船舶风险评估

船舶风险评估

学院建工学院

专业船舶与海洋工程年级2016级

姓名施冠羽

指导教师余建星

2016年12月12日

摘要

为了合理进行船舶风险评估,提出了一种基于模糊逻辑系统的船舶风险评估方法. 根据模糊逻辑系统的基本原理,建立了船舶风险评估的模糊逻辑模型;按照国家标准、规范,并结合经验建立了风险指标的模糊集合、风险矩阵及模糊规则,然后进行了模糊推理,得到了系统的风险等级,并制定了预防风险的措施。结合船舶风险评估的特点，选择适用于船舶定量风险评估的理论方法，建立了层次分析法与模糊综合评估法相结合的风险评估模型。

关键词：船舶工程; 模糊逻辑系统; 风险评估; 模糊规则；层次分析法

ABSTRACT

The paper proposes a new risk assessment method for marine engineering based on the fuzzy-logic system. According to the theory of the fuzzy-logic system, a

fuzzy-logic mode for risk assessment was set up. According to the national standards, rules and experiences, the paper presents the fuzzy risk variables sets, risk matrix and fuzzy rules, then makes fuzzy reasoning, and finds the risk level of the system, and takes some measures to avoid the risk. The theory method of quantitative risk assessment is selected, and the risk assessment model is established by the analytic hierarchy process and the fuzzy comprehensive evaluation method.

Key words: marine engineering; fuzzy-logic system; risk assessment; fuzzy rules;

AHP

目录

第一章模糊逻辑系统概述 (5)

1. 1 模糊规则库 (5)

1. 2 模糊推理机 (5)

1. 3 模糊化 (5)

1. 4 清晰化 (5)

第二章船舶系统风险评估的模糊逻辑模型 (6)

2. 1 风险指标的模糊集合 (6)

2. 2 风险评估模型的模糊规则 (7)

2. 3 船舶系统风险评估的流程 (7)

2. 4 基于风险等级的系统维护 (8)

第三章船舶风险评估指标 (8)

3.1 船舶评估指标权重 (8)

3.2 船舶评估指标隶属度 (10)

第四章结束语 (11)

第一章模糊逻辑系统概述

模糊逻辑系统[1 ,2 ,4 ] 是一个建立在知识库、模糊规则库基础上的逻辑推理系统,主要由模糊规则库、模糊推理机、模糊化和清晰化4 个部分组成,其信息处理流程如图1 所示. 文中仅讨论多输入单输出的模糊逻辑系统,多输出的模糊逻辑系统可分解为多个单输出系统来分析. 输入信号(风险参数) U = U1 ×U2 ×⋯×Un< Rn ,经系统处理后得到输出信号(即评估等级) V < R.

1. 1 模糊规则库

模糊规则库是模糊逻辑系统的核心,它由一系列IF2THEN 形式的模糊规则组成. 其格式为:

Ru( l) ∶IF x1 is Al1and ⋯and xn is A ln , THEN y is Bl (1)

式中: Ali( i = 1 ,2 , ⋯, n) ; Bl 分别为Ui< R 和V < R 对应的模糊集; x = ( x1 , x2 , ⋯, xn ) T ∈U ; y ∈V 分别表示模糊逻辑系统的输入变量和输出结果; l 表示模糊规则的序号,若共有M 条规则,则l = 1 ,2 , ⋯, M.

1. 2 模糊推理机

在模糊推理机中,利用模糊规则库中的IF2THEN 逻辑原理将输入信号U 对应的模糊集A l 映射到输出信号V 对应的模糊集B l . 输入信号U 对应的模糊集A l ,经模糊推理机处理后,得到输出信号对应的模糊集Bl :

μB l ( y) = max M l = 1 [ sup min (μA l x ∈U ( x) ,μA l1 ( x1 ) , ⋯,μA l n ( x n ) ,μB l ( y) ) ]M

1. 3 模糊化

模糊逻辑系统的输入信号是实数域变量或语言值变量,而模糊推理机只能处理模糊集信号,不能直接处理实数域信号,因此实数域的输入信号必须模糊化后才能进行模糊推理运算. 模糊化是将实数域变量x3 ∈U < Rn 映射到U 对应的模糊集A l 上.

1. 4 清晰化

清晰化是将输出信号V 对应的模糊集B l 映射到一个实点yΔ∈V . 为了使该点能够很好地反映模糊集Bl 代表的信息,本文采用中值法清晰化模糊集合. 对于同一模糊集上的模糊等级F1 , F2 , ⋯, Fm , 若其中值分别为y1 , y2 , ⋯, ym ,某输出信号对它们的隶属度分别为w1 , w2 , ⋯, wm ,则代表输出信号V 指标的实数值yΔ可以用下式计算得到:

yΔ = ( y1 w1 + y2 w2 + ⋯+ ymw m ) / ( w1 + w2 + ⋯+ wm ) (3)