基于FAHP的舰船电力系统脆性分析

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基于元胞自动机的舰船电力系统脆性建模

基于元胞自动机的舰船电力系统脆性建模
朱志宇，刘维亭
（苏科技大学电子信息学院，苏镇江２２０）江江１０３
摘
要
为了分析复杂舰船电力系统的脆性，高系统的可靠性，提以及评价系统的脆性程度，于熵理论，出了基给
中图分类号：６５１Ｎ４．Ｕ６．；９１４
文献标识码：Ａ
１引言
复杂系统运行时，时常受到来自于系统外部和内部的各种干扰，由于系统自身的硬件与软件存在固
有缺陷，某些干扰可能会通过系统内部作用，到不同程度的传递和放大，至最后导致系统崩溃．得甚复杂系统的这种特性称之为脆性（ｒｔｎｓ）】］舰船电力系统是复杂系统，脆性是客观存在的，ＢｉｌｅｓＩ。ｔｅ其有必要
４卷９
第４（第１４期）期总８
中
国
造
船
Ｖｏ．９Ｎｏ４（ｅｉｌＮｏ．８ｊ４．Ｓｒａ１４）Ｄｅ．２８ｃ００
２０年１０８２月
ＳＨＩＢＵＩＰＬＤＩＮＧＯＦＣＨ１ＮＡ
文章编号：１０ — ８２２０）４０７ — ０００４８（０８０～０３０８
互作用，不需要建立和求解复杂的微分方程（只要确定简单得多的单元演化规则）从而具备了模拟复杂，
系统的能力。而脆性是复杂系统的一个抽象概念，因此本文基于元胞自动机理论，结合脆性理论，通过仿真试验，拟了复杂舰船电力系统在受到内外干扰后系统的脆性演变过程，模这对于脆性分析的实际应

基于改进型模糊层次分析法的舰艇生命力评估

基于改进型模糊层次分析法的舰艇生命力评估刘晋祥;金涛【摘要】For the complexity of ship systems, the total ship survivability assessment is required to be dealt with by evaluating separate subsystem or multi-level subsystems respectively, which are to get the complete description through a range of indices of these subsystems. Traditional method using fuzzy analytical hierarchy process (FAHP) in coping with this issue has two shortfalls, on the one hand it likely lead to incorrect calculation, while the other it is unable to calculate the weight of interrelated factors between different hierarchies, which limits the scope of the use of FAHP method. A hierarchy model was built by an improved analytical hierarchy process to determine the weight of interrelated factors, and the weight sequence of subsystems were obtained by calculation. An actual assessment demonstrated that the results could reflect the practical conditions of ship systems. Meanwhile, according to the calculated results , the weak links of the total ship survivability can be found, which provides a theoretical basis and method of decision-making for ship damage control operation.%由于舰艇系统的复杂性,对全舰进行生命力评估需要将其分解到下一级或几级具体的子系统,通过系统生命力指标得到全舰生命力的描述.传统的模糊层次分析法(FAHP)存在两个缺陷:一方面可能导致计算结果错误；另一方面也可能造成无法计算指标权重,使模糊层次分析法的使用范围受到限制.采用一种改进的模糊层次分析法,建立三角模糊判断矩阵,确定各层次间相关因素的权重,并计算得到各子系统的权重排序.实例证明,该模型的评估结果反映了舰船系统的实际工况.根据该模型计算的评估结果,可以更好地发现舰艇生命力系统的薄弱环节,为损管决策提供科学的理论依据和方法.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2011(006)004【总页数】5页(P67-71)【关键词】舰船生命力;评估;模糊层次分析法;损管决策【作者】刘晋祥;金涛【作者单位】海军工程大学舰艇安全技术系,湖北武汉430033;海军工程大学舰艇安全技术系,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】U674.7舰艇抵抗各种破损灾害，能够最大限度地保持和恢复其航行和作战的能力，称为“舰艇生命力”。

基于ANN的船舶电力系统脆性评估

基于ANN的船舶电力系统脆性评估船舶电力系统是指整个船舶所采用的电力设备和配套设备，包括船舶动力设备、自动控制设备、通信设备、照明设备和辅助电源等。

船舶电力系统在航行过程中起到至关重要的作用，故其健康状态的评估变得尤为重要。

而船舶电力系统的脆性评估是一种常用的评估手段。

船舶电力系统的脆性评估有多种方法，其中基于人工神经网络（ANN）的评估方法受到了广泛关注。

ANN方法可以模拟人类大脑的神经网络，模型中的参数可以通过机器学习算法不断地进行调整来提高评估精度，这就使得ANN具有更强的灵活性和适应性。

下面我们将详细介绍基于ANN的船舶电力系统脆性评估方法。

基于ANN的船舶电力系统脆性评估方法主要包括以下几个步骤：Step 1：确定评估指标评估指标是评估船舶电力系统脆性的关键。

通常情况下，船舶电力系统脆性评估的主要指标有三个：系统可靠性、系统稳定性和系统安全性。

系统可靠性主要包括系统的正常运行时间、失效率和平均故障间隔时间等；系统稳定性主要包括电压稳定度、电流稳定度、功率因数和频率等；系统安全性主要包括绝缘性能、漏电和短路等。

Step 2：收集数据为了进行船舶电力系统脆性评估，需要先收集相应的数据。

通常情况下，数据来源包括船舶电力系统的历史运行数据、设备手册、规范标准、相关文献等。

通过对以上数据的收集和整理，可以为后续的分析提供充分的数据基础。

Step 3：建立评估模型基于ANN的船舶电力系统脆性评估，需要先建立一个评估模型。

评估模型是指用于描述评估目标与评估指标之间关系的数学模型。

在建立评估模型时，需要考虑神经元数目、层数、激活函数、学习率等参数，并需要通过训练样本进行不断调整和优化。

Step 4：训练和验证在评估模型建立完成之后，需要通过训练和验证来评估其效果。

训练集和验证集的选择对评估结果至关重要。

训练集的选择应该充分考虑到数据集的代表性，验证集应该尽量避免与训练集重复。

通过对训练集进行训练，可以得到相关的参数，然后利用验证集对模型进行验证，检验模型的准确性和预测精度。

某舰艇电力系统可靠性分析与优化

某舰艇电力系统可靠性分析与优化第一章绪论随着现代战争的高科技化发展和实时信息化的需求，军舰的设计、建造及运用越来越依赖电子技术。

电力系统是军舰上最为重要和基础的系统之一，保证电力系统安全、可靠运行对于军舰的作战能力至关重要。

但是，在面临复杂多变的作战环境的同时，电力系统也将面临着各种可能发生的故障和隐患。

因此，本文针对某舰艇电力系统进行可靠性分析与优化。

第二章某舰艇电力系统分析某舰艇电力系统主要包括电源系统、配电系统、电动机驱动系统、保障系统等方面，系统构成较为复杂。

其中，电源系统主要包括主机发电机、备用发电机以及UPS 系统等；配电系统包括高中低压配电装置、配电盘等；电动机驱动系统主要包括主机驱动、舵机驱动、推进器驱动等。

在日常使用中，该系统应可靠、安全、高效地为军舰提供各种能量需求，确保电力系统连续供电，并维护电力系统的正常运行。

第三章某舰艇电力系统的可靠性分析电力系统可靠性建模是评估系统可靠性和对各类故障进行预测的重要手段。

本文采用《MIL-HDBK-338B》标准，对某舰艇电力系统进行了可靠性分析。

首先，对电力系统的结构进行拓扑分析，针对各个节点和元器件进行可靠性分析。

其次，识别电力系统的所有故障模式，分析其可能导致的影响。

然后，对故障模式的概率进行评估，分析每种故障模式对系统可靠性的影响。

最后，通过故障树分析方法，建立电力系统故障模式，计算系统各种故障模式的概率，定量化地评估电力系统的可靠性。

第四章某舰艇电力系统可靠性优化通过对可靠性分析结果的评估，本文发现某舰艇电力系统存在一些可靠性问题，如备用电源过于依赖主机发电机等。

针对这些问题，提出以下优化措施。

1. 提高备用电源的可靠性。

采用多个备用电源并行供电的方式，提高电源系统的可靠性。

2. 优化配电系统。

合理布置配电盘和高、中、低压电器装置，保证电器装置之间的相互独立性，减少互相干扰的可能性。

3. 采用双重电源供电保障系统。

确保电源、配电系统和保障系统均具有双冗余，通过双重电源保障系统实现全方位、全天候的电力保障。

基于fahp的舰员级维修能力评估研究

基于fahp的舰员级维修能力评估研究随着舰船建造和使用技术的不断发展，舰艇的维修保障工作也变得越来越重要。

维修保障工作需要有一支高水平的舰员队伍来保证舰船的正常运行，因此对舰员的维修能力评估显得非常重要。

本研究采用模糊层次分析法（FAHP）作为评估方法，建立了舰员维修能力评估指标体系。

首先，确定了评估指标体系的层次结构，包括目标层、准则层、指标层和子指标层。

其次，针对每个层次的指标，应用模糊数学方法进行模糊化处理，得到各指标的权重。

最后，通过对舰艇维修保障工作的实际情况进行案例分析，对舰员维修能力进行评估。

评估结果表明，舰员的工作经验和技能水平是影响维修能力的主要因素，而维修工具和设备的熟练使用、专业知识和沟通能力等因素也对维修能力有重要影响。

通过对舰员维修能力的评估，可以为舰艇维修保障工作提供科学的指导和决策支持。

本研究的贡献在于建立了一套适用于舰员维修能力评估的指标体系，为舰艇维修保障工作提供了科学的评估方法和决策支持。

未来的研究可以结合实际情况和需求，进一步完善指标体系，提高评估结果的准确性和可靠性。

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基于粒子群优化算法的船舶电力系统脆性分析

关键词：粒子群；优化算法；船舶；电力系统；脆性标识码：A
文章编号： 1672 – 7649(2019)11A – 0097 – 03
doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.11A.033
Brittleness analysis of ship power system based on particle swarm optimization algorithm
统的稳定性控制模型，构建船舶电力系统的稳定性控
收稿日期: 2019 – 09 – 04 作者简介: 邓涛 (1984 – )，男，讲师，研究方向为最优化理论及其应用。
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舰船科学技术
第 41 卷
制约束参量模型，以电机模型参数为控制对象，针对
船舶电力系统的单极性特点，以输出功率为约束对象，得到船舶电力系统中的能量开销为E j = ∑ C j(k) 2，
Key words: particle swarm optimization algorithm；ship；power system；brittleness；stability；
0 引言
船舶电力系统是保障船舶供电的重要装置，需要构建船舶电力系统的优化控制模型，结合对船舶电力系统的脆性分析和研究，实现对船舶电力系统的智能化控制，提高船舶电力系统的输出稳定性，研究船舶电力系统的脆性分析方法是建立在对系统参数模型分析和智能化调节基础上，结合对船舶电力系统的输出稳态性调节和参量的自整定性分析，结合输出功率和电压等参数的自适应调节模型，实现船舶电力系统的脆性分析和稳定性控制[1]。本文提出基于粒子群优化
算法的船舶电力系统脆性分析方法，构建船舶电力系统的稳定性控制约束参量模型，进行电力系统的参数分析和自动化调节，实现船舶电力系统脆性分析和稳定性控制。最后进行仿真实验分析，显示本文方法在提高船舶电力系统稳定性和鲁棒性方面的优越性能。

基于自组织临界性理论的船舶电力系统脆性分析

律分布图。表示崩溃规模即沙堆崩溃时沙粒出局的数量， Ⅳ（表示发生崩溃的次数。）
图１沙堆模型幂律分布图
２船舶电力系统自组织临界性脆性模型
船舶电力系统是由电网连接各子系统或节点所组成的复杂网络。船舶电力系统故障的成因比较复杂，各种原因都可能引起系统故障；如：原动机、发电机组件故障，负荷分配不合理，电网短路，过载起动等。这些故障都会引起系统的电压、电流和频率发生变化，从而导致系统潮流的重新分配。因此，船舶电力系统的自组织临界态的形成过程可以解释如下：在船舶电力系统中，当某～子系
船舶电力系统的白组织临界模型中共有／个节点，包括发电机Ｇ和负载Ｄ；令，＇／为时刻第ｆ个
节点实际注入的功率，则为ｔ时刻系统实际注入的功率矢量，有
＝
（，，，， …，）
．
（）３
系统中共有条传输线路；令Ｆｔ为时刻第，条线路上的实际潮流，则为ｔ时刻系统ｍ条传输线路上的潮流矢量，有
性发生的机理。
１自组织临界性理论
自组织临界（ｅ－ｒａｉｄｃｉｃｌｙＳＣ）的概念由Ｂｋ等人在１８ｓｌｏｇｎｚｒｉｉ，Ｏｆｅｔａｔａ９７年提出。自组织临界性
收稿日期：２１一１５０】；修改稿收稿日期：２１－０２０００１１－０基金项目：国家自然科学基金（０４０４；国防科工委预研基金项目（３２０１０）６９０３）Ａ８０６２２：江苏高校优势学科建设工程一期项目。

基于FAHP法的舰艇防空作战中电子战效能评估

ＡｂｔａｔＴｈｌｃｒｎｃｗａｆｒｆｉｉｎｙｏｈａａｈｐａｒｄｆｎｅｏｅａｉｎｉｏｅｏｈａｉｆｕｄｔｎｔａｓｒｃｅｅｅｔｏｉｒａｅｅｆｅｃｆｔｅｎｖｌｓｉｉｅｅｓｐｒｔＳｎｆｔｅｂｓｃｏｎａｉｈｔｃｏｏ
ｆｒｆｉｉｎｙｏｉｄｆｎｅｏｅａｉｎｂｈｏｙｏｕｚ．Ｔｈｅｓｉｕｏｔｙｂｏｄｆｒａｒｎｉｇｅｅｔｏｉｒａｅａｅｅｆｃｅｃｆａｒｅｅｓｐｒｔｏｙｔｅｒｆｆｚｙｅｉａｓｐｔｆｒｈｍａｅｇｏｏｒａｇｎｌｃｒｎｃｗａｆｒｄ
后运用模糊理论对防空作战中电子战效能进行综合评价，用于对防空作战中电子战作战效能进行排序及优化，为指挥员的
决策提供一定的量化分析和决策依据。关键词防空作战；电子战；战效能；作ＡＨＰ模糊理论；
Ｅ３．８５８中图分类号
ＥｌｃｒｎｃＷａｆｒｆｉｉｎｃａｕｔｏｆｔａａｅｔｏｉｒａｅＥｆｃｅｙＥｖｌａｉｎｏｈｅＮｖｌＳｈｉｒｐＡｉ
２１影响作战效能的主要因素．
防空作战首先建立在广泛的信息来源、畅通的资料传递、精确的情报处理，以及对敌信息封锁、制的压基础之上，种信息优势直接影响战前各种准备、这作战计划的制定和修改、战指挥效能的发挥。因作

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０引言
大型舰船电力系统本质上是一种高度非线性系
溃，即脆性是复杂系统的一个基本特性。由于舰船电力系统具有层次结构，而模糊层次分
析法的层次总排序实际上就给出了某一层的子系统相对于总目标的相对重要度排序。因此，以根据这可
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＩｈｓｐｐｒｎｔｉａｅ，ｗｅｆｒｔｔｍｅｕｅｃｍｐｌｘｓｓｅｂｒｔｅｅｓｔｔｄｒｈｐｅｅｔｃｐｗｅｓｉｓｏｉｅｙｔｍｉｔｎｓｏｓｕｙｗａｓｉｌｃｒｏｒｌｉ
个结果对舰船电力系统的脆性进行分析。
统，着电力推进方式和高性能武器的出现，随系统容
量以几何曲线上升，络拓扑结构越来越复杂，力网电
系统的规模越来越大，复杂程度越来越高。而舰船复杂电力系统难免要受到来自于系统外部和内部的干
ＷｅｏａｎｔｅｒｌｔｖｍｐｒａｅｄｇｅｒｅｅｔｒｏｈｕｓｓｅｏｒｈｐｅｅｔｃｐｗｅｙｔｍｙｂｔｉｈｅａｉｅｉｏｔｎｃｅｒｅｏｄｒｖｃｏｆｔｅｓｂｙｔｍｆｗａｓｉｌｃｒｏｒｓｓｅｂｉｔｅｍｅｈｄｏｈｔｏｆＦＡＨＰ．Ｗｅｆｎｈｅｂｔｌａｔｒｏｒａｄｗｎｏｒｔｌｎｓｎｄｐｒｖｄｎｉｐｒａｔｒｆｒｄｔｒｔｅｆｃｏｆｂｅｋｏｆｂｔｅｅｓａｏｉｅａｍｏｎｅｅ — ｉｉｉｔｅｃｏｄｃｓｏｍａｅ．ｎｅｔｅｉｉｎ— ｋｒＫｅｙｗｏｒ：ｄｓｆｚｙａａｙｉｉｒｒｈｒｃｓｕｚｎｌｔｈｅａｃｙｐｏｅｓ；ｂｔｌｎｅｓｗａｓｉｌｃｒｃｐｗｅｙｔｍｃｉｒｔｅｓ；ｒｈｐｅｅｔｏｒｓｓｅｉ
基于ＦＨＡＰ的舰船电力系统脆性分析
刘明，王德明，刘维亭
（苏科技大学，苏镇江２２０）江江１０３
摘要：首次将复杂系统脆性引用到舰船电力系统研究中，由于舰船电力系统是复杂系统，具有层次结构，因
此采用模糊层次分析法（Ａ）其进行脆性分析。由模糊层次分析法求得舰船电力系统各子系统的相对重要度排ＦＨＰ对序向量，出极易使舰船电力系统崩溃的脆性因素，决策者提供重要的参考依据。找为
关键词：模糊层次分析；性；船电力系统脆舰中图分类号：Ｕ６６５文献标识码：Ａ
ＴｈｅｂｒｔｌｎｌｓｓｏｈｅｗａｓｐｅｅｔｉｗｅｙｔｍｓｄｏｈｉｔｅａａｙｉｆｔｒｈｉｌｃｒｃｐｏｒｓｓｅｂａｅｎｔｅＦＡＨＰ
ａａｚｅｂｔｅｅｓｆａｈｐｅｅｔｃｐｗｒｙｔｍｗｔｔｅＦｚｙＡａｔｉａｃｙＰｏｅｓＦＨ）ｎｌｅｔｒｔｎｓｏｒｉｌｒｏｅｓｉｕｚｎｌｉＨｅｒｈｒｃｓ（ＡＰ．ｙｈｉｌｗｓｃｉｓｅｈｈｙｃｒ
维普资讯
第２９卷第４期
２０年８月０７
文章编号：６２— ６９２０）４— ０７—０１７７４（０Βιβλιοθήκη ７００５４舰船
科
学
技
术
Ｖｏ．９，Ｎｏ４１２．Ａｕ．，２０７ｇ０
ＳＩＨＰＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
扰，些干扰往往是不确定的，以预测的。同时，这难由
１脆性理论
脆性作为复杂系统的一个基本属性是最近提出
于复杂系统自身存在固有的缺陷，这些干扰很可能会使系统突然崩溃。在由大量的不同层次的子系统组
成的复杂系统内，由于１子系统崩溃而导致的连锁个
的，船电力系统是复杂系统，以其一定有其脆性。舰所
ｓｓｅ．Ｂｅａｅｗａｈｉｌｃｒｃｓｓｅｉｏｌｘｓｓｅ，ｉｈｓｈｅａｃｃｌｓｒｃｕｒ．Ｉｈｓｐｐｅ，ｗｅｙｔｍｃｕｓｒｐｅｅｔｙｔｍｓｃｍｐｅｙｔｍｓｉｔａｉｒｒｈｉａｔｕｔｅｎｔｉａｒ
ＬＩＭｉＵｎｇ，ＷＡＮＧ — ｎＤｅｍｉｇ，ＬＵｅ—ｉＩＷｉｔｎｇ
（ｉｎｓｎｖｒｔｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，Ｚｅｊｎ１０３ＣｉａＪｇｕＵｉｅｓｙｆｉｃｎｅｈｏｙｈｎｉｇ２２０，ｈｎ）ａｉＳｅｏａ