CN105260861A - 一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，包括以下步骤：设计该递阶层次设备故障风险评估体系第一层评价因素集合以及综合评价集中各评价因素的子因素集合：采用层次分析法确定各子因素的权重，并建立权重系数矩阵，利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，然后求得综合评估结果，并利用综合评估结果求风险评估总得分f，本发明利用模糊综合层次分析法对电池更换站诸多因素进行综合评估，通过专家经验打分表计算并制定各因素权重系数和综合目标评价决策矩阵，最终求得安全等级分数。该系统兼顾了各因素间的模糊性和层次性，能够客观评价因素影响。

Description

一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法

技术领域

本发明属于电动汽车充换电站设计领域，特别是涉及一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法

背景技术

电动汽车作为新能源汽车的主要发展方向之一，越来越受到人们的重视。随着电动汽车市场保有量的不断增加，必须提出建设充电配套设施的目标，以便为电动汽车快速发展提供有效的配套保障。电动汽车电池更换站内充电机、换电机器人等设备价格较高且结构复杂，需要具备很高的运行稳定性。随着电动汽车规模化发展以及电池充电站、电池更换站等数量增加，对其运行可靠性提出了更高的要求。风险评估是对电池更换站内诸多评价因素进行定性或定量分析，然后综合分析给出各因素风险发生程度，它是电池更换站运维过程安全决策中一个重要组成部分。通过对电池更换站风险评估，确定发生风险概率较大的因素并采取相应的预防措施，以便防止危险发生。

发明内容

针对电动汽车电池更换站中多因素难以进行定量评估等特点，提出了一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，该方法兼顾了电池更换站风险评估各因素间存在的模糊性和层次性，并通过专家经验打分表明确各因素在系统中表现，使系统风险评估更具客观性，促进电动汽车电池更换站安全运行，将危险损失降至最小。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，其特征在于：包括以下步骤：该递阶层次设备故障风险评估体系第一层评价因素集合为

U＝{U₁,U₂,U₃,U₄}(1)

式(1)中，U₁为工人素质，U₂为设备状况，U₃为环境条件，U₄为安全管理，综合评价集中各评价因素的子因素集合为：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_1=\{u_{11},u_{12},u_{13},u_{14}\}\\ U_2=\left\{u_{21},u_{22},u_{23},u_{24}\right\}\\ U_3=\{u_{31},u_{32},u_{33},u_{34}\}\\ U_4=\{u_{41},u_{42},u_{43},u_{44}\}\end{array}\right.---\left(2\right)$

采用层次分析法确定各因素的权重，并建立权重系数矩阵，有

$W=\[W_1,W_2,W_3,W_4\]=\left[\begin{array}{cccc}{w}_{11}& w_{12}& w_{13}& w_{14}\\ w_{21}& w_{22}& w_{23}& w_{24}\\ w_{31}& w_{32}& w_{33}& w_{34}\\ w_{41}& w_{42}& w_{43}& w_{44}\end{array}\right]---\left(3\right)$

根据电池更换站内设备状况，选取五级评价等级集，即

V＝{v₁,v₂,v₃,v₄,v₅}(4)

式(4)中，v₁为绝对安全，v₂为安全，v₃为一般，v₄为危险，v₅为非常危险，且v₁，v₂，v₃，v₄相加等于1；

利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个子因素评估结果为(5)

则单级评估模型为

B_i＝W_i×R_i(6)

W_i各评价子因素的权重集合，W_i＝[w_i1,w_i2,…,w_i4]

然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那么综合目标评价决策矩阵R，即

求综合评估结果C，W为U中的各因数子集的权数，根据各评价因素的所有子因素的权重分配矩阵(3)得到

C＝W×R(8)

求风险评估总得分f

f＝C×S^T(9)

式(7)中，S为评价集对应的分数向量。

前述的一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，其特征在于：所述各评价因素的子因素为，U₁₁为安全防范意识，U₁₂为操作熟练程度，U₁₃为教育培训时间，U₁₄为工作强度安排；U₂₁为安全防护装置，U₂₂为保养检修频率，U₂₃为关键性能参数，U₂₄为设备技术状态；U₃₁为安全警示标志，U₃₂为场地开放程度，U₃₃为设备布局情况，U₃₄为气候条件限制；U₄₁为领导安全意识，U₄₂为规章制度规定，U₄₃为机构人员设置，U₄₄为职能部门作用。

前述的一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，其特征在于：所述S具体评分表由表1给出，

表1风险评分表

根据式(7)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的风险大小，并可以根据评估结果针对性地修改完善。

本发明所达到的有益效果：本发明方法利用模糊综合层次分析法对电池更换站诸多因素进行综合评估，通过专家经验打分表计算并制定各因素权重系数和综合目标评价决策矩阵，最终求得安全等级分数。该系统兼顾了各因素间的模糊性和层次性，能够客观评价因素影响。

附图说明

图1是本发明实施例中一种设备故障风险评估体系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示以某城市电动汽车电池更换站为例进行分析，各评价因素的子因素为，U₁₁为安全防范意识，U₁₂为操作熟练程度，U₁₃为教育培训时间，U₁₄为工作强度安排；U₂₁为安全防护装置，U₂₂为保养检修频率，U₂₃为关键性能参数，U₂₄为设备技术状态；U₃₁为安全警示标志，U₃₂为场地开放程度，U₃₃为设备布局情况，U₃₄为气候条件限制；U₄₁为领导安全意识，U₄₂为规章制度规定，U₄₃为机构人员设置，U₄₄为职能部门作用。给出各各评价因素的子因素专家经验打分表，如表2所示。

表2各因素专家打分表

根据表2专家打分表中各因素评价分数以及公式(1-7)，制定并建立各因素的权重矩阵和综合目标评价决策矩阵，如表3所示。

表3模糊评价项目表

由表3及式(7)计算综合目标评价决策矩阵，为

$R=\left[\begin{array}{c}{B}_1\\ B_2\\ B_3\\ B_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccccc}0.359& 0.235& 0.216& 0.087& 0.104\\ 0.115& 0.198& 0.453& 0.170& 0.064\\ 0.583& 0.152& 0.229& 0.036& 0\\ 0.635& 0.133& 0.173& 0.044& 0.015\end{array}\right]---\left(10\right)$

由表3及式(8)求解风险因素综合评估结果，为

$C=W\×R=\left[\begin{array}{ccccc}0.353& 0.208& 0.269& 0.096& 0.074\\ 0.347& 0.212& 0.263& 0.098& 0.081\\ 0.368& 0.191& 0.289& 0.096& 0.056\\ 0.373& 0.193& 0.278& 0.095& 0.060\end{array}\right]---\left(11\right)$

由表1及式(9)计算风险评估总得分，为

f＝C×S＝[76.73,76.50,77.21,77.26]^T(12)

评分结果及对应安全等级由表4给出

表4各因素模糊综合评估结果

由表4安全等级可知，针对人员、设备、环境和管理四个评价因素都仅仅处于一般安全状态，尚未达到绝对安全等级，还需要通过改善相关子因素，以便提高总评分，

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，其特征在于：包括以下步骤：该递阶层次设备故障风险评估体系第一层评价因素集合为

U＝{U₁,U₂,U₃,U₄}(1)

式(1)中，U₁为工人素质，U₂为设备状况，U₃为环境条件，U₄为安全管理，综合评价集中各评价因素的子因素集合为：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_1=\{u_{11},u_{12},u_{13},u_{14}\}\\ U_2=\{u_{21},u_{22},u_{23},u_{24}\}\\ U_3=\{u_{31},u_{32},u_{33},u_{34}\}\\ U_4=\{u_{41},u_{42},u_{43},u_{44}\}\end{array}\right.---\left(2\right)$

采用层次分析法确定各子因素的权重，并建立权重系数矩阵，有

$W=\[W_1,W_2,W_3,W_4\]=\left[\begin{array}{cccc}{w}_{11}& w_{12}& w_{13}& w_{14}\\ w_{21}& w_{22}& w_{23}& w_{24}\\ w_{31}& w_{32}& w_{33}& w_{34}\\ w_{41}& w_{42}& w_{43}& w_{44}\end{array}\right]---\left(3\right)$

根据电池更换站内设备状况，选取五级评价等级集，即

V＝{v₁,v₂,v₃,v₄,v₅}(4)

式(4)中，v₁为绝对安全，v₂为安全，v₃为一般，v₄为危险，v₅为非常危险，且v₁，v₂，v₃，v₄相加等于1；

利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个子因素评估结果为

则单级评估模型为

B_i＝W_i×R_i

(6)

W_i各评价子因素的权重集合，W_i＝[w_i1,w_i2,…,w_i4]

然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那么综合目标评价决策矩阵R，即

求综合评估结果C，W为U中的各因数子集的权数，根据各评价因素的所有子因素的权重分配矩阵(3)得到

C＝W×R(8)

求风险评估总得分f

f＝C×S^T(9)

式(7)中，S为评价集对应的分数向量。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，其特征在于：所述各评价因素的子因素为，U₁₁为安全防范意识，U₁₂为操作熟练程度，U₁₃为教育培训时间，U₁₄为工作强度安排；U₂₁为安全防护装置，U₂₂为保养检修频率，U₂₃为关键性能参数，U₂₄为设备技术状态；U₃₁为安全警示标志，U₃₂为场地开放程度，U₃₃为设备布局情况，U₃₄为气候条件限制；U₄₁为领导安全意识，U₄₂为规章制度规定，U₄₃为机构人员设置，U₄₄为职能部门作用。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车电池更换站综合风险评估方法，其特征在于：所述S具体评分表由表1给出，

表1风险评分表

根据式(7)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的风险大小，并可以根据评估结果针对性地修改完善。