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上，層次分析法船舶維修風險量化評估建模，結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

船舶運行中的保養維修作用重大，在船舶維修保養過程中，風險評估作為關鍵環境，需要怎樣準確、科學地評估船舶維修風險，在現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應用為主，結合收集的歷史資料建立船舶維修歷史資料專家庫，評估未來的船舶維修風險，這種分析方法無法保證評估結果的穩定性[2]。定量評估分析中采用神經網絡的船舶維修風險評估，能夠模擬人體大腦伸進系統，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明顯更優，但是對于現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具體評估指標的一種方法，能夠對各指標存在內在關聯充分考慮，有較好評估安全穩定性，對各評估指標權重完成計算。圖1為層次分析法的計算結構[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重排序，該過程作為最高至最低逐層完成。假若A層次內共計含有因素共m個（），那么總層次的單排序權重各自為（），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層次的單排序權重（），這時B層的各風險元素相較層單排序，各自權重為，如果兩元素之間并無明顯聯系，可得。這種情況下在風險B層次為總權重向量，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重排序，這樣也就實現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神經網絡作為廣泛應用性能優異的前饋神經網絡，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神經網絡初始模型結構，例如各層節點數。

（2）神經網絡將各評估指標作為輸入向量，處理BP神經網絡輸入層數據如下[7]：

（3）對輸入層作激活處理公式如下：

（4）對評估結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）計算神經網絡隱含層、輸出層的兩節點連接權和閾值公式如下：

（6）最終可得輸出評估結果公式：

（7）假若根據如上步驟最終評估船舶維修風險量化結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，建立RBF神經網絡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，經過調查咨詢項目有關專家人員，構建層次分析法判斷矩陣，之后根據以上步驟完成各層相對權重發現向量計算，之后根據原始風險判斷矩陣，以及計算所獲的各層相對權重向量的最終結果，以及最低層較其他指標層的權重排序向量，計算所獲目標層、準則層結果如下：

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樣本數據收集后，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仿真結果

通過運用全部方法學習船舶維修風險量化評估樣本，構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）。根據表3能夠發現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果的優越可行性。

4結語

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，建立RBF神經網絡船舶維修風險評估模型。經過本研究發現，層次分析法船舶維修風險量化評估建模，結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，能夠對船舶維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：

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[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，2018，40（22）：46-48.