[發明專利]基于混成式非序貫蒙特卡洛改進法的艦船IPS風險評估方法

在審

• 申請號: 202010475945.4
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111680410A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 李峻宇
• 申請（專利權）人: 武漢天富海科技發展有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F111/08
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 馬帥

本發明提供基于混成式非序貫蒙特卡洛改進法的艦船IPS風險評估方法，包括：設置艦船IPS的風險概率參數和電氣參數；設置蒙特卡洛模擬次數M；設置樣本概率密度函數的初值；利用等分散抽樣法隨機數任意生成一種艦船IPS的當前運行狀態并根據設置的艦船IPS的風險概率，并判斷艦船IPS當前運行狀態；采用潮流分析方法，計算艦船IPS當前運行狀態下的風險指標；根據艦船IPS當前運行狀態下的風險指標修正樣本概率密度函數；判斷修正后的樣本概率密度函數是否達到預設的精度或者蒙特卡洛模擬次數是否達到M。若是，則輸出風險指標R，并退出流程；否則，跳轉至步驟S104；本發明提供的方法有益效果是：實現過程相對簡單，在模擬次數較高的情況下具有更小的方差系數，保證了風險評估結果的準確性。

技術領域

本發明涉及電力系統評估領域，尤其涉及基于混成式非序貫蒙特卡洛改進 法的艦船IPS風險評估方法。

背景技術

隨著技術的發展以及中國綜合國力的提升，海洋安全問題越來越受到國家 的重視，同時優良的海上戰斗水平也是國家社會安全與經濟社會穩定持續發展 的重要保證。目前，各個發達以及發展中國家都在積極研發新式的軍用海洋設 備，如航母、軍艦和潛艇等，用以達到維護領海安全、保證海運事業順利進行 的目的。艦船IPS(Integrated PowerSystem，綜合電力系統)作為一種新興技術， 越來越受到西方海洋軍事大國的青睞與重視。

盡管艦船IPS因其高度集成化的拓撲結構、高度智能化的控制模式，催生 其旺盛的生命力與堅強的戰斗力，不過搭載綜合電力系統的艦船也會面臨更多 未知的風險，比如：(1)艦船設備各部分的元器件、各個單元及模塊的自身隨 機性失效導致的系統失效風險；(2)艦船運行過程中所面臨的溫度、濕度、風 暴、雨雪和海況等環境因素所引發系統失效風險；(3)人為操作失誤導致的系 統失效風險等。同時由于艦船作戰環境相比陸地電力系統而言更加惡劣，艦船 IPS風險導致的后果更加嚴重.所有這些勢必會對艦船綜合電力系統的風險評估 技術提出了更高的要求。傳統電力系統評估常用非序貫蒙特卡洛模擬法來模擬 系統運行狀態，但是由于此方法模擬的結果方差系數較大，模擬結果精度不夠 高，無法保證海軍在戰斗狀態下對艦船綜合電力系統的運行狀況有更好的掌握， 因此有必要對傳統非序貫蒙特卡洛模擬法進行改進，以求提高其模擬精度。

在模擬方法改進方面，國內外學者已經進行了相應的研究。其中，現有研 究大概有以下幾種：

1、結合可信性理論與狀態枚舉法，提出一種混合狀態模擬的方法；不過在 艦船綜合電力系統趨于復雜化的今天，狀態枚舉法無疑還是會額外增加計算量、 實時性會受到約束。

2、在抽樣時，利用選擇性解析的方法來提高抽樣的效率，降低模擬時間， 不過由于其評估結果的精度有所欠缺而限制其推廣。

3、對重要抽樣法進行了改進，提出了分裂最優乘子的方法，但是實現過程 較為復雜。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種混成式非序貫蒙特卡洛改進方法。該方法實 現過程相對簡單，在模擬次數較高的情況下具有更小的方差系數，保證了風險 評估結果的準確性。

本發明提供基于混成式非序貫蒙特卡洛改進法的艦船IPS風險評估方法， 包括以下：

S101：設置艦船IPS的風險概率參數和電氣參數；

S102：設置蒙特卡洛模擬次數M；

S103：設置樣本概率密度函數的初值；

S104：利用等分散抽樣法隨機數任意生成一種艦船IPS的當前運行狀態并 根據步驟S101中設置的艦船IPS的風險概率，并判斷艦船IPS當前運行狀態；

S105：采用潮流分析方法，計算艦船IPS當前運行狀態下的風險指標；

S106：根據艦船IPS當前運行狀態下的風險指標修正樣本概率密度函數；