船舶安全等級模糊綜合評價

2021-06-26 01:06:18 字數 2204 閱讀 8665

一、引言

船舶評定安全等級牽涉到諸多因素,而船舶安全檢查情況是評定船舶安全狀況的乙個核心指標。

二、模糊綜合評判的建模方法

(1)建立因素集。因素集是影響評判物件的各種因素所組成的乙個普通集合。即u=,其中ui代表各個影響因素。

依據船舶安全檢查通知書中的內容,分為「航行安全」、「救生裝置」、「消防裝置」等13個檢查專案,這些大專案即為第一級影響因素;我們再將這13個檢查大專案按照其檢查屬性進行歸類,可分為「證書類」、「裝置類」、「操作性檢查」這三類,構成第二級影響因素,這就形成了船舶安全檢查狀況的二級模糊因素集,示意圖如下:

(2)建立權重集。在上述的各因素集中,各因素的重要程度不同,而這些因素的重要性、影響性只能做出乙個定性的分析,難以作出量化,所以有必要將這些定性的分析,應用模糊數學的方法轉化為定量值。權重的分配可以採用經驗法、集值統計和專家意見確定。

(3)建立評判集。評判集是由評判者對評判物件可能作出的各種總的評判結果所組成的集合,通常表示為v=其中各元素vi即代表了各種可能的評判結果。由於我們把評判物件分為兩級,所以評判集有兩個,第乙個是各檢查專案和類別的評判等級標準,可分為三個等級,即一類安全狀態(在評判的時限範圍內沒有出現過缺陷)、二類安全狀態(在評判的時限範圍內出現過一般嚴重缺陷)、三類安全狀態(在評判的時限範圍內出現過導致滯留等特別嚴重缺陷);第二個是船舶最終的安全檢查狀況評判等級標準,即a類船舶(安全狀況良好)、b類船舶(安全狀況一般)、c類船舶(安全狀況不良);

(4)模糊綜合評判。首先進行單因素評判,即單獨從乙個因素出發進行評判,以確定評判物件相對評判集中元素的隸屬程度,稱為單因素評判,其評判矩陣記作

因此,首先對每個檢查大專案因素進行綜合評判,根據其權重乘上其評判集,得到其綜合評判。但是,單因素綜合評判,只是計及乙個因素對評判集的影響,是不全面的,所以我們要考慮所有因素的綜合影響,才能得出合理的評判結果,所以再進行三個檢查類別的第二級綜合評判,得出船舶最後的安全狀況評價,這就是模糊綜合評判,採取b=a*r的計算模式,是權重向量a和單因素評判矩陣r的合成,其公式可以表示為

b=a*r=*=

其中,bj稱為評判模糊綜合評判指標,其含義為綜合考慮所有的因素影響後,被評判物件對評判集中第j個元素的隸屬度。

三、船舶安全檢查模糊綜合評判的實現

(一) 評價體系的建立

影響船舶評級的各種評價指標組成因素集u=,其中ui(x)為船舶某個檢查大專案因素,x為反映該因素缺陷程度的分值。假設u1(x)為救生裝置因素,x為反映救生裝置安全狀態的分值,由評級人員根據「船舶動態管理系統」中該船檢查歷史資料及上次評級後該船是否出現過該因素的缺陷情況並結合經驗給出分值。當該救生裝置因素完全正常時取65≤x≤100,對應一類執行狀態;當該因素基本正常時,取35≤x<65,對應於二類執行狀態,當該因素不能正常執行並威脅船舶與人命安全時,取0≤x<35,對應三類執行狀態。

評判集由救生裝置的等級組成,即一類、二類、三類,記為v=。

(二)隸屬函式的建立

根據前面的描述可知,x為反映因素缺陷程度的分值,其值的不同區間對應了不同的等級,為了簡便起見,將x的取值範圍定為。被評判物件按照因素集中每乙個因素ui(x)對評判集中三個等級的隸屬程度rij(ri=)與x的值有關,建立如下的隸屬度函式解析式

(1) 當0≤x<35時2)當35≤x≤50時

(3)當50<x≤65時4)當65<x≤100時

當給x定後,可以用公式求出某乙個因素對各等級的隸屬程度,並且由此確定模糊函式的關係矩陣r。

(三)例項分析

假設一艘船舶在評判的時限內經船舶安全檢查後,「船舶裝置類」得到的評級因素集為u=(90,82,80,70,75,60,80,70,90),

設a=(0.2,0.2,0.15,0.1,0.1,0.1,0.05,0.05,0.05),

由上述公式(1)-(4)得到進而得到

由此計算得出,歸一化得到b = a*r=,採用加權平均法,將評判集量化,由於隸屬度函式的分界點為35,50,65,於是得到v==,由此得到的評價結果v=0.69*80+0.31*50=70.

7>65,

評判結果為該船舶的「船舶裝置類」屬於一類安全狀態。同理,在對其他分因素如「證書類」和「操作性檢查類」進行等級評定之後(計算機取相應的量化分值),利用以上的步驟,計算出某艘船舶安全檢查狀況的綜合評分,給出全船的評定等級,評定結果作為海事機構對船舶進行選船檢查和船舶安全等級評定的基礎資料。

六、應用前景

採用模糊綜合評判法對船舶安全檢查狀況進行評價,可以解決船舶安全評價中的非精確問題,將模糊資訊加以量化,使得定性評判變為定量評判,減小了主觀判斷帶來的差異,為船舶安全等級的評定提供了依據。

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