本申请提供一种船舶航行安全评估方法，包括：S1、对船舶安全因素数据集的数据进行清洗，选择参数特征符合预设要求的因素数据作为所述原始数据集；S2、将所述原始数据集中的因素数据划分为训练集和验证集；S3、根据第一规则确定船舶航行安全评估因素集，确定三级评价因素体系；S4、根据船舶安全管理体系规范对船舶航行安全评估因素集中各个因素数据的要求，结合专家经验确定航行安全评估因素集中环境条件三级子因素数据的量化赋值处理规则；S5、根据所述三级评价因素体系，得到最终船舶航行安全的评估值；S6、使用改进粒子群算法优化所述权重集中权重，得到优化后的权重；S7、通过安全评估分数与船舶安全评估分数真实值对比，分析评估误差。评估误差。评估误差。
【技术实现步骤摘要】
船舶航行安全评估方法、装置、电子设备及介质
[0001]本申请涉及船舶航行安全评估
，尤其涉及一种船舶航行安全评估方法、装置、电子设备及介质。
技术介绍
[0002]近年来经济快速发展、贸易额显著增长，水运因为成本的优势受到越来越多人们的关注。由于货物类别繁多，货品数量不断增长，邮轮数量的增加导致水运航线愈发密集，船舶种类、吨位不一，通航情况越来越复杂，管理难度逐渐增大。
[0003]现有技术中存在通过模糊综合评估来来确定影响船舶安全的环境因素权重，来评估船舶航行安全，但其是根据专家和决策者对船舶航行各评价因素指标的重要性来确定的，虽然满足了指标量化的要求，但具有很大的主观性和随机性。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术中专家和决策者主观赋权的缺陷，提出一种船舶航行安全评估方法、装置、电子设备及介质。
[0005]第一方面，本申请提供了一种船舶航行安全评估方法，所述方法包括如下步骤：
[0006]S1、获取船舶安全因素数据集，所述船舶安全因素数据集中包括根据船舶实际航行的环境得到的数据，对所述船舶安全因素数据集的数据进行清洗，选择参数特征符合预设要求的因素数据作为原始数据集；
[0007]S2、将所述原始数据集中的因素数据划分为训练集和验证集；
[0008]S3、根据第一规则确定船舶航行安全评估因素集，确定三级评价因素体系；
[0009]S4、根据船舶安全管理体系规范对船舶航行安全评估因素集中各个因素数据的要求，结合专家经验确定航行安全评估因素集中环境条件三级子因素数据的量化赋值处理规则；
[0010]S5、根据所述三级评价因素体系，通过岭形分布的隶属函数对三级子因素数据进行单因素通过预设的权重集中权重进行模糊评判，并根据模糊评价结果对二级因素、一级因素进行评价，得到最终船舶航行安全的评估值；
[0011]S6、根据所述训练集，使用改进粒子群算法优化所述权重集中权重，得到优化后的权重；
[0012]S7、将优化后的权重通过重复执行步骤S5对所述验证集进行模糊综合评估得到船舶安全评估分数真实值，通过安全评估分数与船舶安全评估分数真实值对比，分析评估误差。
[0013]进一步地，所述步骤S4中量化赋值处理规则包括：将所述三级子因素数据按照风险程度由高到低划分为安全、较安全、一般、较危险、危险5个相对安全等级。
[0014]进一步地，所述步骤S5包括：
[0015]根据所述三级评价因素体系，通过隶属函数采用岭形分布对环境条件子因素进行
单因素得到三级子因素数据评价矩阵，设置单因素权重集；
[0016]通过三级单因素评价矩阵以及权重集进行模糊运算得到二级因素风险评价矩阵；
[0017]通过所述二级因素风险评价矩阵以及权重集进行模糊运算得到一级因素风险评价矩阵；
[0018]通过所述一级因素风险评价矩阵以及权重集得到最终环境条件评价矩阵；
[0019]通过所述最终环境条件评价矩阵以及评分规则得到最终船舶航行安全的评估值。
[0020]进一步地，对所述三级单因素评价矩阵R1以及所述权重集W1进行模糊运算得到船舶航行安全的二级因素风险评价矩阵U
111
，运算公式如下：
[0021]U
111
＝W
1 oR1＝[b
11 b
12 b
13 b
14 b
15
]，其中，b为二级因素风险评价矩阵U
111
安全的隶属度值，进行模糊运算中模糊算子采用加权平均型，模糊算子o如下：
[0022]其中w
i
是第i个因素对应的权重，r
ij
是第i个因素对于j安全等级的隶属度，b
j
为第j安全等级的隶属度值。
[0023]进一步地，所述步骤S6中改进粒子群算法的惯性权重采用随迭代次数线性减小的方式；在迭代开始时增大搜索范围，在迭代达到预设次数时惯性权重减小，速度减小，实现局部搜索优化。
[0024]进一步地，当粒子的任一维趋于稳定时，给粒子一个随机扰动，使得粒子发生变异，从而使得粒子跳出局部极值，随机扰动的扰动系数随着迭代次数而减小。
[0025]进一步地，所述步骤S6包括：
[0026]S61、对粒子群位置、速度初始化，对粒子初始迭代移动距离、粒子初始迭代时与该粒子历史上最优值之间的距离初始化；
[0027]S62、计算适应度，更新每个粒子的运动速度与方向受到自身运动到的最佳位置，以及所有粒子的最佳位置；
[0028]S63、更新惯性权重，扰动系数；
[0029]S64、判断粒子是否稳定，在稳定时跳转到步骤S65，否则跳转到步骤S66；
[0030]S65、更新粒子速度，并通过第一公式更新位置，并跳转到步骤S67；
[0031]S66、更新粒子速度，并通过第二公式更新位置，并跳转到步骤S67；
[0032]S67、更新粒子移动距离、粒子本次迭代时与该粒子历史上最优值之间的距离；并跳转到步骤S68；
[0033]S68、判断是否达到最大迭代次数，是则结束，否则跳转到步骤S62。
[0034]第二方面，本申请还提供一种船舶航行安全评估装置，所述装置包括如下模块：
[0035]数据获取模块，用于获取船舶安全因素数据集，所述船舶安全因素数据集中包括根据船舶实际航行的环境得到的数据，对所述船舶安全因素数据集的数据进行清洗，选择参数特征符合预设要求的因素数据作为所述原始数据集；
[0036]数据划分模块，用于将所述原始数据集中的因素数据划分为训练集和验证集；
[0037]评价体系确定模块，用于根据第一规则确定船舶航行安全评估因素集，确定三级评价因素体系；
[0038]量化赋值模块，用于根据船舶安全管理体系规范对船舶航行安全评估因素集中各个因素数据的要求，结合专家经验确定航行安全评估因素集中环境条件三级子因素数据的
量化赋值处理规则；
[0039]第一评估模块，用于根据所述三级评价因素体系，通过岭形分布的隶属函数对三级子因素数据进行单因素通过预设的权重集中权重进行模糊评判，并根据模糊评价结果对二级因素、一级因素进行评价，得到最终船舶航行安全的评估值；
[0040]权重优化模块，用于根据所述训练集，使用改进粒子群算法优化所述权重集中权重，得到优化后的权重；
[0041]第二评估模块，用于将优化后的权重通过重复执行第一评估模块从而对所述验证集进行模糊综合评估得到船舶安全评估分数真实值，通过安全评估分数与船舶安全评估分数真实值对比，分析评估误差。
[0042]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述任一所述的方法步骤。
[0043]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种船舶航行安全评估方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、获取船舶安全因素数据集，所述船舶安全因素数据集中包括根据船舶实际航行的环境得到的数据，对所述船舶安全因素数据集的数据进行清洗，选择参数特征符合预设要求的因素数据作为原始数据集；S2、将所述原始数据集中的因素数据划分为训练集和验证集；S3、根据第一规则确定船舶航行安全评估因素集，确定三级评价因素体系；S4、根据船舶安全管理体系规范对船舶航行安全评估因素集中各个因素数据的要求，结合专家经验确定航行安全评估因素集中环境条件三级子因素数据的量化赋值处理规则；S5、根据所述三级评价因素体系，通过岭形分布的隶属函数对三级子因素数据进行单因素通过预设的权重集中权重进行模糊评判，并根据模糊评价结果对二级因素、一级因素进行评价，得到最终船舶航行安全的评估值；S6、根据所述训练集，使用改进粒子群算法优化所述权重集中权重，得到优化后的权重；S7、将优化后的权重通过重复执行步骤S5对所述验证集进行模糊综合评估得到船舶安全评估分数真实值，通过安全评估分数与船舶安全评估分数真实值对比，分析评估误差。2.如权利要求1所述的船舶航行安全评估方法，其特征在于，所述步骤S4中量化赋值处理规则包括：将所述三级子因素数据按照风险程度由高到低划分为安全、较安全、一般、较危险、危险5个相对安全等级。3.如权利要求2所述的船舶航行安全评估方法，其特征在于，所述步骤S5包括：根据所述三级评价因素体系，通过隶属函数采用岭形分布对环境条件子因素进行单因素得到三级子因素数据评价矩阵，设置单因素权重集；通过三级单因素评价矩阵以及权重集进行模糊运算得到二级因素风险评价矩阵；通过所述二级因素风险评价矩阵以及权重集进行模糊运算得到一级因素风险评价矩阵；通过所述一级因素风险评价矩阵以及权重集得到最终环境条件评价矩阵；通过所述最终环境条件评价矩阵以及评分规则得到最终船舶航行安全的评估值。4.如权利要求3所述的船舶航行安全评估方法，其特征在于，对所述三级单因素评价矩阵R1以及所述权重集W1进行模糊运算得到船舶航行安全的二级因素风险评价矩阵U
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，运算公式如下：其中，b为二级因素风险评价矩阵U
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安全的隶属度值，进行模糊运算中模糊算子采用加权平均型，模糊算子如下：其中w
i
是第i个因素对应的权重，r
ij
是第i个因素对于j安全等级的隶属度，b
j
为第j安全等级的隶属度值。5.如权利要求4所述的船舶航行安全评估方法，其特征在于，所述步骤S6中改进粒子群算法的惯性权重采用随迭代次数线性减小的方式；在迭代开始时增大搜索范围，在迭代达到预设次数时惯性权重...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡卓，王舒萱，张华军，苏义鑫，张丹红，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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