共交通工具破窗器设计课题,设计小组整合了有序 Logistic 与模糊综合评价的关键优势,构建了如图 1 所示的有序 Logistic-模糊综合评价模型。(二)用户需求获取1.需求展开针对用户需求,利用访谈法与问卷调查法确定乘客对于公共交通工具破窗器的需求,然后利用 KJ 法对用户需求进行梳理,确定了n 项需求,记为,在对访谈得到的需求信息进行整理、归纳、分组、命名之后,得到了 8 项用户需求,将所获得
13、的用户需求转化为产品设计要素,并按照“功能设计”“造型设计”“人机设计”三个部分整理转化出的产品设计要素,得到如表 1 的公共交通工具破窗器用户需求和设计要素展开表。设计小组通过线上平台发放公共交通工具破窗器认知程度与需求调研问卷,共回收有效问卷 152 份。对所获问卷数据进行Cronbach 信度检验,得到标准化 Cronbach 系数为 0.952,说明问卷的信度较高,数据可以采用。对问卷数据进行效度检验,得到KMO 的值为 0.908,Bartlett 球形检验的结果显示,显著性 P 值为0.000,说明此问卷数据非常适合做因子分析。2.构建有序 Logistic 模型问卷中针对C1-C
14、8设置有重要程度打分题,打分规则为:1表示“非常不重要”、2 表示“不重要”、3 表示“中立”、4 表示“重要”、5 表示“非常重要”。设计小组将收集到受访者对的 C1-C8八项需求的重要程度打分作为自变量,将整体满意度这一项的打分作为因变量,构建有序 Logistic 模型,进行有序 Logistic 分析9。对于所构建的模型,首先需要进行似然比卡方检验,判断模型是否构建有效。在此次分析中,似然比卡方检验结果显示显著性 P 值为 0.000,水平上呈现显著性,拒绝原假设,说明放入的自变量具有有效性,此次所构建的模型有效。模型伪 R 平方值为 0.154,意味着自变量能够解释因变量变化 15.
15、4%的原因。3.有序 Logistic 模型分析结果得到有序 Logistic 分析结果后,通过 C1-C8的 P 值,判断 C1-C8是否具有显著性,即 C1-C8是否会对用户满意度产生显著性影响。表2 为有序 Logistic 分析结果。从表 2 可知:C1、C2、C4、C7这四项因子 P 值均小于 0.05,水平上呈现显著性,拒绝原假设,因此 C1、C2、C4、C7这四项因子会对用户满意度产生显著性的影响;而 C3、C5、C6、C8这四项因子 P值均大于 0.05,水平上不呈现显著性,不能拒绝原假设,因此 C3、C5、C6、C8这四项因子不会对用户满意度产生显著性影响。通过具有显著性的因
16、子的 OR 值,可以判断因子对因变量的影响程度。根据 OR 值大小,可知在 C1、C2、C4、C7四项需求中,按照影响程度排序,分别是 C1 C2 C4 C7。由此可知,顶部冲击力大、快速破窗、危险情况检测、安全性这四项用户需求会对用户满意度产生影响,在设计时,要优先考虑这 4项用户需求所对应的设计要素,即 D11顶部结构、D12启动速度、D13危险情况检测、D31安全性。其余的设计要素在设计过程中可结合实际剔除。(三)设计方案输出与实验1.产品设计方案:本次设计的主要内容为自动破窗器外部控制装置以及内部结构。基于有序 Logistic 分析结果,设计小组对转化出的设计要素进行了筛选,剔除了部
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