姚競(jìng)爭(zhēng) 王同山 陳哲 于珍珍

摘 要：近幾年來，郵輪旅游作為新興產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，郵輪作為郵輪旅游的載體，郵輪舒適性要求越來越高。針對(duì)郵輪舒適性，結(jié)合TOPSIS法和熵權(quán)法進(jìn)行綜合研究，從振動(dòng)、噪音、濕熱環(huán)境、空間設(shè)計(jì)、光環(huán)境、氣味和色彩設(shè)計(jì)七個(gè)角度，總結(jié)了17個(gè)郵輪舒適度的影響指標(biāo)，并構(gòu)建了郵輪舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以一艘郵輪舒適性設(shè)計(jì)的多種方案為例，通過比較各備選方案與正負(fù)理想解的相對(duì)貼近度，選擇出最優(yōu)方案。該實(shí)例驗(yàn)證了TOPSIS法與熵權(quán)法結(jié)合進(jìn)行郵輪舒適性評(píng)價(jià)的科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：郵輪舒適度;TOPSIS法;指標(biāo)體系;熵權(quán)法

中圖分類號(hào)：U662? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）05-0036-04

1引言

隨著旅客需求的不斷提高和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，郵輪舒適性要求越來越高。研究表明，舒適度的改善與乘客的選擇意愿的提升有密切關(guān)系[1]。因此，如何在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)原則，對(duì)提升郵輪的舒適性顯得愈來愈重要。郵輪的舒適性受振動(dòng)、噪音、濕熱環(huán)境等諸多因素的綜合影響，因而，郵輪舒適度研究方法的選取需要上述所有因素，并依據(jù)相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系完成。目前成熟的評(píng)價(jià)體系的研究方法有AHP層次分析法、TOPSIS法及VIKOR法等。其中，TOPSIS法是一種常見的應(yīng)對(duì)多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的研究方法，它具有對(duì)數(shù)據(jù)散布，樣本量多少比較寬松的要求，計(jì)算量小，應(yīng)用廣且具備比較直觀的幾何意義[2]。在郵輪舒適度的研究中，影響舒適度指標(biāo)數(shù)量和數(shù)據(jù)都比較多，TOPSIS法的特點(diǎn)能很好地應(yīng)對(duì)在郵輪舒適度研究中遇到指標(biāo)數(shù)目多、數(shù)據(jù)分散較大的問題。本研究中采用TOPSIS法對(duì)郵輪舒適度進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)。

2文獻(xiàn)綜述

C.L.Hwang和K.Yoon提出了TOPSIS法[3]，它是一種接近理想解的排序方法，用來評(píng)價(jià)現(xiàn)有方案的相對(duì)優(yōu)劣，所以又稱優(yōu)劣解距離法。

TOPSIS方法能夠客觀、真實(shí)地反映各方案之間的差距，充分反映實(shí)際情況，具有可靠、真實(shí)、直觀的優(yōu)點(diǎn)。TOPSIS可用于綜合分析評(píng)價(jià)，于是它同時(shí)適用于小樣本和大樣本問題，因此在多個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。張盈[4]對(duì)上海市會(huì)展業(yè)與城市協(xié)調(diào)發(fā)展研究中采取TOPSIS法構(gòu)建協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;陳嫣蕊[5]結(jié)合TOPSIS法的特點(diǎn)，對(duì)TOPSIS法進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用于中小城市常規(guī)公交服務(wù)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià);陳希[6]運(yùn)用TOPSIS法綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)我國31個(gè)地區(qū)的人力資本投入進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)分析。在船舶領(lǐng)域中，應(yīng)用TOPSIS法進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)價(jià)的例子也很多，李楠[7]在大連郵輪母港競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)研究中以大連市的郵輪母港競(jìng)爭(zhēng)力為研究對(duì)象，將TOPSIS法與主成分分析和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析相結(jié)合，分析了郵輪母港綜合效率以及競(jìng)爭(zhēng)力排名;劉妞等 [8]在船舶融資決策優(yōu)化研究中運(yùn)用層次分析法與TOPSIS法，把每一個(gè)備選方案與優(yōu)劣解的值進(jìn)行排序，從備選方案中選出最佳船舶融資方案;呂正祥等 [9]在船舶航路選擇決策方法研究中，采用TOPSIS法的基本思路，計(jì)算求出各航路備選方案與最優(yōu)路線的相對(duì)接近度，從備選方案中選出船舶航路的最優(yōu)路線;肖青等 [10]將TOPSIS法和CRITIC法相互結(jié)合運(yùn)用，具體比較分析一系列船型備選方案，從備選方案中確定最優(yōu)船型;胡翩[11]在船舶概念設(shè)計(jì)階段，結(jié)合TOPSIS法從眾多船舶參數(shù)方案中選擇出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，使船舶設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。TOPSIS法由于其本身的特點(diǎn)被應(yīng)用于城市規(guī)劃、服務(wù)質(zhì)量評(píng)定、地區(qū)發(fā)展投入、船舶等諸多領(lǐng)域。

3 舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

郵輪舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)充分涵蓋影響郵輪舒適度的各個(gè)方面，而我國在郵輪研究方面起步較晚，針對(duì)郵輪舒適度指標(biāo)體系標(biāo)準(zhǔn)的研究尚未成熟，大多都是針對(duì)單一艙室舒適度指標(biāo)體系構(gòu)建的研究。胡敏[12]對(duì)豪華游艇居住艙室舒適度研究中，將游艇居住艙室舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)分為振動(dòng)、噪音、空間大小、家具布置、光線、溫度濕度等。劉振明[13]在分析豪華游艇居住艙舒適度的影響因素中，結(jié)合多個(gè)不同學(xué)科的不同特點(diǎn)，具體分析了影響舒適度因素，確定第一、二、三層影響因素。

參考以上這些構(gòu)建船舶舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的思路和研究，按照綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基本原則和保障郵輪舒適度的分析，從振動(dòng)、噪音、濕熱環(huán)境、空間設(shè)計(jì)、光環(huán)境、氣味以及色彩設(shè)計(jì)七個(gè)角度設(shè)計(jì)一級(jí)評(píng)判指標(biāo)，本次研究共總結(jié)了17個(gè)郵輪舒適度的影響指標(biāo)，并構(gòu)建了郵輪舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系涵蓋舒適度的主要范圍，將難以量化的主觀感受，分解成為七個(gè)大類，如圖1 所示。

4熵權(quán)TOPSIS評(píng)價(jià)方法

多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)主要包括相關(guān)指標(biāo)權(quán)重確立和運(yùn)用指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行評(píng)價(jià)兩個(gè)步驟。

TOPSIS法權(quán)重具有一定的隨意性問題，因?yàn)闄?quán)重是提前確定的，往往是非客觀值;另外在運(yùn)用中由于新增方案而容易造成逆序問題[14]。對(duì)各指標(biāo)權(quán)重問題，本文第一步采用熵權(quán)法，熵權(quán)法是客觀賦權(quán)的方法，通過每個(gè)指標(biāo)的變異程度，再通過信息熵得出每個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)，最后利用熵權(quán)對(duì)每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行修正，得出每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

在熵權(quán)TOPSIS法評(píng)判中，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)原始數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的決策矩陣形式。該決策矩陣如下所示：

（1）

公式（1）中，備選方案的數(shù)量用i表示，而評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)量用j表示，代表第m個(gè)方案的第n個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。

第一步，由于每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱不同，為了計(jì)算和比較的便捷，需要對(duì)初始指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，將數(shù)值轉(zhuǎn)換成為之間的無量綱量。常見的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法包括向量規(guī)范化等四種。這里選用兼顧各指標(biāo)值的加和線性規(guī)范化進(jìn)行矩陣標(biāo)準(zhǔn)化，形成矩陣：

效益型：? ? ? ?（2a）

成本型：? （2b）

然后按照公式（3）計(jì)算方案每個(gè)指標(biāo)的比重：

（3）

接下來，基于每個(gè)指標(biāo)的比重計(jì)算指標(biāo)信息熵：

（4）

式中，K為常數(shù)，;若為0，則定義。再計(jì)算有效值，公式如下：

（5）

則各指標(biāo)權(quán)重可用公式（6）計(jì)算得出各指標(biāo)值與其他指標(biāo)的相對(duì)重要值，所有權(quán)重系數(shù)有，。

（6）

第二步，依據(jù)由熵權(quán)法計(jì)算出的權(quán)重，運(yùn)用TOPSIS法進(jìn)行排序。TOPSIS法是通過檢驗(yàn)評(píng)估指標(biāo)與最優(yōu)解、最劣解的距離來進(jìn)行排序的。TOPSIS法步驟：首先，計(jì)算權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化值，構(gòu)建關(guān)于權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化值的權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化矩陣：

（7）

式中，是第m個(gè)方案的第n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化值，。

接下來，按照TOPSIS法，確定正理想解和負(fù)理想解：? ? （8a）

（8b）

式中，與分別為第n個(gè)指標(biāo)到正負(fù)理想解的距離，;

。

最后計(jì)算距離尺度。方案到正理想解的距離為;到負(fù)理想解的距離為：（9a）

（9b）

為各評(píng)價(jià)方案與最優(yōu)方案的接近程度， 值越小，評(píng)價(jià)方案距離理想方案越近，方案越好。計(jì)算與正理想解的相對(duì)貼近程度，其相對(duì)貼近度為：

（10）

最后進(jìn)行排序。根據(jù)的值按從小到大或從大到小的順序?qū)Ω髟u(píng)價(jià)方案進(jìn)行排列。表示該備選方案與正理想解的貼合程度，排序結(jié)果貼近度值越大，表示該方案越優(yōu)。

5 熵權(quán)TOPSIS法在郵輪舒適度評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

本文以某郵輪為例，針對(duì)不同的指標(biāo)因素確定3種設(shè)計(jì)備選方案（方案1到方案3），運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS法，從3種備選方案中找出最優(yōu)方案。其中，A1設(shè)備振動(dòng)、A2橫向振動(dòng)、A3縱向振動(dòng)、A4推進(jìn)系統(tǒng)噪音、A5空調(diào)系統(tǒng)噪音、A6溫度、A7濕度、A8空氣流速、A9客活動(dòng)空間大小、A11色溫、A12照度和A14污染物濃度為測(cè)量數(shù)據(jù)，可根據(jù)設(shè)備直接測(cè)出。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，對(duì)環(huán)境溫滿意的濕度值在16℃～27℃以及40%～80%之間[15]，當(dāng)溫度的值在該范圍之間時(shí)，否則，可通過公式或得出溫度x的值，同理可得出濕度的值。利用七級(jí)量表（1～7）邀請(qǐng)3為專家對(duì)剩下的指標(biāo)根據(jù)各個(gè)方案打分，計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的平均值?？山⑧]輪舒適度評(píng)價(jià)原始數(shù)據(jù)，如表1所示;

根據(jù)公式（2a）和（2b），將矩陣轉(zhuǎn)化成為無量綱形式，如公式X所示。

依據(jù)熵權(quán)法，各指標(biāo)權(quán)重具體數(shù)值如表2所示;

針對(duì)三種備選方案，計(jì)算權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化值，構(gòu)建關(guān)于權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化值的權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化，矩陣C如下;

確定正理想解和負(fù)理想解;

=（0.0036，0.0048，0.0048，0.0048，0.0051，0，0，0.0046，0.0068，0.0057，0.0055，0.006，0.0059，0.0042，0.0057，0.0061，0.0063）;

=（0.0072，0.006，0.0061，0.0058，0.0058，0，0，0.0061，0.0041，0.0052，0.0054，0.0049，0.0052，0.0069，0.0053，0.0049，0.0045）;

根據(jù)公式（9a）和（9b），計(jì)算各方案到正理想解的距離為 ;到負(fù)理想解的距離為，結(jié)果如表3所示：

利用公式（10），計(jì)算與正理想解的相對(duì)貼近程度，并根據(jù)值進(jìn)行排序，結(jié)果如表4所示：

值越大，該方案越優(yōu)。由表可知，方案3為最優(yōu)方案，其舒適性最高。

6結(jié)論

本文將TOPSIS法應(yīng)用于郵輪舒適度評(píng)價(jià)研究中，把郵輪舒適度為主要研究對(duì)象，確定影響郵輪舒適性的指標(biāo)因素，并構(gòu)建了郵輪舒適度評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。為了最后得出的結(jié)果能更貼合實(shí)際情況，研究近年來相關(guān)文獻(xiàn)資料的同時(shí)，總結(jié)出17個(gè)舒適度相關(guān)指標(biāo)，并采用熵權(quán)法確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。依據(jù)TOPSIS方法對(duì)3個(gè)郵輪舒適度設(shè)計(jì)方案進(jìn)行舒適度評(píng)價(jià)比較，最終確定方案3為優(yōu)選方案，對(duì)于郵輪舒適度方案評(píng)價(jià)與優(yōu)選有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]初建杰，裴卉寧，余隋懷等.民機(jī)客艙舒適度評(píng)估指標(biāo)體系及評(píng)估方法研究[J].人類工效學(xué)，2017，23（03）：50-55.

[2]尚新民.地震資料處理保幅性評(píng)價(jià)方法綜述與探討[J].石油物探，2014，53（02）：188-195.

[3]龔博聞，李曉偉，胡長(zhǎng)明.基于TOPSIS的公路網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)模型[J].河南科學(xué)，2013，31（06）：810-813.

[4]張盈.基于TOPSIS法的上海市會(huì)展業(yè)與城市協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J].市場(chǎng)周刊，2020，33（07）：29-31.

[5]陳嫣蕊. 基于改進(jìn)TOPSIS法的中小城市公交服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2018.

[6]陳希.基于TOPSIS法的人力資本投入水平綜合評(píng)價(jià)[J].湖北理工學(xué)院學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2020，37（01）：37-44.

[7]李楠. 基于PCA/DEA/TOPSIS綜合模型的大連郵輪母港競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)研究[D].大連海事大學(xué)，2015.

[8]劉妞，劉青青，周毓萍.基于AHP和TOPSIS法的船舶融資決策優(yōu)化研究[J].當(dāng)代經(jīng)濟(jì)，2018（23）：32-33.

[9]呂正祥，楊星，陳蜀喆等.基于前景理論和TOPSIS的船舶航路選擇決策方法[J].交通信息與安全，2017，35（06）：78-84.

[10]肖青，胡豪，李晶.基于CRITIC-TOPSIS法的郵船船型選擇[J].上海海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，39（03）：53-56+84.

[11]胡翩.船舶概念設(shè)計(jì)階段的多目標(biāo)優(yōu)化與決策[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2014，42（03）：390-394.

[12]胡敏. 豪華游艇居住艙室舒適度評(píng)估專家系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].武漢理工大學(xué)，2011.

[13]劉振明. 豪華游艇居住艙室舒適度綜合評(píng)價(jià)研究[D].山東交通學(xué)院，2017.

[14]尤天慧，樊治平.區(qū)間數(shù)多指標(biāo)決策的一種TOPSIS方法[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（09）：840-843.

[15]王世忠，周愛民，施紅旗等.船舶艙室內(nèi)熱舒適性參數(shù)的選取[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2012，34（10）：118-122.

基金項(xiàng)目：工業(yè)和信息化部高技術(shù)船舶項(xiàng)目（MC-201917-C09）;山東交通學(xué)院科研基金項(xiàng)目（R201902）。