(上海飞机客户服务有限公司，上海 200241)

0 引言

随着社会经济飞速发展，乘坐飞机已经成为人们长距离出行的首选。航空公司通过提供不同层次的设计、服务和价格，在吸引乘客上开展了激烈的竞争。在乘客舒适性方面的研究显示，提升乘客在飞行过程中的舒适感，能够提升乘客未来出行选择同一航空公司的比例。因此，飞机的舒适性也越来越成为民机主制造商、航空公司和乘客关注的焦点。作为航空飞行器主制造商，必须开展舒适性的设计和评价工作，以满足市场日益增长的需求。

在舒适性评价方面，王庆对照明的视觉舒适性进行了分析[1]，开展了色温及照度的照明舒适性研究及模型建立、基于色品坐标的照明舒适性研究及模型建立，以及两类模型验证相关的研究工作。薛铁龙使用计算流体力学方法对乘员舱内环境进行了计算和分析[2]，得到了乘员舱内流场详细数据，对乘员热舒适性和舱内空气品质进行了评价，分析了出风口温度和流速的不同对于舱内环境舒适性的影响。薛红军等人基于人体测量学的成果[3]，结合人在乘坐座椅时受力合理分布，提出了基于人体测量和座压分布的座椅纵向空间舒适性数学模型；利用该模型定量评价客舱座椅布置的舒适性。王海涌对列车的舒适度评价指标体系的构建、权重标定方法进行了研究[4]，建立了基于模糊粗糙集的高速列车多元舒适度评价模型和基于多维粗糙集的高速列车多元舒适度评价模型。陈祥运用因子分析与层次分析方法[5]，构建了乘坐舒适度综合评价模型，系统考察了车厢物理因素、设施功能因素、旅客乘坐需求、生理、心理和行为等方面的众多因素。刘敬等人针对民机客舱舒适性现有评价方法中缺乏数学定量评价的问题[6]，提出了基于主客观综合赋权的民机客舱舒适性定量评价方法。许松林等人从民用支线客机的设计参数及典型的全经济客舱布局出发，分析了影响客舱空间舒适性的主要因素并提出了一种基于价值分析法的空间舒适性综合评价模型[7]。

在上述工作中，针对舒适性的单个因素及其总体舒适性的评价方法、评价指标体系等方面开展了部分研究工作。但还存在一些不足：一是在指标评价体系构建方面，还没有完整的、合理的，适用于飞机客舱舒适性评价的指标体系；二是在指标评估方面，还缺乏合理的评分标准，打分随意，且不方便开展评价工作。

针对上述问题，本文开展客舱舒适性评价指标体系、指标评分标准研究，构建基于层次分析法的客舱舒适性评价方法。

1 舒适性理论

1.1 舒适定义

在汉语大辞典中，舒适是指给人以安乐舒服的感觉。在牛津词典(2010版)中定义舒适是一种身体安逸的状态，免受痛苦和约束。然而在许多科技文献中提供了不同的定义，如比诺在他的舒适定义中，包括了生活中一切对于人的幸福感和物质方便性有贡献的元素[8]。斯莱特建议舒适是一种人与周围环境之间生理的、心理的和身体上的愉悦状态[9]。杜马等人的定义指出舒适超越了生命的身体层面，还包括心理层面[10]。综合而言，这些定义突出了舒适应被视为与周围环境相互作用，受心理、生理和身体因素影响的主观和个人状态结果。

图1 乘客舒适性体验过程

1.2 乘客舒适

乘客舒适受很多飞行过程中的感性刺激物和客舱特征影响。在采用整体分析方法对乘客舒适开展的研究中，通常列出所有能够影响舒适的飞机客舱特征信息；但是对于这些输入信息如何转化为乘客体验(包括舒适体验)的机制知之甚少。

针对上述问题，理查德和同事在乘客舒适概念化工作中做出了最重要的尝试[11-12]。他们对于1619名乘客的飞行经历进行了调查，归纳总结后提出了乘客舒适概念理论。

该理论指出乘客体验受物质环境的、交际的和客舱内饰有关情景的输入信息影响。

1.3 舒适性体验过程

乘客舒适性体验过程如图1所示。作为输入激励的一系列飞机客舱内环境因素，会与乘客本体发生交互作用。乘客本身是具有心理、生理、社会经济地位和期望等特征的，在特定的时间段会产生特定的行为动作。这些输入实质性影响乘客，同时也被乘客主观感知和察觉。因此，乘客会体验到一定程度的舒适/不舒适感觉，产生一定的行为动作，进而形成总体评价，最终依据这些总体评价进行判断和选择。

1.4 乘客舒适性模型

乘客舒适性模型如图2所示[13]。模型输入包括人性特征和环境因素，人性特征包括社会经济地位、在飞行前形成的期望、乘客身体状态和心理状态。乘客受飞行过程中的环境因素影响，并发生互动，产生一定的行为，进而乘客身体会受到影响(如不同的客舱压力、体感温度)，最终会产生感知(由前述8个感性因素描述)，使得乘客体验到某种程度的舒适度。

通过对乘客感知外部环境因素的概念化解析工作，乘客舒适性模型突出了舒适性的主观本质。在模型中，与乘客感知有关的8个主题放置在受外部环境因素显著影响和关联的位置。此外，模型还描述了“空间”因素(如座椅和腿部空间)对多个主题(如近体空间、审美、心态平静)起决定性作用。从模型中可以看出，动态和空间影响了乘客感知的绝大多数主题(8个中的7个)。

图2 乘客舒适性模型

在乘客舒适性体验模型中将舒适与模型的输入用箭头相连。原因有两点：首先由于乘机体验的动态变化特性，当外部环境因素变化时，会随时改变乘客的舒适体验。其次，在飞行过程中体验到的舒适会影响乘客的未来飞行期望。

2 舒适性影响因素

影响乘客舒适性的外部因素有很多。不同的研究的区分的因素不尽相同。综合而言，共有22个因素影响乘客的舒适性。所有因素划分如图3所示。这些因素可分为环境因素、乘客活动、交际因素三大类。其中环境因素又分为周围环境、动态因素和空间因素三类。

图3 影响乘客舒适性的外部因素结构

根据纳西姆等人对857份飞行经历调查问卷样本的统计结果[13]，22个外部因素的排序图如图4所示。其中座椅投票人数最多，余下超过20%的依次是腿部空间、IFE、温度、活动、噪声和服务。

图4 外部因素排序图

根据图中的数据可以分析出，在影响乘客舒适性的外部因素中最重要的是环境因素(占89%)，乘客活动和交际因素相对较少，不超过10%。在环境因素中，空间因素居首(占43.3%)，周围环境次之(占28.7%)，动态因素最少(占17%)。

因此，在开展飞机客舱舒适性设计时，应重点考虑以下几点：1)提高座椅舒适性程度；2)尽可能增加腿部空间；3)提供娱乐性好的IFE设备。

3 客舱舒适性评价方法

3.1 层次分析法

层次分析法(AHP)于20世纪70年代由美国匹兹堡大学的运筹学家T. L. Saaty教授提出。该方法是将决策问题的有关元素分解成目标、准则和方案等层次，在此基础上进行定量分析和定性分析的一种系统分析方法。该方法在对事物本质和相关影响因素开展深入分析后，构建出详细的层次结构图；进一步对每个因素建立判断矩阵，在此基础上结合各个层次求出的权重评价值进行层次总排序，最后根据评价结果选出最佳方案。层次分析法的步骤如下图5所示。

图5 层次分析法流程图

层次分析法首先把决策问题层次化。即根据问题的性质以及需要达到的总目标，把问题分解成不同的组成因素，并按各因素之间的隶属关系和关联程度分组，形成一个不相交的层次。典型的系统层次结构如图6所示。

图6 典型层次结构图

最上层因素是目标层，就是问题要达到的目标或理想的结果。中间是准则层，层中列出的因素为实现目标所采用的措施、政策、准则等。最下层是方案层，包括了实现目标可供选择的方案。同层次的因素受到上层因素的支配，同时也对下层因素起支配作用。

在递阶层次结构建立后，上下层元素之间的隶属关系就被确定了。下一步就是要给出下一层各因素对于上一层次的重要性，即权重关系。层次分析法是通过两两比较方法给出的。通过两个因素的比较确定其相互之间的重要性，在此基础上构建判断矩阵A=(aij)。两两因素间的比较通常使用表1进行标度。

表1 1～9标度表

3.2 客舱舒适评价方法框架

根据上一节层次分析法原理，建立飞机客舱舒适性评价方法的总体框架如下图7所示。

图7 客舱舒适性评价方法总体框架

首先需要确定飞机客舱舒适性评价的指标，并构建完整的指标体系。进一步，需要逐个确定舒适性评价指标的评分标准。然后运用层次分析法，建立民机客舱评价的递阶层次结构，构造两两比较判断矩阵，逐层计算排序权重向量，计算总目标排序向量。最后结合总目标排序向量，得出整个客舱舒适性评价分值。

4 客舱舒适性评价指标体系

在第2节中，已经对舒适性的影响因素进行了结构划分和重要性排序。因此，根据前述论述结果，综合考虑舒适性评价的适用性、便利性、准确性和实用性。确定舒适性评级指标体系如表2所示。

表2 信号调理电路输出电压试验数据

从评价标准的角度，该指标体系对指标进行了主客观划分。涉及到较易通过客观数据进行评分的客观性指标与和基于使用者复杂认知反映的主观性指标，能够较为完善地反映客舱呈现在乘客面前的舒适性综合感受和评价。

依据3.1节层次分析法原理，可建立客舱舒适性评价的层次结构图如图9所示。目标层A 是客舱舒适性评价的总体目标。B层准则层包括5个因素：座椅、IFE设备、环境、乘客活动和主观感受。C层子准则层，共细分为21个因素。

图8 客舱舒适性评价层次结构图

5 客舱舒适性指标评分标准

5.1 舒适性指标评分标准的确定原则

舒适性指标的评分根据是否能够进行参数量化，可分为主观和客观两类。主观评分通常是无法进行参数量化，只能通过受访者的主观感受进行分值估计，或根据状态描述进行主观判断等；对于这类指标，在综合研究相应的研究文献基础上，结合实际乘客调研数据，给出对应评分值的判断描述，给参评人员一个参考。客观类评价则根据量化的参数如肌电水平、人椅界面压力分布等，参照确定国家或行业标准，确定评分标准。

为便于进行舒适性评价，对于舒适性指标的评分结果采用0～9分的5级评分标准，分别对应于1、3、5、7、9分的分值。

5.2 舒适性指标评分标准

在文献14中列出了所有指标评分的标准。限于篇幅，本文仅列出部分5个主客观指标的评分标准。

1)座椅排距(腿部空间):座椅排距参照目前多个航空公司现在设置的情况，根据文献8提供数据确定如表3所示。

表3 座椅排距评分表

2)椅背倾角:座椅椅背倾角考虑经济舱、商务舱和头等舱座椅椅背的角度调整情况，设置评价标准如表4所示。

表4 椅背倾角评分标准

3)座椅宽度:参考文献8提供的数据，评分标准确定如表5所示。

4)坐垫材质与曲面设计:坐垫材质与曲面设计比较复杂，难以使用定量的方法去客观描述和比较。因此，运用主观评分方法，其评分标准如表5所示。

表5 座椅宽度评分标准

5)空间美感:空间美感也是非常典型的主观指标，其评分标准如表6所示。

表6 坐垫评分标准

表7 空间美感评分标准

6 某型客舱舒适性评价应用

6.1 舒适性评价方案

为进一步验证基于层次分析法的客舱舒适性评价方法，在试制的客舱段模型上进行了舒适性评价试验工作。选用多人动态测试方法进行舒适性评价试验，在实际操作中，3人为一组，模拟乘机的流程。受试者先后拿着符合登机大小的行李进入客舱，按照剧本提示，完成放置行李——入座(坐满一侧整排经济舱座椅)——放倒椅背————拿取杂志——打开阅读灯——送餐——靠窗受试者飞行中离座(洗手间)——收起小桌板——离座——取行李——下机等一系列动。试验过程照片如图9所示。

图9 试验过程照片示意图

根据客舱段实体模型的条件限制，选取部分指标(共计14个)进行舒适性评价方面的试验验证。其层次结构图如图10所示。

图10 层次结构图

邀请6位专家对舒适性评价各因素的重要性进行评分，详细评分数据见文献[15]。

根据专家对各因素的权重评分，计算出各因素权重如下：

B层准则层各因素权重向量为:B={0.535, 0.2949,0.1701}；

C层子准则层各因素权重向量为：C1={0.2222, 0.1693, 0.191, 0.151, 0.1399, 0.1265}，

C2={0.2411, 0.1636, 0.144, 0.2326, 0.2186}，

C3={0.433, 0.3484, 0.2185}。

所以C层各因素对于A层的综合权重向量为：

W={0.1189, 0.0906, 0.1022, 0.0808, 0.0749, 0.0677, 0.0711, 0.0482, 0.0425, 0.0686, 0.0645, 0.0737, 0.0593, 0.0372 }。

6.2 评价数据分析

6.2.1 评价指标分值数据分析

根据测试人打分计算均值，可以看出座椅排距、过道和空间压抑感评分排列最高。验证结果符合测试场景的安排。在测试前，将座椅排距设置的相对较大。因此，被测试者感觉到舒适性，给予最高的评分；客舱是模拟C919客舱段，过道宽度比目前现有飞机略宽。因此让被测试者感到舒适。在空间方面，由于设置了情景照明系统，压抑感减到最小，也让被测试者感到舒适。

6.2.2 客舱舒适性整体评分分值分析

根据受试者的舒适性指标打分数据，结合前一节的权重向量，可以计算出此舱段舒适性的总评分为6.4。舒适性满分以10分为标准，因此此客舱段的舒适性还有待提高。这与当前舱段的现状是非常吻合。该舱段仅仅是简单模拟了C919舱段，在制作细节和真实性方面与实际仍然有差距。

6.2.3 评价过程分析

通过应用基于层次分析法的客舱舒适性评价方法，开展评价工作有了具体的评价标准指导，便于被测试者使用和打分。同时，整个过程也较为方便。

7 结论

1)开展了舒适性理论分析。舒适是与周围环境相互作用，受心理、生理和身体因素影响的主观和个人状态结果。共有22个因素影响乘客的舒适性。座椅、腿部空间、IFE、温度、活动、噪声和服务是最重要的因素。

2)提出了基于层次分析法和指标评分标准的飞机客舱舒适性评价方法。首先需要确定飞机客舱舒适性评价的指标，并构建完整的指标体系。进一步，逐个确定舒适性评价指标的评分标准。然后运用层次分析法，建立民机客舱评价的递阶层次结构，构造两两比较判断矩阵，逐层计算排序权重向量，计算总目标排序向量。最后结合总目标排序向量，得出整个客舱舒适性评价分值。

3)构建了完整的民机客舱舒适性评价指标体系，并建立客舱舒适性评价的层次结构图。准则层包括5个方面因素：座椅、IFE设备、环境、乘客活动和主观感受。C层子准则层(指标层)，共细分为21个指标因素。

4)制定了具体舒适性指标的具体评分标准。对于舒适性指标的评分结果采用0～9分的5级评分标准，分别对应于1、3、5、7、9分的分值。简便易行，一定程度上降低了打分过程中的主观随意程度。