船舶維修風險量化評估的層次分析法應用

田玉杰

摘 要：本文考慮到影響船舶維修風險的多因素，采用層次分析法展開對船舶維修風險量化評估，在對層次分析法概述基礎(chǔ)上，層次分析法船舶維修風險量化評估建模，結(jié)合仿真分析劃分船舶維修風險定級，分析量化評估樣本獲得仿真結(jié)果，得出了船舶維修風險評估運用層次分析法可以在95%以上，較船舶維修風險評估在實際應用的要求更高。

關(guān)鍵詞：船舶維修;風險量化評估;層次分析法

中圖分類號：U672.7+1? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）03-0098-03

船舶運行中的保養(yǎng)維修作用重大，在船舶維修保養(yǎng)過程中，風險評估作為關(guān)鍵環(huán)境，需要怎樣準確、科學地評估船舶維修風險，在現(xiàn)有研究中有學者展開對多種有效船舶維修風險評估方法研究，分類為定量、定性兩種風險評估法[1]。在定性分析中以專家系統(tǒng)應用為主，結(jié)合收集的歷史資料建立船舶維修歷史資料專家?guī)欤u估未來的船舶維修風險，這種分析方法無法保證評估結(jié)果的穩(wěn)定性[2]。定量評估分析中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶維修風險評估，能夠模擬人體大腦伸進系統(tǒng)，建立船舶維修風險評估模型，運用這種方法的維修風險評估效果最終較專家系統(tǒng)明顯更優(yōu)，但是對于現(xiàn)有研究中存在如何確定船舶維修風險量化評估等問題[3]，本文將引用層次分析法展開對船舶維修風險量化評估研究。

1層次分析法

層次分析法作為可以量化處理評估系統(tǒng)具體評估指標的一種方法，能夠?qū)Ω髦笜舜嬖趦?nèi)在關(guān)聯(lián)充分考慮，有較好評估安全穩(wěn)定性，對各評估指標權(quán)重完成計算。圖1為層次分析法的計算結(jié)構(gòu)[4]。

基于各風險因素fuzzy對比判斷矩陣所得風險指標單排序基礎(chǔ)上展開進一步計算，為了對比獲得的相同層次全部評估指標元素，相較船舶維修最高層的風險因素重要性，需要基于單排序基礎(chǔ)上完成全部船舶維修風險的因素排序。就是說對同層次元素，各自相較船舶維修風險評估目標層的相對重要性權(quán)重排序，該過程作為最高至最低逐層完成。假若A層次內(nèi)共計含有因素共m個（），那么總層次的單排序權(quán)重各自為（），B作為A層的下一個層次，共計包含n個因素表示為（），相較A層次的單排序權(quán)重（），這時B層的各風險元素相較層單排序，各自權(quán)重為，如果兩元素之間并無明顯聯(lián)系，可得。這種情況下在風險B層次為總權(quán)重向量，可得公式。對以上過程逐一重復直至最低層，所獲全部風險因素相較船舶維修風險目標層的相應權(quán)重排序，這樣也就實現(xiàn)了全部風險因素重要性排序[5]。

2基于層次分析法船舶維修風險量化評估

2.1確定風險評估指標權(quán)重

本文對船舶維修風險量化評估采用層次分析法，步驟如下：

（1）首先對評估目標函數(shù)確定;

（2）建立評估指標集合;

（3）建立評估判斷矩陣

（4）確定評估指標權(quán)重，完成鉅元素總和計算處理如下：

（5）計算基于的最大特征值，可得公式如下：

（6）進行評估指標CI一致性檢驗可得[6]

2.2建立船舶維修風險量化評估模型

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為廣泛應用性能優(yōu)異的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，本部分建立本文研究的船舶維修風險量化評估模型，步驟包括如下：

（1）建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始模型結(jié)構(gòu)，例如各層節(jié)點數(shù)。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將各評估指標作為輸入向量，處理BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層數(shù)據(jù)如下[7]：

（3）對輸入層作激活處理公式如下：

（4）對評估結(jié)果所獲實際值和期望值之間存在誤差進行計算，公式如下：

（5）計算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層、輸出層的兩節(jié)點連接權(quán)和閾值公式如下：

（6）最終可得輸出評估結(jié)果公式：

（7）假若根據(jù)如上步驟最終評估船舶維修風險量化結(jié)果并未滿足實際應用所需，直至滿足實際應用所需。

3仿真分析

3.1劃分船舶維修風險定級

為了運用層次分析法評估船舶維修風險，作為劃分的風險等級，選擇專家系統(tǒng)，建立RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)船舶維修風險評估模型（見表1）。首先建立不同層次原始風險判斷矩陣，經(jīng)過調(diào)查咨詢項目有關(guān)專家人員，構(gòu)建層次分析法判斷矩陣，之后根據(jù)以上步驟完成各層相對權(quán)重發(fā)現(xiàn)向量計算，之后根據(jù)原始風險判斷矩陣，以及計算所獲的各層相對權(quán)重向量的最終結(jié)果，以及最低層較其他指標層的權(quán)重排序向量，計算所獲目標層、準則層結(jié)果如下：

3.2船舶維修風險評估樣本

作為對船舶維修風險量化中等級相關(guān)樣本數(shù)據(jù)收集后，在評估船舶維修風險中，訓練和測試樣本比例為3：1（見表2）。

3.3仿真結(jié)果

通過運用全部方法學習船舶維修風險量化評估樣本，構(gòu)建船舶維修風險量化評估模型，評估測試樣本可得評估風險精度（見表3）。根據(jù)表3能夠發(fā)現(xiàn)船舶維修風險評估層次分析法相較另外兩種，獲得更高的船舶維修風險評估精準度，低、中等、較高與高風險等級均超過了95%精準度，證實了本文提出層次分析法應用，能夠滿足船舶維修風險評估的工作所需，也證實了本研究最終結(jié)果的優(yōu)越可行性。

4結(jié)語

本文為了對船舶維修風險進行分析，提出層次分析法，選擇專家系統(tǒng)，建立RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)船舶維修風險評估模型。經(jīng)過本研究發(fā)現(xiàn)，層次分析法船舶維修風險量化評估建模，結(jié)合仿真分析劃分船舶維修風險定級，本文提出方法的評估精度在95%以上，較船舶維修風險評估在實際應用的要求更高，能夠?qū)Υ熬S修風險問題在未來的變化趨勢達到綜合分析，很大程度提升了船舶維修風險的量化評估整體精度，所以應用前景尤為廣泛。

參考文獻：

[1]張桓榮，高博.超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)風險量化評估方法[J]. 航空計算技術(shù)，2018，48（03）：86-89+94.

[2]李文明，崔猛.基于層次分析法的船舶管理公司安全管理水平評價研究[J].北部灣大學學報，2019，034（010）：1-7.

[3]徐偉，黃學鵬.層次化動態(tài)網(wǎng)絡(luò)入侵風險量化評估仿真研究[J].計算機仿真，2018，035（004）：408-411，466.

[4]李瑋，黃秀彬，信博翔，等.基于層次分析的客服中心實時數(shù)據(jù)流自動監(jiān)測方法[J].自動化與儀器儀表，2020（1）：193-196.

[5]肖裕紅，劉春鳳，史慕麗.護理風險量化評估法及改進在護理安全管理中的應用[J].護理實踐與研究，2018，015（006）：127-129.

[6]唐東帆，韓懿.基于層次分析-模糊綜合評價的海員能力評估模型[J].上海船舶運輸科學研究所學報，2020， v.43;No.99（01）：68-73.

[7]董海亮，王宏波，董亞力.層次分析法和極限學習機的船舶通航風險評估模型[J].艦船科學技術(shù)，2018，40（22）：46-48.