一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，属于舰船装备安全性评估领域。该方法首先基于层次分析法对舰船装备安全性待选评估参数进行重要度排序，建立舰船装备安全性评估指标集；然后基于证据推理构建数据融合模型，建立识别框架与基本可信度，并给出证据冲突的判断依据，并将舰船装备安全性评估指标合成信度函数；最后基于信度函数评估舰船装备的安全性。本发明专利技术能够减轻舰船装备安全性评估指标选定的盲目性，准确构建舰船装备安全性的评估指标体系，减轻专家群体评估数据的主观性，实现舰船装备安全性的快速准确评估。

A Method of Safety Assessment of Ship Equipment Based on Evidence Reasoning

The invention discloses an evidential reasoning-based method for safety assessment of naval equipment, which belongs to the field of safety assessment of naval equipment. This method first ranks the importance of the selected evaluation parameters of ship equipment safety based on analytic hierarchy process, and establishes the index set of ship equipment safety evaluation; then constructs the data fusion model based on evidence reasoning, establishes the identification framework and basic credibility, and gives the judgment basis of evidence conflict, and synthesizes the evaluation index of ship equipment safety into reliability function; finally, based on the evidence reasoning, it establishes the data fusion model. Reliability function is used to evaluate the safety of ship equipment. The invention can reduce the blindness of selecting the safety evaluation index of naval ship equipment, accurately construct the safety evaluation index system of naval ship equipment, reduce the subjectivity of expert group evaluation data, and realize the rapid and accurate safety evaluation of naval ship equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法
本专利技术属于舰船装备安全性评估领域，具体涉及基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，可用于舰船装备的使用管理与评估决策。
技术介绍
舰船装备的安全性，表征舰船装备在规定条件下和规定时间内，以可接受的风险执行规定功能的能力，即不导致人员伤亡，危害健康或环境，以及不对其它装备或财产造成破坏和损伤的能力，也表征舰船装备将伤害或损坏的风险限制在可接受水平的能力，属于舰船装备“六性”的组成部分，是舰船装备的重要质量特性之一。舰船装备的安全性评估，旨在评价分析舰船装备在遂行常态化、多样化军事任务的过程中，可能存在的危险环节或有害因素，以及该环节或因素可能导致的安全性事故的可能性与严重程度，并根据舰船装备安全性的评估结果，指导舰船装备的使用管理与任务制定，进而确保舰船装备安全、长效、可靠性地服役与运行。关于舰船装备安全性评估的技术方法，通常是基于装备隶属关系对舰船装备进行逐层拆解细分，然后采用自底至顶的形式对所属设备群的人员配置、设备状况、使用情况等影响因素进行评估分析，并基于此构建舰船装备安全性的多级评估指标体系，最后依据专家经验对上述指标进行评分，以评价舰船装备的安全性。上述方法虽然可在一定程度上反映舰船装备的安全性，但仍存在部分缺陷并具体表现为：一是安全性评估指标的选定存在盲目性，缺少切实有效的安全性指标选定方法，部分与舰船装备安全性弱相关的设备或参数被视为重要影响因素并计入评估过程，从而导致评估结果的准确性不足；二是安全性评估指标体系过于庞杂，尤其是针对由多级设备群组成的舰船装备，其指标体系的层级多、参数多、种类多，若将所有安全性指标都计入评估过程，则可能导致评估过程繁琐复杂；三是由于基于专家群体的评估数据具有主观性，且意见相左的专家评分可能导致评估失败，因此如何保证基于专家群体的安全性评估结果准确有效，仍是舰船装备安全性评估中函待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，该方法能够减轻舰船装备安全性评估指标选定的盲目性，准确构建舰船装备安全性的评估指标体系，减轻专家群体评估数据的主观性，实现舰船装备安全性的快速准确评估。一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，该方法包括如下步骤：步骤1：基于层次分析法对舰船装备安全性待选评估参数进行重要度排序，建立舰船装备安全性评估指标集；步骤2：基于证据推理构建数据融合模型，建立识别框架与基本可信度，并给出证据冲突的判断依据，并将舰船装备安全性评估指标合成信度函数；步骤3：基于信度函数，评估舰船装备的安全性。进一步地，所述步骤1中建立舰船装备安全性评估指标集的过程如下：步骤101：定义舰船装备安全性待选评估参数序列S'＝(S1S2…S9)，其中，Si为舰船装备安全性的第i个待选评估参数，N为待选评估参数的总数；步骤102：构建N阶判断矩阵JS＝(JSij)，其中，JSij表示参数序列中，待选评估参数Si相对于待选评估参数Sj的相对重要度数值；步骤103：将判断矩阵JS的每个元素按列归一化，分别得到N个列向量ΨS1，ΨS2，…，ΨSN以及同阶转化矩阵并构建满足方程JSΩS＝λSmaxΩS的排序权向量ΩS＝(ωS1ωS2…ωSN)T，进而将矩阵的元素按行相加，归一化后转为列向量，进而求解排序权向量ΩS：步骤104：对判断矩阵JS进行一致性校验，求解判断矩阵JS的特征值向量λS，进而通过λS求解判断矩阵JS的最大特征值λSmax，进而通过λSmax求解判断矩阵JS的一致性指标CIS，进而通过CIS求解判断矩阵JS的协调率CRS；步骤105：当判断矩阵JS的协调率CRS小于设定阈值时，则认为判断矩阵JS满足一致性要求，排序权向量ΩS有效，可进行步骤106，即构建安全性评估指标集，当判断矩阵JS的协调率CRS大于设定阈值时，则认为判断矩阵JS不满足一致性要求，排序权向量ΩS无效，需返回步骤102，重新构建判断矩阵JS，直至判断矩阵JS的协调率CRS小于设定阈值；步骤106：根据满足一致性校验的排序权向量ΩS中各元素的数值，按照降序方式重新排列待选评估参数序列S'，并取前n(n≤N)个为最终参与决策的评估指标，进而得到舰船装备安全性评估指标集S。进一步地，所述步骤2中舰船装备安全性评估指标合成信度函数的过程如下：步骤201：基于Delphi法对舰船装备安全性评估指标集S中所有指标进行赋值；步骤202：将舰船装备安全性评估指标Si的数值si0按照标准正态分布进行标准化；步骤203：构造舰船装备安全性识别框架ΘS＝(θS1,θS2,…,θSL)，其中，L为舰船装备安全性的等级总数，θSl为舰船装备安全性的第l个等级；步骤204：根据舰船装备安全性识别框架ΘS，构建基本可信度mS，并分别求解舰船装备安全性评估指标Si处于不同等级的基本可信度：其中，a等于当置信水平为α时的半区间长度；步骤205：构建冲突因子κS以判断不同证据之间的冲突程度并表示为步骤206：当冲突因子κS小于设定阈值时，则认为证据之间的冲突程度满足要求，可对现有证据进行合成，即进行步骤207；当冲突因子κS大于设定阈值时，则认为证据之间的冲突程度不满足要求，不能对现有证据进行合成，需返回步骤201，重新基于Delphi法对舰船装备安全性评估指标集S中所有指标进行赋值直至冲突因子κS小于设定阈值；步骤207：根据正交和规则，合成信度函数BelS：进一步地，所述步骤3中的评估过程如下：步骤301：将所求信度函数BelS1，BelS2，…，BelSL进行降序排列，其中置信水平最高的等级max{BelS1,BelS2,…,BelSL}即为舰船装备安全性的定性评估等级；步骤302：根据舰船装备安全性识别框架ΘS＝(θS1,θS2,…,θSL)，设定对应评分集合为DS＝(dS1,dS2,…,dSL)，进而求解舰船装备安全性的定量评估值：有益效果：1、本专利技术在构建舰船装备安全性评估指标集时，是基于层次分析法构建了相应的判断矩阵，进而通过排序权向量实现了评估指标体系的剪裁与优化，在保证评估准确性的同时，剔除了弱相关评估指标，提高了舰船装备安全性的评估效率。2、本专利技术在处理基于专家群体的评估指标数据时，是基于证据推理构建数据融合模型，并通过数据预处理方法减小了评分误差对评估结果的影响，提出了专家群体意见冲突的判断依据与解决方法，并通过信度函数减小了专家群体主观认知的不确定性，进而确保了舰船装备安全性评估的准确性。附图说明图1为本专利技术基于证据推理的舰船装备安全性评估方法实现的流程图。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，以V1舰为评估对象，对遂行M1任务的安全性进行评估分析。为便于简明表述，选取事故率、安全可靠度、损失率、风险等级、技术状态、使用用途、服役年限、整机性能、人员配置等9项参数为待选评估参数。如附图1所示，该方法的实现步骤如下：步骤1：基于层次分析法对V1型舰遂行M1任务的安全性待选评估参数进行重要度排序，建立V1型舰遂行M1任务的安全性评估指标集；步骤101：设事故率为S1，安全可靠度为S2，损失率为S3，风险等级为S4，技术状态为S5，使用用途为S6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：基于层次分析法对舰船装备安全性待选评估参数进行重要度排序，建立舰船装备安全性评估指标集；步骤2：基于证据推理构建数据融合模型，建立识别框架与基本可信度，并给出证据冲突的判断依据，并将舰船装备安全性评估指标合成信度函数；步骤3：基于信度函数，评估舰船装备的安全性。

【技术特征摘要】
1.一种基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：基于层次分析法对舰船装备安全性待选评估参数进行重要度排序，建立舰船装备安全性评估指标集；步骤2：基于证据推理构建数据融合模型，建立识别框架与基本可信度，并给出证据冲突的判断依据，并将舰船装备安全性评估指标合成信度函数；步骤3：基于信度函数，评估舰船装备的安全性。2.如权利要求1所述的基于证据推理的舰船装备安全性评估方法，其特征在于，所述步骤1中建立舰船装备安全性评估指标集的过程如下：步骤101：定义舰船装备安全性待选评估参数序列S'＝(S1S2…S9)，其中，Si为舰船装备安全性的第i个待选评估参数，N为待选评估参数的总数；步骤102：构建N阶判断矩阵JS＝(JSij)，其中，JSij表示参数序列中，待选评估参数Si相对于待选评估参数Sj的相对重要度数值；步骤103：将判断矩阵JS的每个元素按列归一化，分别得到N个列向量ΨS1，ΨS2，…，ΨSN以及同阶转化矩阵并构建满足方程JSΩS＝λSmaxΩS的排序权向量ΩS＝(ωS1ωS2…ωSN)T，进而将矩阵的元素按行相加，归一化后转为列向量，进而求解排序权向量ΩS：步骤104：对判断矩阵JS进行一致性校验，求解判断矩阵JS的特征值向量λS，进而通过λS求解判断矩阵JS的最大特征值λSmax，进而通过λSmax求解判断矩阵JS的一致性指标CIS，进而通过CIS求解判断矩阵JS的协调率CRS；步骤105：当判断矩阵JS的协调率CRS小于设定阈值时，则认为判断矩阵JS满足一致性要求，排序权向量ΩS有效，可进行步骤106，即构建安全性评估指标集，当判断矩阵JS的协调率CRS大于设定阈值时，则认为判断矩阵JS不满足一致性要求，排序权向量ΩS无效，需返回步骤102，重新构建判断矩阵JS，直至判断矩阵JS的协调率CRS小于设定阈值；步骤106：根据满足一致性校验的排序权向量ΩS中各元素的数值，按照降序方式重新...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金娥，熊玲，商鹏，张衍，贺喆，王大翊，张扬，江杰，付芸，马力，葛威，程红伟，徐东，刘鹏鹏，刘隆波，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二九四二部队，
类型：发明
国别省市：北京,11