[發明專利]一種基于變權重理論的高壓電纜施工作業3D仿真培訓系統可信度評估方法

在審

• 申請號: 201611116044.6
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106599432A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 吳倩;趙賢;林燕貞;喬卉;龔慶武
• 申請（專利權）人: 廣州供電局有限公司培訓與評價中心;武漢大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/06;G06Q50/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魯力

技術領域

本發明涉及高壓電纜施工作業3D仿真培訓系統可信度評估，尤其是涉及一種利用變權重理論的高壓電纜施工作業3D仿真培訓系統可信度評估。

背景技術

隨著計算機圖形技術和虛擬現實技術的迅速發展，仿真技術已廣泛應用在科學技術和生產生活的各個領域。為增強電力職工的技能和素質，提高電力企業對員工的培訓效率，采用虛擬現實技術的電力系統仿真培訓應運而生。而仿真可信度是評估仿真培訓系統仿真成功與否的重要指標。

在建模與仿真領域，仿真可信度的評估方法一般可以分為定量計算和定性分析。但是定量的方法大多忽略了專家的寶貴經驗，一般做理論分析；定性分析方法簡單易懂。可操作性強，但是受主觀因素影響比較大，應用效果受外界因素影響大。

針對在可信度評估過程出現的隨機的與模糊的不確定性，比如可信度評估模型中含有較多的定性指標，其定性指標的選擇以及建立需要改方面的專家經過商討確定，那么評估指標是否可以完全反映仿真系統的可信度有待商榷，再次專家的參與帶有較強的主觀色彩，而且不同人員判斷時，由于認識以及實地操作經驗的不同，得出來的結果也是千差萬別，而這些結果就是一個隨機過程。

層次分析法來確定各個因素的權重，再采用模糊評判法根據隸屬度最大原則求解可信度評估的結果，但是再計算各個評估指標的權重時采用的層次分析法需要專家的參與確定判斷矩陣，不可避免加入主觀因素，這樣得出來的結果主觀性較強，無法正確反映系統的可信度，而且需要考慮判斷矩陣的一致性。模糊評判理論對仿真培訓系統模糊評價的多級評估方法，但是采用常權重，沒有反映失真的評估指標在綜合評價中影響趨大的實際情況。相似理論來量化仿真系統的可信度原理是：將可信度評估指標量化成一個相似要素，若是評估過程伴隨模糊性，需要用模糊輪將可信度評估指標轉換成模糊相似元。但是模糊相似需要專家的參與，不可避免伴隨很大成分的主觀因素，并且對于配電網培訓仿真來說，其對應的實際系統評估指標太多，導致相似要素太多，給計算上帶來一定的難度，造成評估結果的失真。

發明內容

鑒于此，本專利采用梯形云模型計算評估指標對狀態的隸屬度，實現定性概念和定量概念之間的轉化，建立基于梯形云的隸屬度矩陣；針對3D仿真培訓系統可信度評估中極個別指標的嚴重失真而綜合評價卻無法靈敏做出反應的問題，本專利采用基于懲罰型狀態變權函數計算評估指標的權重，使得權重隨著評估指標評估結果的變化而變化；采用模糊加權算子計算仿真培訓系統可信度的評估結果，實現仿真培訓系統的可信度評估，最后以實際算例表明本專利提出的算法在仿真可信度評估應用中是可行的。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種基于變權重理論的高壓電纜施工作業3D仿真培訓系統可信度評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，高壓電纜施工作業3D仿真培訓系統可信度評估指標的選取，包括畫面元素，畫面質感、軟件的魯棒性等15個方面建立評估指標體系。

步驟2，采用梯形云模型計算可信度評估指標隸屬度，包括以下子步驟，分別是：

步驟A、計算梯形云的4個數字特征：期望值E_x1、E_x2、熵E_n和超熵H_e，即：

步驟B、計算可信度評估指標的隸屬度，包括：

定義畫面元素所處四個狀態，分別為：“優秀”，“良好”，“一般”，“不合格”。處于某一狀態的區間為(ab)，則畫面元素的正態云的表達式為

步驟3，基于改進模糊層次分析法計算可信度評估指標常權重以及局部懲罰-激勵型狀態變權函數計算可信度評估指標變權重。

步驟4，根據隸屬度最大原則計算模糊評判結果，模糊評判結果計算的表達式為

式中，w_i和r_ij分別為評價指標的權重和隸屬度。

對模糊評判結果做歸一化處理，即

在上述的一種基于變權重理論的高壓電纜施工作業3D仿真培訓系統可信度評估方法，所述的步驟3包含兩個子步驟，分別是：

步驟C、改進模糊層次分析法計算常權重，包括：

C.1采用0.1～0.9標度法，建立判斷矩陣；

C.2構造模糊判斷矩陣R；

C.3利用式子(6)求取各因素權重

式中w_i表示因素a_i的權重值，n為評價指標個數，a為調整參數，a＝(n-1)/2。