[發明專利]基于ER規則的船舶電力推進系統關鍵功能單元辨識方法

有效

• 申請號: 202010877992.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112001124B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 章振杰;胡家豪;高海波;馬楓;徐曉濱
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學;武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F18/25;G06N20/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明涉及一種基于ER規則的船舶電力推進系統關鍵功能單元辨識方法。本發明首先基于復雜網絡對船舶電力推進系統進行抽象化建模，構建系統級復雜網絡，并將其劃分成多個模塊級子網絡。其次，分別計算系統級網絡與模塊級子網絡的多個節點重要度指標，并轉化為證據。然后，通過計算證據之間的支持度得到證據重要性權重，利用證據源的波動計算得到證據可靠性因子，進而通過ER規則將多個證據進行融合，得到融合后的證據。最后，建立節點重要度排序評價函數，得到節點的綜合重要度。本發明在復雜網絡的基礎上進行船舶電力推進系統關鍵功能單元的評估，利用多指標的證據融合與多粒度評價提高了船舶電力推進系統的關鍵功能單元辨識的準確性。

技術領域

本發明涉及一種基于ER規則的船舶電力推進系統關鍵功能單元辨識方法，屬于船舶電力推進系統評估領域。

背景技術

船舶電力推進系統是現代船舶最核心的系統之一，其結構復雜，功能單元眾多，主要由發電機、斷路器、變頻器、變壓器、電動機、螺旋槳、控制系統等組成；各功能單元之間通過介質耦合關系實現聯動工作，原動機主要通過柴油機或燃氣輪機帶動發電機發電，配電板將所發出的電進行用電分配后，傳輸給變壓器進行調壓，再輸送至變頻器進行整流、逆變，最終將電能傳送給電動機帶動螺旋槳推進船舶航行。在惡劣的海況條件下，若船舶電力推進系統發生故障，船舶可能會陷入癱瘓狀態，為此，通常需要對其進行狀態監測。然而，對所有功能單元進行監測成本較高，采集的數據量大，實施可操作性差。一個可行的方法是對關鍵功能單元進行重點監測。因此，本發明致力于找出船舶電力推進系統的關鍵功能單元，為有效降低該類復雜系統的監測維護成本提供依據與參考。

復雜網絡作為一種新興的理論工具，能夠對復雜系統進行抽象建模，并通過分析網絡特性，找出關鍵節點。因此，采用復雜網絡對船舶電力推進系統進行建模與分析，利用復雜網絡節點重要度評估手段，可以找出關鍵功能單元。由于復雜網絡節點重要度評價指標眾多，如何充分利用這些指標，提高評估決策的精確性至關重要。證據推理規則能夠將各類信息(指標)轉化為證據，并通過一定的規則進行有效融合，提高了決策的準確性。因此，本發明提出了一種基于證據推理規則的船舶電力推進系統關鍵功能單元辨識方法。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種基于ER規則的船舶電力推進系統關鍵功能單元辨識方法。

本發明首先基于復雜網絡對船舶電力推進系統進行抽象化建模，構建系統級復雜網絡，利用Newman快速算法將其劃分成多個模塊級子網絡。其次，分別計算系統級網絡與模塊級子網絡的多個節點重要度指標，并轉化為證據(信度函數)，然后，通過計算證據之間的支持度得到證據重要性權重，利用證據源的波動計算得到證據可靠性因子，進而通過ER規則將多個證據進行融合，得到融合后的證據。最后，根據證據建立節點重要度排序評價函數，基于此得到系統級網絡與模塊級網絡的節點重要度排序，得到節點的綜合重要度。本發明在復雜網絡的基礎上進行船舶電力推進系統關鍵功能單元的評估，利用多指標的證據融合與多粒度評價提高了船舶電力推進系統的關鍵功能單元辨識的準確性。

本發明包括以下步驟：

(1)對船舶電力推進系統進行抽象化建模，以各功能單元為節點，功能單元之間的關系為邊，構建得到系統級復雜網絡Net^system＝{E,V}，其中，E表示邊集合，V表示節點集合。

(2)利用Newman快速算法將系統級網絡進行社團劃分，得到C個模塊級子網絡Net^moudle1，Net^moudle2，…，Net^moudleC。

(3)分別計算系統級網絡與模塊級網絡中各個節點的節點重要度指標，包括：度中心性C_D、特征向量中心性C_E、介數中心性C_B和接近度中心性C_c，其中節點v_i的各項指標計算如下所示：

度中心性計算：