ZESZYTY NAUKWE PLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2014 Sera: RGANIZACJA I ZARZĄDZANIE z. 68 Nr kol. 1905 Dorota GAWRŃSKA Poltechnka Śląska Wydzał rganzacj Zarządzana WIELKRYTERIALNA ANALIZA PRÓWNAWCZA PJAZDU Z SILNIKIEM SPALINWYM I PJAZDU Z SILNIKIEM ELEKTRYCZNYM PD WZGLĘDEM FUNKCJNALNŚCI RAZ SKAŻENIA ŚRDWISKA Streszczene. W artykule przedstawono analzę samochodów napędzanych slnkem spalnowym oraz slnkem elektrycznym ze względu na podstawowe parametry technczne oraz skażene środowska. Poneważ krytera oceny pojazdów są zarówno kryteram loścowym, jak jakoścowym, posłużono sę teorą zborów rozmytych. Na tej podstawe utworzono model rozmyty analzy porównawczej pojazdów. Słowa kluczowe: kryterum, waga, parametry, lczba rozmyta, lczba LR, funkcja przynależnośc, funkcje odnesena, skażene środowska, napęd elektryczny, slnk spalnowy. MULTI-CRITERIA CMPARATIVE ANALYSIS F VEHICLE WITH CMBUSTIN ENGINE AND ELECTRIC IN TERMS F FUNCTINALITY AND ENVIRNMENTAL CNTAMINATIN Summary. Ths paper presents an analyss of the nternal combuston engnepowered vehcles and power because of the basc techncal and envronmental polluton. Snce the crtera for assessng the vehcles are both quanttatve crtera and qualtatve, were used n the theory of fuzzy sets. n ths bass, establshed a comparatve analyss of fuzzy model vehcles. Keywords: crteron, weght, performance, number of fuzzy number of LR, membershp functon, functon reference, envronmental polluton, electrc motor, nternal combuston engne.
154 D. Gawrońska 1. Wprowadzene Jednym z problemów współczesnego śwata jest oparce motoryzacj na palwach pochodzących z ropy naftowej. Uzależnene od krajów eksportujących ropę oraz stale wzrastająca cena ropy przyczynają sę do poszukwana nowych rozwązań, w tym zastosowana jako źródła energ różnych palw: gazu, wodoru, bopalwa czy odnawalnych źródeł energ (energa watrowa, wodna, geotermalna, bomasy). Jest to alternatywa dla popularnych palw, takch jak benzyna czy olej napędowy. Ważnym argumentem jest równeż kwesta skażena środowska. Przy eksploatacj samochodów z slnkem spalnowym następuje emsja: tlenku węgla (C), węglowodorów (HC), tlenków azotu (Nx), dwutlenku węgla (C2) czy azotu (N2). Emsja tych zaneczyszczeń ne występuje natomast przy eksploatacj samochodu elektrycznego. Kwesta odpowedzalnośc społeczeństwa w kwest ochrony środowska jest jednym z argumentów branych pod uwagę przy rozpatrywanu zakupu samochodu elektrycznego. Drugą kwestą jest europejsk standard emsj spaln (norma dopuszczalnych emsj spaln w nowych pojazdach sprzedawanych na terene Un Europejskej). Standardy te zostały opracowane w ser dyrektyw europejskch, które sukcesywne zwększają swoją restrykcyjność 1. W dzsejszych czasach sektor motoryzacj przedstawa szeroką gamę samochodów ze względu na parametry technczne oraz zastosowane w nch źródła energ: benzyna, ropa, gaz, prąd, bopalwa tp. Można wyróżnć następujące rodzaje samochodów: samochody z slnkem spalnowym, samochody z slnkem elektrycznym oraz hybrydy, które łączą dwa perwsze waranty. Samochody elektryczne wykorzystują jako źródło energ akumulatory, np. akumulatory kwasowo-ołowowe, akumulatory nklowo-wodorkowe, akumulatory Zebra, akumulator ltowo-jonowy. Najczęścej wykorzystywanym w samo-chodach akumulatorem jest akumulator ltowo-jonowy. Dla potencjalnego klenta wybór samochodu ne jest łatwy, główne ze względu na zróżncowane cech opsujących dane typy samochodów oraz ze względu na zmenność welkośc kosztów rozkładających sę w czase. Zarówno pojazdy napędzane slnkem elektrycznym, jak samochody napędzane slnkem spalnowym mają wady zalety. Wadam pojazdów napędzanych slnkem spalnowym są np.: mport coraz droższej, zagrancznej ropy, podczas gdy energa może być wytwarza samodzelne w kraju (np. Elektrownach Bełchatów, Kozence, pole, Turów); wyższy stopeń emsj szkodlwych zaneczyszczeń nż w przypadku samochodów elektrycznych. Do zalet samochodu z slnkem spalnowym należą: neogranczony zasęg (naczej nż w przypadku samochodu elektrycznego, w którym jest on ogranczony stopnem 1 becne obowązuje Dyrektywa 2007/715/EC[13] dla lekkch samochodów osobowych służbowych od 2009 roku. Planowana jest dyrektywa 2007/715/EC[13] od 2014 roku dla cężkch pojazdów samochodowych. Dopuszczalna wartość emsj tlenków azotu ma wyneść 400 mg/kwh, a węc o 80% mnej nż w norme Euro 5. Lmty emsj cząstek stałych zostaną zmnejszone o 66% mają wynosć 10 mg/kwh.
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 155 naładowana akumulatora); wększa przestrzeń bagażowa oraz ładowność; szerok wachlarz zastosowań (masto, teren, transport). Zaletam samochodów elektrycznych są: nska emsja zaneczyszczeń do środowska, wyższa konwersja energ na ruch, bezpłatne parkowane w strefach płatnego parkowana (np. Katowce2) lub znżk na parkowane (np. Szczecn, Kraków), zdecydowane nższe koszty pokonywana krótkch dystansów nż samochodem spalnowym, proste w konstrukcj, mnejsze prawdopodobeństwo awar oraz koszty eksploatacj, hamowane regeneracyjne (odzyskwane energ elektrycznej z hamowana), energa elektryczna może być wytwarzana z palw kopalnych: węgel kamenny brunatny, oraz z odnawalnych źródeł energ, czyl z energ watrowej, wodnej, geotermalne, bomasy, natomast slnk spalnowe potrzebują konkretnych rodzajów palwa, podczas postoju w korku ne jest zużywana energa w lośc wększej nż podczas jazdy (w samochodach z slnkem spalnowym spalane palwa wzrasta), samochody elektryczne są cchsze od spalnowych. Wadam samochodów elektrycznych są: przeznaczone główne na tryb mejsk, problem recyklngu utylzacj po okrese eksploatacj, zasęg jest zdecydowane krótszy nż samochodów z slnkem spalnowym, samochody elektryczne są droższe od spalnowych, wysoka cena nowych akumulatorów, wraz z eksploatacją akumulatorów spada zasęg, ze względu na montaż akumulatorów zmnejszają sę ładowność samochodu obszar przestrzen ładunkowej, zasęg skraca sę po włączenu ogrzewana lub klmatyzacj czy podczas jazdy po zmennym ukształtowanu terenu. W zależnośc od wyboru kryterum oceny, przewagę mają albo samochody spalnowe albo elektryczne. Aby porównać omawane typy pojazdów, posłużono sę teorą zborów rozmytych 3, która umożlwa uwzględnene ne tylko różnego rodzaju kryterów jakoścowych oraz loścowych, ale równeż kryterów loścowych przedstawonych w forme przedzałów wartośc (jak np. czas ładowana akumulatorów czy przestrzeń ładunkowa). 2 UM Katowce bp.um.katowce.pl 12.05.2013. 3 Kacprzyk J.: Zbory rozmyte w analze systemowej. PWN, Warszawa 1986.
156 D. Gawrońska 2. Teora zborów rozmytych W pracy zastosowano lczby rozmyte 4 jako reprezentację nepewnych wartośc, które pozwalają określć ne tylko w pełn możlwe wartośc danej wartośc całkem nemożlwe, ale także wartośc możlwe w różnych stopnach 5. Lczby rozmyte charakteryzowane są przez trzy parametry m,,, co zapsuje sę jako A ( m,, ). Parametr m jest lczbą rzeczywstą, zwaną wartoścą średną, α, β są odpowedno rozrzutam lewostronnym prawostronnym, a L R to funkcje odnesena. Funkcja przynależnośc lczby typu LR określona jest następującym wzorem: m x L dla x m ( x) 1 dla x m. (1) A x m R dla x m Ze względu na fakt określana ocen pojazdów względem parametrów techncznych jako pozom spełnena w przedzale możlwych wartośc oraz operana sę na nektórych kryterach wyrażonych w forme przedzałów wyrażających nepewność ([m-α,m]oraz [m,m+ β]), w nnejszej pracy przyjęto następującą postać funkcj L oraz R 6 : 0 dla x m L ( x) R( x) 1 x dla m x m. (2) 0 dla x m peracje na lczbach rozmytych typu LR będą określane jako operacje na tych trzech parametrach ( m,, ) 7. Ze względu na różne preferencje potencjalnych właśccel pojazdu z slnkem spalnowym czy elektrycznym, można wprowadzć oceny ważone kryterów, uwzględnające kładzene wększego nacsku na pewne parametry technczne. 3. Przedstawene herarchcznej struktury parametrów techncznych Przystępując do analzy porównawczej pojazdów, tworzymy strukturę kryterów. Na początku wyodrębnamy parametry (krytera), które wyrażają preferencje potencjalnego właśccela (pozom kryterów szczegółowych, nepodzelnych Pozom 2 struktury 4 Dubos D., Prade H.: Fuzzy set and systems theory and applcatons. Academc press, New York 1980. 5 Łachwa A.: Rozmyty śwat zborów, lczb relacj, faktów, reguł decyzj. AW Ext, Warszawa 2001. 6 Rutkowsk L.: Metody technk sztucznej ntelgencj. PWN, Warszawa 2009. 7 Pegat A.: Modelowane sterowane rozmyte. Ext, Warszawa 1999.
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 157 kryterów). W dalszej kolejnośc syntetyzujemy je w grupy kryterów, określając oceny pojazdów względem poszczególnych grup kryterów (grupy 1-8 Pozom 1 struktury). Następne grupy kryterów agregujemy w globalne kryterum (Pozom 0 struktury) oceny pojazdów. Do analzy porównawczej pojazdów wybrano następującą grupę parametrów (8 grup opsanych ponżej), charakteryzujących samochody zarówno z slnkem spalnowym, jak slnkem elektrycznym: 1. Koszty: a) koszt zakupu pojazdu, b) koszt zakupu urządzena do ładowana akumulatorów, c) koszty coroczne (opłaty naprawy), d) koszt nowych akumulatorów, e) koszt średnego zużyca energ ([kwh]) na pokonane 100 km, f) koszt średnego zużyca palwa ([l]) na pokonane 100 km. 2. Emsja spaln C 2 (g/km) dla samochodów elektrycznych emsja całkowta zaneczyszczeń z uwzględnenem cyklu well to wheel ( od otworu wertnczego do koła, zwązana z produkcją energ elektrycznej zgodne z udzałem energ z poszczególnych źródeł). 3. Parametry technczne: a) pojemność zbornka palwa, b) przyspeszene do 100 km/h (s), c) prędkość maksymalna (km/h), d) średne zużyce energ na pokonane 100 km [kwh], e) średne zużyce palwa na pokonane 100 km [l], f) zasęg w cyklu meszanym. 4. Masa: a) ładowność maksymalna, b) masa własna pojazdu, c) dopuszczalna masa całkowta, d) pojemność przestrzen ładunkowej, e) ładowność. 5. Akumulator: a) czas ładowana, b) wydajność akumulatora, c) waga akumulatora, d) możlwość recyklngu, e) energa właścwa akumulatorów [wh/kg], f) moc właścwa akumulatorów [kw/kg], g) co le mesęcy następuje wymana akumulatorów [-].
158 D. Gawrońska 6. Slnk: a) maksymalny moment obrotowy, b) maksymalna prędkość obrotowa, c) rodzaj palwa, d) pojemność skokowa (cm 3 ), e) moc maksymalna [kw]. 7. Wymary: a) szerokość całkowta z lusterkam zewnętrznym, b) wysokość pojazdu pustego, c) długość całkowta, d) lu osobowy. 8. Dodatkowe przywleje: a) darmowe parkowane w centrum masta, w strefe płatnego parkowana, dla samochodów elektrycznych, b) znżka na parkowane dla samochodów elektrycznych, c) dofnansowane od państwa dla samochodów elektrycznych. W przedstawanym algorytme zakłada sę analzę pojazdów ze skończonego zboru P rozważanych pojazdów: P P, P,..., P,..., P }, dla 1,...,, (3) { 1 2 N N na podstawe zboru kryterów K g, K gj, gdze g określa numer kryterum Pozomu 1 (g = 1,..., G) a j to numer kryterum Pozomu 2 (j = 1,..., J). Na podstawe określonych ważnośc parametrów ch grup oraz ocen samochodów względem kryterów Pozomu 1 Pozomu 2, dokonuje sę określena ocen łącznych samochodów. Następne, kerując sę maksymalzacją ocen, poszukujemy wartośc najwększej. Maksymalna wartość oceny odpowadająca danemu samochodow wskazuje na to auto, które w najwększym stopnu spełna nasze oczekwana. 4. Modelowane ocen pojazdów za pomocą zmennych rozmytych Ważność grup parametrów (kryterów Pozomu 1), określona przez decydenta, dana jest w postac zmennej V g (g-kryterum Pozomu 1). Zakłada sę, że ważnośc kryterów są określone na przedzale [0,1], co zwązane jest z warunkem, że suma wag kryterów wyrażona przez decydenta mus wynosć 1: G g1 V 1. (4) g
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 159 Ważność kryterów Pozomu 2 parametrów z poszczególnych grup parametrów (określana przez decydenta) dana jest w postac zmennej V gj (g-kryterum Pozomu 1, j-kryterum Pozomu 2). Podobne jak w przypadku kryterów Pozomu 1, ważnośc kryterów są określone na przedzale [0,1] suma wag kryterów wyrażona przez decydenta mus wynosć 1: J j1 V 1. (5) gj Ponżej przedstawone są ogólne zasady opsu pojazdów względem poszczególnych kryterów za pomocą lczby rozmytej typu LR, określonej charakterystyczną trójką ( m,, ), gdze, 0 to ustalone rozrzuty lewo- prawostronne (przedzał określony przez decydenta, wyrażający nepewność co do precyzj tego określena), to ustalona wartość najbardzej oczekwana bądź średna lczona zgodne ze wzorem: mn max mod o o o. (6) 2 W przypadku kryterów jakoścowych ocena pojazdu jest oceną punktową, gdze decydent określa maksymalną lczbę punktów w ramach danego kryterum oraz przypsuje wartość punktową najbardzej prawdopodobną lub przedzał wartośc, w przypadku nepewnośc. Funkcje L R to ustalone funkcje bazowe opsane wzorem (7). Decydent oceny traktuje jako około wyraża w postac welkośc [ o, m mod o, przy czym swoją nepewność co do precyzyjnego określena mn max o ] (bądź granc wartośc przedzałowych): 0 dla o m L( o ) R( o ) 1 o dla m o m. (7) 0 dla o m j Poneważ wartośc ocen samochodów o traktowane są jako stopeń spełnena przez -ty samochód pewnego stanu dealnego w śwetle danego kryterum, należy dokonać normowana wartośc tych ocen: ˆ, (8) max max ( o ) mˆ m, (9) max max ( o ) ˆ, (10) max max ( o ) max gdze max( o ) to najwększa wartość spośród prawych granc wartośc ocen pojazdów w ramach danego kryterum m ). Jeśl wartość oceny względem rozpatrywanego ( o
160 D. Gawrońska kryterum pownna być mnmalzowana, wtedy normowane należy przeprowadzć zgodne z następującym wzoram: ˆ mˆ ˆ 1, (11) max max ( o ) m 1, (12) max max ( o ) 1. (13) max max ( o ) Po dokonanu normowana zmenne ˆ, mˆ ˆ są nowym obowązującym zmennym m,,. Funkcja przynależnośc oceny samochodu względem danego kryterum przedstawa sę następująco: m o L dla o m ( o ) 1. dla o m (14) o m j R dla o m k Kedy określone są unormowane wartośc ocen względem kryterów Pozomu 2, można określć oceny pojazdów względem kryterum wyższego pozomu (Pozom 1) jako sumę ocen z poszczególnych kryterów w ramach danej grupy (w przypadku uwzględnana wag kryterów należy określć ważoną ocenę pojazdów w ramach poszczególnych grup). Przy założenu, że gj to ocena pojazdu względem kryterum Pozomu 2, określona charakterystyczną trójką m,, ), ostateczna ocena względem kryterum Pozomu 1 g przedstawa sę następująco: ( gj gj gj J j1 V gj g. (15) J V j1 gj Następne, po unormowanu tych ocen, określamy ocenę globalną pojazdu jako sumę ocen (przy określenu ważnośc grup kryterów określamy ocenę ważoną). Zakładając, że to ocena pojazdu względem kryterum Pozomu 1, określona charakterystyczną trójką m,, ), ostateczna ocena względem kryterum globalnego przedstawa sę ( g g g następująco: gj g
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 161 G g1 V g. (16) G V g1 g g Take postępowane każdemu pojazdow ze zboru P przyporządkowuje ocenę rozmytą względem kryterum globalnego. W przypadku bazowana na rozmytych łącznych ocenach samochodów, należy dokonać ch defuzyfkacj (wyostrzenu). Proponowaną metodą jest metoda środka cężkośc, przypsująca funkcj przynależnośc lczbę rzeczywstą. Przy stosowanu lczb rozmytych można posłużyć sę wzorem na określene środka cężkośc: Na podstawe określonych rzeczywstych ocen rozpatrywanych pojazdów należy dokonać analzy porównawczej otrzymanych wynków ocen względem kryterum globalnego. Im wększa jest wartość oceny, tym wyższą pozytywną opnę otrzymuje dany samochód. Ponżej przedstawone są przyjęte oznaczena dla lczb rozmytych reprezentujących poszczególne krytera. 1. Koszty: koszt, określony charakterystyczną trójką m,, ) : a) koszt zakupu pojazdu KZP : m,, ), ( KZP KZP KZP ( Koszt Koszt Koszt b) koszt zakupu urządzena do ładowana akumulatorów KZU : m,, ), c) koszty coroczne (opłaty naprawy), KR : m,, ), ( KR KR KR d) koszt nowych akumulatorów, KNA : m,, ), ( KNA KNA KNA ( KZU KZU KZU e) średne zużyce energ na pokonane 100 km [kwh] * cena energ elektrycznej za 1 kwh, SZE : m,, ), ( SZE SZE SZE f) średne zużyce palwa na pokonane 100 km [l] * cena 1 ltra palwa. SZP : ( mszp SZP SZP,, ). x sc 3m. 3 2. Emsja spaln C 2 (g/km) ES : m,, ). ( ES ES ES 3. Parametry technczne PT : m,, ) : ( PT PT PT a) pojemność zbornka palwa PZP : m,, ), ( PZP PZP PZP b) przyspeszene do 100 km/h (s) P : m,, ), ( P P P c) prędkość maksymalna (km/h) PM : m,, ), ( PM PM PM d) średne zużyce energ na pokonane 100 km [kwh] SZE : m,, ), ( SZE SZE SZE e) średne zużyce palwa na pokonane 100 km [l] SZP : m,, ), f) zasęg w cyklu meszanym Z : m,, ). ( Z Z Z ( SZP SZP SZP (17)
162 D. Gawrońska 4. Masa M : m,, ) : ( M M M a) ładowność maksymalna ŁM : m,, ), ( ŁM ŁM ŁM b) masa własna pojazdu MP : m,, ), ( MP MP MP c) dopuszczalna masa całkowta DMS : m,, ), ( DMS DMS DMS d) pojemność przestrzen ładunkowej PPŁ : m,, ), e) ładowność Ł : m,, ). ( Ł Ł Ł 5. Akumulator A : m,, ) : ( A A A a) czas ładowana MP : m,, ), ( MP MP MP b) wydajność akumulatora MP : m,, ), ( MP MP MP c) waga akumulatora MP : m,, ), ( MP MP MP d) możlwość recyklngu MR : m,, ), ( MR MR MR ( PPŁ PPŁ PPŁ e) energa właścwa akumulatorów [Wh/kg] EA : m,, ), ( EA EA EA f) moc właścwa akumulatorów [kw/kg] MA : m,, ), ( MA MA MA g) co le mesęcy następuje wymana akumulatorów [-] LM : m,, ). 6. Slnk S : m,, ): ( S S S a) maksymalny moment obrotowy MM : m,, ), ( MM MM MM b) maksymalna prędkość obrotowa MP : m,, ), c) rodzaj palwa RP : m,, ), ( RP RP RP ( MP MP MP d) pojemność skokowa (cm 3 ) PS : m,, ), ( PS PS PS e) moc maksymalna (kw) MM : m,, ). 7. Wymary W : m,, ) : ( W W W ( MM MM MM ( LM LM LM a) szerokość całkowta z lusterkam zewnętrznym SC : m,, ), b) wysokość pojazdu pustego WP : m,, ), ( WP WP WP c) długość całkowta DC : m,, ), ( DC DC DC d) lu osobowy L : m,, ). ( L L L 8. Dodatkowe przywleje P : m,, ) : ( P P P ( SC SC SC a) darmowe parkowane w centrum masta, w strefe płatnego parkowana, dla samochodów elektrycznych, DP : m,, ), ( DP DP DP b) znżka na parkowane dla samochodów elektrycznych ZP : m,, ), ( ZP ZP ZP c) dofnansowane od państwa dla samochodów elektrycznych D : m,, ). ( D D D
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 163 Przykład W artykule dokonano porównana samochodów z slnkem spalnowym oraz z napędem elektrycznym, bazując na jednej marce samochodów Renault. Do analzy wybrano te same modele samochodów, które występują zarówno z slnkem elektrycznym, jak spalnowym. W ponższej tabel przedstawono wartośc ocen względem przyjętych kryterów. Wartośc ocen kryterów Tabela 1 Koszty Renault Fluence Z.E. RENAULT Kango Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy Renault Fluence Renault Kangoo Renault Kangoo Max 2- osobowy Renault Kangoo Max 5- osobowy Koszt zakupu pojazdu 110000 98000 10500 109000 54900 63200 72000 72000 Koszt zużyca energ na pokonane 100 km 7,25 8,99 8,998,99 - - - - Koszt zużyca palwa na pokonane 100 km - - - - 31,8 57,24 28,09 28,09 Emsja spaln C 2 (g/km) 62 81 62 62 119 137 123 123 Przyspeszene do 100 km/h (s) 13 20,3 24 24 11,5 13,95 15 15 Prędkość maksymalna (km/h) 135 130 130 130 185 165 158 158 Średne zużyce energ na pokonane 100 km 12,5 15,5 15,5 15,5 - - - - [Wh/100km] Średne zużyce palwa na pokonane 100 km [l] - - - - 6,8 7,7 5,3 5,3 Zasęg w cyklu meszanym [km] 160 160 170 170 - - - - Ładowność [kg] 650? 650? 800? 800 500 500 800 800 Masa własna pojazdu 1605 1410 1472 1572 1253 1320 1343 1343 Czas ładowana akumulatora [h] 6-9 6-9 6-9 6-9 - - - - Wydajność akumulatora [kw/h] 22 22 22 22 - - - - Waga akumulatora [kg] 250 260 260 260 - - - - Maksymalny moment obrotowy [NM] 226 226 226 226 240 240 240 240 Pojemność skokowa (cm 3 ) - - - - 1596 1598 1461 1461 Rodzaj palwa - - - - desel benzyna desel desel Moc maksymalna kw 70 44 44 44 78 77 66 66 Długość całkowta 4622 4213 4597 4597 4622 4213 4597 4597 Darmowe parkowane w centrum masta, w strefe płatnego parkowana, Tak Tak Tak Tak Ne Ne Ne Ne dla samochodów elektrycznych Znżka na parkowane dla samochodów elektrycznych Tak Tak Tak Tak Ne Ne Ne Ne Źródło: opracowane własne 8. 8 Na podstawe www.renault.pl.
164 D. Gawrońska Na podstawe przedstawonych wartośc ocen parametrów określono oceny rozmyte parametrów dla każdego z analzowanych samochodów (tab. 2). ceny rozmyte względem grupy: nadwoze wnętrze Tabela 2 Auto Renault Fluence Z.E. RENAULT Kangoo Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy Ważność kryterów Parametr m α β m α β m α β m α β Koszt zakupu pojazdu 11000 100 100 109 100 10000 98000 10000 10500 10000 1000 0 0 0 000 00 1000 0,9 Koszt zużyca energ na 0,62 0,77 7,25 0,25 8,99 0,31 pokonane 100 km [zł] 5 5 8,99 0,31 0,775 8,99 0,31 0,775 0,1 Emsja spaln C 2 (g/km) 62 0 0 81 0 0 62 0 0 62 0 0 1 Przyspeszene do 100 km/h (s) 13 2 2 20,3 2 2 24 2 2 24 2 2 0,25 Prędkość maksymalna (km/h) 135 5 5 130 5 5 130 5 5 130 5 5 0,25 Średne zużyce energ na pokonane 100 km 12,5 0 0 15,5 0 0 15,5 0 0 15,5 0 0 0,3 [Wh/100 km] Zasęg w cyklu 0,2 160 40 40 160 40 40 170 40 40 170 40 40 meszanym [km] Ładowność [kg] 650 70 70 650 70 70 800 100 100 800 100 100 0,7 Masa własna pojazdu 1605 0 0 1410 0 0 1472 0 0 157 0,3 0 0 2 Czas ładowana 0,5 7,5 1,5 1,5 7,5 1,5 1,5 7,5 1,5 1,5 7,5 1,5 1,5 akumulatora [h] Wydajność akumulatora 0,3 22 0 0 22 0 0 22 0 0 22 0 0 [kw/h] Waga akumulatora [kg] 250 0 0 260 0 0 260 0 0 260 0 0 0,2 Maksymalny moment 0,2 226 0 0 226 0 0 226 0 0 226 0 0 obrotowy [NM] Moc maksymalna kw 70 0 0 44 0 0 44 0 0 44 0 0 0,8 Długość całkowta 4622 0 0 4213 0 0 4597 0 0 459 1 0 0 7 Źródło: opracowane własne. W celu przeprowadzena porównana aut dokonuje sę normalzacj ocen względem poszczególnych parametrów (tab. 3). Auto Tabela 3 Znormalzowane oceny pojazdów elektrycznych w poszczególnych grupach Renault Fluence Z.E. RENAULT Kangoo Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy Parametr m α β m α β m α β m α β Koszt zakupu pojazdu 0,000 0,909 0,991 0,109 0,909 0,991 0,905 0,909 0,991 0,009 0,909 0,991 Koszt zużyca energ na pokonane 100 km [zł] 0,194 0,972 0,930 0,000 0,966 0,914 0,000 0,966 0,914 0,000 0,966 0,914
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 165 cd. tabel 3 Emsja spaln C 2 (g/km) Przyspeszene do 100 km/h (s) Prędkość maksymalna (km/h) Średne zużyce energ na pokonane 100 km [Wh/100km] 0,235 1,000 1,000 0,000 1,000 1,000 0,235 1,000 1,000 0,235 1,000 1,000 0,542 0,083 0,083 0,846 0,083 0,083 1,000 0,083 0,083 1,000 0,083 0,083 1,000 0,037 0,037 0,963 0,037 0,037 0,963 0,037 0,037 0,963 0,037 0,037 0,194 1,000 1,000 0,000 1,000 1,000 0,000 1,000 1,000 0,000 1,000 1,000 Zasęg w cyklu meszanym [km] Ładowność [kg] Masa własna pojazdu Czas ładowana akumulatora [h] Wydajność akumulatora [kw/h] Waga akumulatora [kg] Maksymalny moment obrotowy [NM] Moc maksymalna kw 0,941 0,235 0,235 0,941 0,235 0,235 1,000 0,235 0,235 1,000 0,235 0,235 0,813 0,088 0,088 0,813 0,088 0,088 1,000 0,125 0,125 1,000 0,125 0,125 0,000 1,000 1,000 0,121 1,000 1,000 0,083 1,000 1,000 0,021 1,000 1,000 0,000 0,800 0,800 0,000 0,800 0,800 0,000 0,800 0,800 0,000 0,800 0,800 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,038 1,000 1,000 0,000 1,000 1,000 0,000 1,000 1,000 0,000 1,000 1,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,629 0,000 0,000 0,629 0,000 0,000 0,629 0,000 0,000 Długość całkowta Źródło: opracowane własne. 1,000 0,000 0,000 0,912 0,000 0,000 0,995 0,000 0,000 0,995 0,000 0,000 Na podstawe znormalzowanych ocen samochodów w dalszej kolejnośc określa sę oceny aut względem poszczególnych grup parametrów (tab. 4).
166 D. Gawrońska Grupy Renault Fluence Z.E. ceny rozmyte względem poszczególnych grup RENAULT Kangoo Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy m α β m α β m α β m α β Tabela 4 Ważnośc grup Koszt 0,194 1,881 1,921 0,109 1,875 1,905 0,905 1,875 1,905 0,009 1,875 1,905 0,5 Emsja spaln 0,765 0 0 8E-04 0 0 0,7654 0 0 0,7654 0 0 0,05 Parametry technczne 2,676 1,356 1,356 2,750 1,356 1,356 2,963 1,356 1,356 2,963 1,356 1,356 0,15 Masa 0,813 1,088 1,088 0,934 1,088 1,088 1,083 1,125 1,125 1,021 1,125 1,125 0,1 Akumulator 2,000 0,000 0,000 1,629 0,000 0,000 1,629 0,000 0,000 1,629 0,000 0,000 0,1 Slnk 1,000 0,000 0,000 0,912 0,000 0,000 0,995 0,000 0,000 0,995 0,000 0,000 0,1 Źródło: opracowane własne. W celu porównana poszczególnych grup parametrów przeprowadza sę normalzację tych ocen (tab. 5). Znormalzowane oceny rozmyte względem poszczególnych grup Tabela 5 Renault Fluence Z.E. RENAULT Kango Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy Ważnośc grup m α β m α β m α β m α β 0,101 0,979 1,000 0,057 0,984 1,000 0,475 0,984 1,000 0,005 0,984 1,000 0,5 1,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,000 0,765 0,000 0,000 0,765 0,000 0,000 0,05 0,903 0,458 0,458 0,928 0,458 0,458 1,000 0,458 0,458 1,000 1,000 1,000 0,15 0,722 0,967 0,967 0,830 0,967 0,967 0,963 1,000 1,000 0,907 1,000 1,000 0,1 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 0,1 1,000 0,000 0,000 0,912 0,000 0,000 0,995 0,000 0,000 0,995 0,000 0,000 0,1 Źródło: opracowane własne.
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 167 W dalszej kolejnośc na podstawe ocen względem poszczególnych grup parametrów określa sę ocenę względem kryterum globalnego (tab. 6). ceny rozmyte względem kryterum globalnego Tabela 6 Renault Fluence Z.E. RENAULT Kangoo Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy m α β m α β m α β m α β 0,92 1,3 1,27 0,81 1,25 1,26 1,31 1,25 1,268 0,85 1,25 1,268 Źródło: opracowane własne. Po przeprowadzenu normalzacj ocen względem kryterum globalnego uzyskuje sę następujące oceny (tab. 7). Znormalzowane oceny względem kryterum globalnego Tabela 7 Renault Fluence Z.E. RENAULT Kangoo Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy m α β m α β m α β m α β 0,7 1 0,97 0,62 0,96 0,97 1 0,99 1 0,67 0,99 1 Źródło: opracowane własne. Na podstawe znormalzowanych ocen określa sę ocenę rzeczywstą samochodu względem kryterum globalnego (tab. 8). Rzeczywste oceny względem kryterum globalnego Tabela 8 Pojazd Wartośc rzeczywste Renault Fluence Z.E. 0,708061157 RENAULT Kango Z.E. 0,627689106 Renault Kangoo Max Z.E. 1,003954953 Renault Kangoo Max Z.E. 5-osobowy 0,675484138 Źródło: opracowane własne.
168 D. Gawrońska Porównując wynk z powyższej tabel, można wycągnąć wnosek, że samochód z slnkem elektrycznym Renault Kangoo Max Z.E. uzyskał najlepszą ocenę ze względu na wybrane krytera oraz przyjęte ważnośc poszczególnych kryterów. 5. Podsumowane Wybór samochodu ze względu na typ zastosowanego slnka ne jest łatwy. Dzeje sę tak ze względu na zróżncowane cech opsujących dane typy samochodów oraz ze względu na nepewność zwązaną z kosztam w trakce eksploatacj samochodów, zwłaszcza elektrycznych. Zarówno pojazdy napędzane slnkem elektrycznym, jak pojazdy z slnkem spalnowym mają wady zalety. W tym celu, w nnejszym artykule zaproponowano możlwość przeprowadzena analzy porównawczej samochodów o różnych źródłach energ. Na podstawe tego rozwązana można uzyskać odpowedź, który z rozważanych typów pojazdów samochodu najlepej spełn nasze oczekwana. Bblografa 1. Kacprzyk J.: Weloetapowe sterowane rozmyte. WNT, Warszawa 2001. 2. Łachwa A.: Rozmyty śwat zborów, lczb, relacj, faktów, reguł decyzj. AW Ext, Warszawa 2001. 3. Chojcan J.: Zbory rozmyte ch zastosowane. Wyd. Poltechnk Śląskej, Glwce 2001. 4. Pegat A.: Modelowane sterowane rozmyte. AW Ext, Warszawa 1999. 5. Kacprzyk J.: Zbory rozmyte w analze systemowej. PWN, Warszawa 1986. 6. Drankow D., Hellendoorn H., Renfrank M.: Wprowadzene do sterowana rozmytego. WNT, Warszawa 1996. 7. Dubos D., Prade H.: Fuzzy set and systems theory and applcatons. Academc press, New York 1980. 8. Pekarsk W.: Motoryzacyjne skażene środowska. Wyd. Weś jutra, Warszawa 2009. 9. Mysłowsk S.: Analza wpływu wybranych parametrów pracy slnka spalnowego na zaneczyszczene środowska. Wyd. Uczelnane Zachodnopomorskego Unwersytetu Technologcznego w Szczecne, Szczecn 2010. 10. Merksz J.: Wpływ motoryzacj na skażene środowska naturalnego. Wyd. Poltechnk Poznańskej, Poznań 1994. 11. Rutkowsk L.: Metody technk sztucznej ntelgencj. PWN, Warszawa 2009.
Welokryteralna analza porównawcza pojazdu 169 Abstract Ths paper presents a method of benchmarkng cars wth a combuston engne and electrc. It gves the possblty to compare vehcle features both a quanttatve and qualtatve. n the bass of the crtera adopted and proposed assessment of ther valdty was determned that the vehcle meets our expectatons n the hghest degree.