洗車指數(shù)研發(fā)方案(20150506)

1、洗車指數(shù)研發(fā)方案一、洗車指數(shù)研發(fā)背景隨著汽車擁有量的迅猛增加，車主消費(fèi)意識(shí)日益增強(qiáng)，當(dāng)前汽車護(hù)理項(xiàng)目中，洗車是最平凡而且是最重要的。經(jīng)常洗車可以減少空氣阻力，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，延長(zhǎng)汽車漆面壽命。 而洗車又是車身漆面日常保養(yǎng)的基本工作。內(nèi)飾精洗可創(chuàng)造良好車內(nèi)環(huán)境，保護(hù)健康。洗車指數(shù)是給愛(ài)車族提供是否適宜洗車的氣象指數(shù)?？紤]過(guò)去12小時(shí)和未來(lái)24小時(shí)內(nèi)有無(wú)雨雪天氣，路面是否有積雪和泥水，是否容易使愛(ài)車濺上泥水，是否有沙塵天氣等 條件，給廣大愛(ài)車族提供是否適宜洗車的建議。二、理論支持-模糊數(shù)學(xué)1、模糊數(shù)學(xué)定義模糊數(shù)學(xué)是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法。1965年美國(guó)控制論學(xué)者L.A扎德發(fā)表論文

2、 莫糊集合，標(biāo)志著這門新學(xué)科的誕生。2、模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)是一門新興學(xué)科，它已初步應(yīng)用于模糊控制、模糊識(shí)別、模糊聚類分析、模 糊決策、模糊評(píng)判、系統(tǒng)理論、信息檢索、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)方面。在氣象、結(jié)構(gòu)力學(xué)、 控制、心理學(xué)等方面已有具體的研究成果。然而模糊數(shù)學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域是計(jì)算機(jī)職能，不少人認(rèn)為它與新一代計(jì)算機(jī)的研制有密切的聯(lián)系。3、模糊綜合評(píng)判綜合評(píng)判就是對(duì)受到對(duì)多個(gè)因素制約的事物或?qū)ο笞鞒鲆粋€(gè)總的評(píng)價(jià)，如產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定、科技成果鑒定、某種作物種植適應(yīng)性的評(píng)價(jià)等，都屬于綜合評(píng)判問(wèn)題。由于從多方面對(duì)事物進(jìn)行評(píng)價(jià)難免帶有模糊性和主觀性，采用模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)將使結(jié)果盡量客觀，從而取得

3、更好的實(shí)際效果。由于在很多問(wèn)題上，我們對(duì)事物的評(píng)價(jià)常常帶有模糊性，因此，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的方法 進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)將會(huì)取得更好的實(shí)際效果。模糊綜合評(píng)判的數(shù)學(xué)模型可分為一級(jí)模型和多級(jí)模型兩類，洗車指數(shù)應(yīng)用一級(jí)模型。應(yīng)用一級(jí)模型進(jìn)行綜合評(píng)判，一般可歸納為以下幾個(gè)步驟：1、 建立評(píng)判對(duì)象的因素集。因素就是對(duì)象的各種屬性或性能，在不同場(chǎng)合，也成為參數(shù)指標(biāo)或質(zhì)量指標(biāo)，它們綜合地反映出對(duì)象的質(zhì)量，根據(jù)這些因素給對(duì)象評(píng)價(jià)。2、建立單因素評(píng)判。即建立一個(gè)從U到F(V)的模糊映射由f可誘導(dǎo)出模糊關(guān)系R，得到單因素評(píng)判矩陣矩陣R中第i行第j列元素表示從某個(gè)被評(píng)事物對(duì) 等級(jí)模糊子集的隸屬度。每一列向量表示的是每一個(gè)評(píng)價(jià)方案。

4、3、確定權(quán)重。由于對(duì)U中各因素有不同的側(cè)重，需要對(duì)每個(gè)因素賦予不同的權(quán)重，它可表示為U上的一個(gè)模糊子集，并且規(guī)定。4、綜合評(píng)判。在R與A求出之后，則綜合評(píng)判為記，它是V上的模糊子集。其中如果評(píng)判結(jié)果，應(yīng)將它歸一化，具體做法如下：在模糊綜合評(píng)判的上述過(guò)程中，建立單因素評(píng)判矩陣 R和確定權(quán)重分配A，是兩項(xiàng)關(guān) 鍵性的工作，沒(méi)有統(tǒng)一的格式可以遵循，一般采用統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)或?qū)＜以u(píng)分等方法求出。三、洗車指數(shù)模型建立步驟1、建立影響洗車指數(shù)的因素集? ? ?其中，表示過(guò)去12小時(shí)天氣狀況，表示未來(lái)24小時(shí)天氣狀況，表示未來(lái)24小時(shí)氣溫，表示未來(lái)24小時(shí)風(fēng)力。過(guò)去12小時(shí)及未來(lái)24小時(shí)天氣現(xiàn)象分類標(biāo)準(zhǔn)如下 ：過(guò)去1

5、2小時(shí)天氣狀況未來(lái)24小時(shí)天氣狀況未來(lái)24小時(shí)氣溫未來(lái)24小時(shí)風(fēng)力A1晴、多云、陰、霾、霧、揚(yáng)沙、浮塵B1晴、多云、陰C138以上D13級(jí)及以下A2小雨、小雪B2霾、霧C230-38D23-4級(jí)A3中雨及以上、中雪及以上B3揚(yáng)沙、浮塵C320-29D34-5級(jí)A4沙塵暴B4小雨、小雪C410-19D45級(jí)以上B5中雨及以上、中雪 及以上C50-9B6沙塵暴C6 (-7)-(-1)C7-8以下上表中表示過(guò)去12小時(shí)、未來(lái)24小時(shí)天氣狀況的分級(jí)，未來(lái)24小時(shí)氣溫以及未來(lái)24小時(shí)風(fēng)力，每一個(gè)等級(jí)可以看作是基本變量的模糊限制標(biāo)記，可以由隸屬函數(shù)來(lái)表征隸屬函數(shù)把基本變量的每一個(gè)值與區(qū)間0,1中的一個(gè)數(shù)結(jié)

6、合起來(lái)，這個(gè)數(shù)就表示了每個(gè)值與模糊限制之間的隸屬度。2、建立評(píng)判集（洗車指數(shù)等級(jí)）其中，表示適宜（保持3天），表示較適宜（保持2-3天），表示較不適宜（保持2天）表示不適宜（保持1天）。3、收集經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)分析法得出各影響因素與洗車指數(shù)的相關(guān)性各影響因素與洗車指數(shù)的相關(guān)系數(shù)如下表近似矩Ft值向毘間的相共注浣車指數(shù)鳳力耒來(lái)觸狀規(guī)未舷4氣溫過(guò)去門小時(shí)狀 況洗車指敎1.000.463.879-573鳳力4B31 OQO,120-.216未來(lái)：2 4狀況8791201.000-510.176末乘24氣溫-.575-.216-.5101.000-.012過(guò)去1 2小時(shí)狀況UE6-.229.170-

7、.0121 000進(jìn)梟一個(gè)相似陛矩陣根據(jù)上表可以看出，未來(lái)24小時(shí)天氣狀況與洗車指數(shù)的相關(guān)性最強(qiáng)R=0.879，風(fēng)力與洗車指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)R=0.463，未來(lái)24小時(shí)氣溫與洗車指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為R=-0.578，負(fù)相關(guān)，氣溫越高越不適宜洗車，過(guò)去12小時(shí)天氣狀況與洗車指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)為R=0.066，過(guò)去12小時(shí)對(duì)洗車指數(shù)的影響很小4、根據(jù)各因素與洗車指數(shù)的相關(guān)性大小，初步確定各影響因素對(duì)等級(jí)模糊子集的隸屬度過(guò)去12小時(shí)天氣狀況不同級(jí)別天氣對(duì)評(píng)判集的隸屬度如下表：過(guò)去12小時(shí)天氣狀況適宜較適宜較不適宜不適宜A10.40.600A20.30.60.10A300.10.20.7A40.30.60

8、.10未來(lái)24小時(shí)天氣狀況不冋級(jí)別對(duì)評(píng)判集的隸屬度如下表未來(lái)24小時(shí)天氣狀況話宜較適宜較不適宜不適宜B10.350.6500B20.30.700B300.10.70.2B4000.30.7B5000.20.8B6000.10.9未來(lái)24小時(shí)氣溫各級(jí)別對(duì)評(píng)判集隸屬度如下表未來(lái)24小時(shí)氣溫適宜較適宜較不適宜不適宜C1 3800.10.70.2C2 30-380.30.50.10.1C3 20-290.40.50.10C4 10-190.40.50.10C5 0-90.30.40.20.1C6 -7-10.20.50.30C7 -8 以下000.20.8未來(lái)24小時(shí)風(fēng)力對(duì)評(píng)判集隸屬度如下表未來(lái)24小

9、時(shí)風(fēng)力適宜較適宜較不適宜不適宜D10.20.60.10.1D20.30.50.10.1D300.10.70.2D4000.80.2過(guò)去12小時(shí)天氣狀況、未來(lái)24小時(shí)不同的天氣狀況、氣溫以及風(fēng)力會(huì)得到不同的評(píng) 判矩陣R。例如以北京市2015年5月7日是否適宜洗車，需要看5月6日晚天氣狀況（過(guò) 去12小時(shí)天氣狀況）、5月7日白天及夜晚天氣狀況（未來(lái)24小時(shí)天氣狀況，一般取最壞天氣）、5月7日全天氣溫（夏天取最高氣溫，冬天取最低氣溫）、5月7日全天風(fēng)力 （一般取24小時(shí)最大風(fēng)力）。根據(jù)氣象服務(wù)-中國(guó)網(wǎng)的天氣預(yù)報(bào)：北京市5月6日夜晚為小雨（A2），5月7日全天 天氣為陰（B1） ,5月7日氣溫為25

10、C（ C3）, 5月7日風(fēng)力為微風(fēng)小于 3級(jí)（D1 ）,則天 氣組合為（A2 , B1 , C3, D1 ）,各影響因素對(duì)應(yīng)哪一個(gè)級(jí)別就取哪一行數(shù)據(jù)。根據(jù)上述4個(gè)表格的數(shù)據(jù)得到矩陣 R如下：5、根據(jù)各影響因素與洗車指數(shù)相關(guān)性的大小，確定各影響因素的權(quán)重權(quán)重A不是一個(gè)固定數(shù)列，不同的天氣狀況會(huì)選擇不同的權(quán)重，具體如下:默認(rèn)值6、綜合評(píng)判B=A*R= ( b1,b2,b3,b4 )A= (a1,a2,a3,a4 )r iir i2r i3r i4R=r 2ir 2223r 24r 3ir32r 33r 341r 4ir 4243r 44具體米用的是 M （八，v）算法，表示先取小，再取大。A*R具

11、體計(jì)算步驟：al與R中第一列的第一個(gè)數(shù)據(jù)比較，取小，a2和第一列第二個(gè)數(shù) 據(jù)比較，取小，a3和第一列第三個(gè)數(shù)據(jù)比較，取小，a4和第一列第四個(gè)數(shù)據(jù)比較，取小， 獲得新的數(shù)據(jù)集 E1=（ e11,e12,e13,e14 ），最后在這4個(gè)數(shù)據(jù)中取大，得e1i.al與第二列第一個(gè)數(shù)據(jù)比較，取小，a2與第二列第二個(gè)數(shù)據(jù)比較，取小，a3與第二列第三個(gè)數(shù)據(jù)比較，取小，a4與第二列第四個(gè)數(shù)據(jù)比較，取小，獲得數(shù)據(jù)集E2=（e21,e22,e23,e24 ），在這四個(gè)數(shù)據(jù)中取最大值，e2i。以此類推，最后獲得一組數(shù)據(jù)B=（e1i,e2i,e3i,e4i ） 若，需要?dú)w一化，具體算法如下：得到=（）,分別代表對(duì)四個(gè)

12、評(píng)判等級(jí)的隸屬度，哪個(gè)值最大，就說(shuō)明對(duì)哪個(gè)等級(jí)隸屬度最高。7、根據(jù)影響洗車指數(shù) 4個(gè)因素的不同級(jí)別的劃分可以確定共有672種天氣狀況過(guò)去12小時(shí)天氣狀況 （A1，A2，A3，A4 ） 4個(gè)級(jí)別未來(lái)24小時(shí)天氣狀況 （B1，B2，B3，B4，B5, B6） 6個(gè)級(jí)別未來(lái)24小時(shí)氣溫 (C1 , C2, C3, C4, C5 , C6, C7) 7個(gè)級(jí)別未來(lái)24小時(shí)風(fēng)力(D1 , D2 , D3 , D4 ) 4個(gè)級(jí)別在4個(gè)影響因素中分別任取一種天氣狀況，可得4*6*7*4=672種天氣狀況。根據(jù)上述6個(gè)步驟可以計(jì)算出 672種天氣狀況對(duì)應(yīng)的洗車級(jí)別，從而得到洗車指數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù) (取一部分?jǐn)?shù)據(jù))。天氣

13、狀況洗車級(jí)別洗車狀況A1,B1,C1,D12較話宜A1,B1,C1,D22較話宜A1,B1,C1,D33較不話宜A1,B1,C1,D43較不話宜A1,B1,C2,D12較話宜A1,B1,C2,D22較話宜A1,B1,C2,D33較不話宜A1,B1,C2,D43較不話宜A1,B1,C3,D12較話宜A1,B1,C3,D22較話宜A1,B1,C3,D33較不話宜A1,B1,C3,D43較不話宜A1,B1,C4,D12較話宜A1,B1,C4,D22較話宜A1,B1,C4,D33較不話宜A1,B1,C4,D43較不適宜A1,B1,C5,D12較適宜A1,B1,C5,D22較適宜四、案例 案例：2015

14、年5月7日，北京、福州、鄭州、武漢、葫蘆島、西安、西寧、玉溪、香港、黃山等城市是否適合洗車呢？1、確定過(guò)去12小時(shí)天氣狀況、未來(lái)24小時(shí)天氣狀況、未來(lái)24小時(shí)氣溫、未來(lái)24小時(shí)風(fēng)力。城市過(guò)去12小時(shí)天氣未來(lái)24小時(shí)天氣未來(lái)24小時(shí)氣溫未來(lái)24小時(shí)風(fēng)力天氣狀況北京小雨 A2陰 B125 C C3小于3級(jí) D1A2,B1,C3,D1福州陣雨 A3陣雨 B527 C C3小于3級(jí) D1A3,B5,C3,D1鄭州多云 A1多云 B127 C C3小于3級(jí) D1A1,B1,C3,D1武漢晴 A1小雨 B429 C C3小于3級(jí) D1A1,B4,C3,D1葫蘆島多云 A1多云 B121 C C34-5 級(jí)

15、D3A1,B1,C3,D3西安晴 A1多云 B127 C C3小于3級(jí) D1A1,B1,C3,D1西寧小雨 A2小雨 B414 C C4小于3級(jí) D1A2,B4,C4,D1玉溪晴 A1晴 B130 C C24-5 級(jí)D3A1,B1,C2,D3香港多云 A1雷陣雨 B530 C C2小于3級(jí) D1A1,B5,C3,D1黃山多云 A1多云 B118 C C44-5 級(jí)D3A1,B1,C4,D32、計(jì)算各城市的洗車級(jí)別有兩周方法方法一：將各城市的天氣狀況與數(shù)據(jù)庫(kù)中672個(gè)數(shù)據(jù)匹配，可以得到洗車指數(shù)，該方法簡(jiǎn)單快捷。2015年5月7日各城市洗車級(jí)別城市天氣狀況洗車級(jí)別洗車狀況北京A2,B1,C3,D1

16、2較適宜福州A3,B5,C3,D14不話宜鄭州A1,B1,C3,D12較話宜武漢A1,B4,C3,D14不話宜葫蘆島A1,B1,C3,D33較不話宜西安A1,B1,C3,D12較話宜西寧A2,B4,C4,D14不話宜玉溪A1,B1,C2,D33較不話宜香港A1,B5,C3,D14不話宜黃山A1,B1,C4,D33較不話宜與氣象服務(wù)-中國(guó)網(wǎng)的洗車級(jí)別完全吻合方法二：分別計(jì)算各城市的綜合評(píng)判B城市天氣狀況綜合評(píng)判洗車級(jí)別洗車狀況北京A2,B1,C3,D1(37.6%,40.9%,10.8%,10.8%)2較話宜福州A3,B5,C3,D1(18.2%,29.1%,18.2%,34.5%)4不話宜鄭州

17、A1,B1,C3,D1(37.6%,40.9%,10.8%,10.8%)2較話宜武漢A1,B4,C3,D1(16.7%,26.7%,25%,31.7%)4不話宜葫蘆島A1,B1,C3,D3(23.1%,23.1%,38.5%,15.4%)3較不話宜西安A1,B1,C3,D1(37.6%,40.9%,10.8%,10.8%)2較話宜西寧A2,B4,C4,D1(16.7%,26.7%,25%,31.7%)4不話宜玉溪A1,B1,C2,D3(23.1%,23.1%,38.5%,15.4%)3較不話宜香港A1,B5,C3,D1(18.2%,29.1%,18.2%,34.5%)4不話宜黃山A1,B1,C4,D3(23.1%,23.1%,38.5%,15.4%)3較不話宜以北京為例，具體計(jì)算步驟如