一種基于d-s證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于信息處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于D-S證據(jù)理論對(duì)多種海洋環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境安全評(píng)估的基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法。本發(fā)明包括：計(jì)算機(jī)獲取海洋環(huán)境要素值，通過(guò)計(jì)算輸出各個(gè)海洋環(huán)境要素的基本概率賦值；計(jì)算機(jī)應(yīng)用D-S證據(jù)理論融合規(guī)則對(duì)步驟(1)中得到的基本概率賦值進(jìn)行融合，輸出融合后的基本概率賦值：計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。本發(fā)明提出的基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法，有效地解決了海洋環(huán)境安全評(píng)估問(wèn)題，能夠?yàn)闆Q策者提供合理的決策支持，提高船舶在大海中航行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信息處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于D-S證據(jù)理論對(duì)多種海洋環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境安全評(píng)估的基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著對(duì)海洋開(kāi)發(fā)的重視，各種新的技術(shù)和手段被用于海洋環(huán)境觀測(cè)和數(shù)據(jù)獲取，由此積累了大量的海洋環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)。海洋環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)是能夠反映海洋環(huán)境狀態(tài)的基本物理因素，它們對(duì)船舶航行的安全性、經(jīng)濟(jì)性等都有重大的影響。如何更加有效地利用這些數(shù)據(jù)，用于輔助船舶航行正逐漸成為研究的熱點(diǎn)。
[0003]海洋環(huán)境要素種類(lèi)繁多，其中對(duì)船舶航行影響較大的要素主要有海流、潮流、風(fēng)浪、涌浪和海風(fēng)。海流、潮流會(huì)影響船舶的航行速度，順流時(shí)可以增加船舶的航行航速，逆流時(shí)會(huì)使船舶的航行速度降低。此外，海流也會(huì)使船舶產(chǎn)生漂流現(xiàn)象，不利于船舶的停泊。風(fēng)浪、涌浪容易使船舶偏離航線，造成碰撞、觸礁等海上事故。大的風(fēng)浪還會(huì)使船舶發(fā)生強(qiáng)烈的搖擺現(xiàn)象，不僅影響船舶航速、航向的控制，而且也會(huì)大大降低船舶的操縱性和穩(wěn)定性，使船體和船上的貨物受到嚴(yán)重的損害。船舶航行時(shí)如果不能很好地規(guī)避大的風(fēng)浪，則容易被風(fēng)浪襲擊造成沉船事故。海風(fēng)是影響船舶在大海中航行最為重要的環(huán)境因素，順風(fēng)航行可增加船舶的航行速度，減少其航行時(shí)間，逆風(fēng)航行則迫使船舶加速前進(jìn)，浪費(fèi)燃料。當(dāng)風(fēng)力很大的時(shí)候，船舶的受損程度會(huì)非常嚴(yán)重，更為嚴(yán)重時(shí)還會(huì)有翻船的危險(xiǎn)。
[0004]由上可知，惡劣的海洋環(huán)境會(huì)增加船舶航行的危險(xiǎn)性，不利于船舶安全航行，嚴(yán)重時(shí)容易引發(fā)海上事故，造成不可估計(jì)的損失。因此，對(duì)海洋環(huán)境安全狀況進(jìn)行評(píng)估是非常有必要而且有意義的。目前，在海洋環(huán)境安全評(píng)估方面常用的方法有評(píng)分法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、概率風(fēng)險(xiǎn)法、灰色關(guān)聯(lián)法和模糊綜合法。評(píng)分法采用評(píng)價(jià)因素分?jǐn)?shù)求和的方式計(jì)算評(píng)價(jià)結(jié)果，很難客觀地反映實(shí)際情況。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法有其固有缺陷，如初始化參數(shù)的選取、需要大量的訓(xùn)練樣本等問(wèn)題。概率風(fēng)險(xiǎn)法是一種有效的評(píng)價(jià)方法，但其方法過(guò)于復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定的難度。灰色關(guān)聯(lián)法和模糊綜合法不僅有客觀數(shù)據(jù)為評(píng)價(jià)依據(jù)，而且還有專(zhuān)家對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀意見(jiàn)作參考，能夠很好地給出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，但有的時(shí)候由于評(píng)價(jià)指標(biāo)多、分析層次多會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量比較大，計(jì)算過(guò)程更為復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有方法的不足，根據(jù)海洋環(huán)境要素的特點(diǎn)，提出了一種為決策者充分利用有利的海洋環(huán)境，避開(kāi)危險(xiǎn)的海洋環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)，提高船舶在大海中航行的安全性和經(jīng)濟(jì)性的基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法，包括:
[0008](I)計(jì)算機(jī)獲取海洋環(huán)境要素值，通過(guò)計(jì)算輸出各個(gè)海洋環(huán)境要素的基本概率賦值:
[0009](1.1)確定海洋環(huán)境安全等級(jí)的識(shí)別框架:
[0010]將海洋環(huán)境安全等級(jí)劃分為很安全、較安全、一般安全、較危險(xiǎn)、很危險(xiǎn)5個(gè)安全等級(jí)，分別用Q1, θ2，θ3，θ4，05進(jìn)行表示，則海洋環(huán)境安全等級(jí)的識(shí)別框架ο =
{ 9 I, θ 2， θ 3， θ 4， θ 5}；
[0011](1.2)劃分海洋環(huán)境要素安全等級(jí)區(qū)間:
[0012]根據(jù)海洋環(huán)境要素自身的安全屬性，劃分海洋環(huán)境要素在識(shí)別框架下的安全等級(jí)區(qū)間；
[0013](1.3)根據(jù)海洋環(huán)境要素值的大小，計(jì)算對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的基本概率賦值:
[0014]當(dāng)海洋環(huán)境要素值屬于安全范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的基本概率賦值m( Θ J為:


}) — χ
m(().) =--- χ & safe，
[0015]λ , u-\-b { 、
Λ+ χ--?(χ — α)

2
[0016]當(dāng)海洋環(huán)境要素值屬于危險(xiǎn)范圍內(nèi)，安全等級(jí)的基本概率賦值Hi(Qi)為:
[0017]

-.V G dangerous, I Vds <.V < <7

Λ , a + b /r ,
Ifi(Oj) = - Λ + χ----.(￡> — x)，
1.V G dangerous, I Lv > (lr
[0018]其中，Θ i為海洋環(huán)境要素值所對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)，i = I或2，…，或η，χ是某時(shí)刻某位置的海洋環(huán)境要素值，safe是該海洋環(huán)境要素的安全范圍，dangerous是該海洋環(huán)境要素的危險(xiǎn)范圍，ds為最小危險(xiǎn)等級(jí)臨界值，d。為最大危險(xiǎn)等級(jí)臨界值，a, b為該海洋環(huán)境要素值所對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的區(qū)間端點(diǎn)，λ是調(diào)節(jié)參數(shù)，用來(lái)保證m( Θ J e [O, 1]，這里取λ=b_a ；
[0019](1.4)將其余安全等級(jí)的基本概率賦值πι(θρ)初始化為0，P = 1，2，...，η，但P^i;
[0020](1.5)計(jì)算不確定信息的基本概率賦值:
[0021]在步驟(1.3)中得到的基本概率賦值m( Θ J小于I，則將其余的值作為不確定信息賦給整個(gè)識(shí)別框架?，即不確定信息的基本概率賦值m(0)為:
[0022]m(0) = l-m( θ ^ ,
[0023](1.6)計(jì)算各個(gè)安全等級(jí)通過(guò)分配不確定信息得到的基本概率賦值:
[0024]將步驟(1.3)中得到的基本概率賦值m( Θ ,)作為組合權(quán)重，用來(lái)對(duì)比例信度轉(zhuǎn)換方法和比例似真度轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行線性組合，得出不確定信息分配給各個(gè)安全等級(jí)的基本概率賦值Hl(Qj) ’:
Iii(Oi)Pi(Oi)
m(0;)’ =" +(1-n).^ ' ]/--((-))，
[0025]LV Y, PKOi)
[0026]其中，a =111(0)4(0 P是由步驟(1.3)、步驟(1.4)中得到的各個(gè)安全等級(jí)Θ」的基本概率賦值，Ρ1(θρ是各個(gè)安全等級(jí)Θ ^在識(shí)別框架O中的似然度，j = 1，2，...，η，m(0)為不確定信息的基本概率賦值；
[0027]7)計(jì)算海洋環(huán)境要素最終的基本概率賦值:
[0028]海洋環(huán)境要素的基本概率賦值m( Θ j) "，j = I, 2，…，n，由步驟(1.3)、步驟(1.4)中得到的基本概率賦值與步驟(1.6)中得到的基本概率賦值m(ep’之和獲得，SP
[0029]m( Θ j) " = m( Θ j) +m( θ p '；
[0030](2)計(jì)算機(jī)應(yīng)用D-S證據(jù)理論融合規(guī)則對(duì)步驟(I)中得到的基本概率賦值進(jìn)行融合，輸出融合后的基本概率賦值:
[0031]由步驟(I)得到的基本概率賦值按照如下融合規(guī)則進(jìn)行融合，并將融合后的結(jié)果進(jìn)行輸出:
X] m(A丨.)ηι(βχ()…
[0032]O 4.^.HQ n..=S

?^Κ
[0033]其中，沖突系數(shù):
[0034]Κ= ΣB■■■.Ai riSf.nckn---—0
[0035](3)計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。
[0036]計(jì)算機(jī)對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果，是指計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則:最大的基本概率賦值對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)就是當(dāng)前海洋環(huán)境安全狀況的評(píng)估結(jié)果，對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出當(dāng)前海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0038]1.本發(fā)明提出的基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法，有效地解決了海洋環(huán)境安全評(píng)估問(wèn)題，能夠?yàn)闆Q策者提供合理的決策支持，提高船舶在大海中航行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
[0039]2.本發(fā)明根據(jù)海洋環(huán)境要素的特點(diǎn)，提出了海洋環(huán)境要素基本概率賦值的計(jì)算方法，為海洋環(huán)境安全評(píng)估提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
[0040]3.本發(fā)明提出了不確定信息分配方法，用其對(duì)不確定信息進(jìn)行處理，能夠合理分配不確定信息，增大確定性，降低決策風(fēng)險(xiǎn)。
[0041]4.本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，運(yùn)算簡(jiǎn)單，容易操作。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1為海洋環(huán)境安全評(píng)估流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0044]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法，該方法包括以下步驟:
[0045](I)計(jì)算機(jī)獲取海洋環(huán)境要素值，通過(guò)計(jì)算輸出各個(gè)海洋環(huán)境要素的基本概率賦值。具體步驟如下:
[0046]I)確定海洋環(huán)境安全等級(jí)的識(shí)別框架。
[0047]根據(jù)海洋環(huán)境的實(shí)際情況，將海洋環(huán)境安全等級(jí)劃分為很安全、較安全、一般安全、較危險(xiǎn)、很危險(xiǎn)5個(gè)安全等級(jí)，分別用Q1, θ2，θ3，θ4，05對(duì)它們進(jìn)行表示，則海洋環(huán)境安全等級(jí)的識(shí)別框架0 =
[0048]2)劃分海洋環(huán)境要素安全等級(jí)區(qū)間。
[0049]根據(jù)海洋環(huán)境要素自身的安全屬性，劃分海洋環(huán)境要素在識(shí)別框架下的安全等級(jí)區(qū)間。
[0050]3)根據(jù)海洋環(huán)境要素值的大小，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的基本概率賦值。
[0051]當(dāng)海洋環(huán)境要素值屬于安全范圍內(nèi)，其對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的基本概率賦值m( Θ J的計(jì)算公式如式(I)所示。
m(0) =----- xesafe(I)
[0052]、， a+b , 、
λ+ χ—..........^...........?(χ — a)
[0053]當(dāng)海洋環(huán)境要素值屬于危險(xiǎn)范圍內(nèi)，其對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的基本概率賦值m( Θ J的計(jì)算公式如式(2)所示。
[0054]
------.V G dangerous,且<.v < d(
Hi1i ) = ■ X+ χ-*(b -χ)(2)
1.V G dangerous, I L.v > (I1.
[0055]其中，Θ i為海洋環(huán)境要素值所對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)，i = I或2，…，或η，χ是某時(shí)刻某位置的海洋環(huán)境要素值，safe是該海洋環(huán)境要素的安全范圍，dangerous是該海洋環(huán)境要素的危險(xiǎn)范圍，ds為最小危險(xiǎn)等級(jí)臨界值，d。為最大危險(xiǎn)等級(jí)臨界值，a, b為該海洋環(huán)境要素值所對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的區(qū)間端點(diǎn)，λ是調(diào)節(jié)參數(shù)，用來(lái)保證m( Θ J e [O, 1]，這里取λ
—b—B ο
[0056]4)將其余安全等級(jí)的基本概率賦值m( θ p)初始化為O, P = 1，2，…，η,但p關(guān)i。
[0057]5)計(jì)算不確定信息的基本概率賦值。
[0058]由于不確定因素的存在，步驟3)中得到的基本概率賦值m( Θ J可能小于1，則將其余的值作為不確定信息賦給整個(gè)識(shí)別框架?，即不確定信息的基本概率賦值m(0)為:
[0059]m( Θ) = 1-1ii(Qi) (3)
[0060]6)計(jì)算各個(gè)安全等級(jí)通過(guò)分配不確定信息得到的基本概率賦值。
[0061]將步驟3)中得到的基本概率賦值m( θ J作為組合權(quán)重，用來(lái)對(duì)比例信度轉(zhuǎn)換方法和比例似真度轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行線性組合，得出不確定信息分配給各個(gè)安全等級(jí)的基本概率賦值m( θ ρ’，計(jì)算公式如式(4)所示。
m((l)Pl(0:),、
「o1 m(<) ) =[(y.^ J +(1-ο.).' ]/--((-))4)
[0062]、丨,1 Tmi0i)
[0063]其中，α = m( θ J，m( θ.)是由步驟3)、步驟4)中得到的各個(gè)安全等級(jí)θ j的基本概率賦值，Pl(Qj)是各個(gè)安全等級(jí)θ」在識(shí)別框架Θ中的似然度，j = l,2,-,n,m(0)為不確定信息的基本概率賦值。
[0064]7)計(jì)算海洋環(huán)境要素最終的基本概率賦值。
[0065]海洋環(huán)境要素最終的基本概率賦值πι(θ」)"，j = 1，2，...，n，由步驟3)、步驟4)中得到的基本概率賦值與步驟6)中得到的基本概率賦值m(ep’之和獲得，SP
[0066]m( Θ j) " = m( Θ j) +m( Θ p ’ (5)
[0067](2)計(jì)算機(jī)應(yīng)用D-S證據(jù)理論融合規(guī)則對(duì)步驟(I)中得到的基本概率賦值進(jìn)行融合，輸出融合后的基本概率賦值。融合規(guī)則如下:
_] /?7(S) =4n^nqn ^__(6)
' 'X-K
[0069]其中，沖突系數(shù):
[0070]Κ= Σ iniA^miB^miC,)...(7)


\Ckr\..-—φ
[0071](3)計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。
[0072]計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則:最大的基本概率賦值對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)就是當(dāng)前海洋環(huán)境安全狀況的評(píng)估結(jié)果，對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出當(dāng)前海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。
[0073]針對(duì)現(xiàn)有的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法的不足，結(jié)合海洋環(huán)境要素的特點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法，下面以海流、潮流、風(fēng)浪、涌浪和海風(fēng)要素為例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說(shuō)明。
[0074](I)計(jì)算機(jī)獲取海洋環(huán)境要素值，通過(guò)計(jì)算輸出各個(gè)海洋環(huán)境要素的基本概率賦值。
[0075]設(shè)計(jì)算機(jī)獲取某時(shí)刻某位置的海洋環(huán)境要素值如表I所示。
[0076]表I海洋環(huán)境要素值
[0077]
海流(m/s) 潮流(m/s) 風(fēng)浪(級(jí))涌浪(級(jí))海風(fēng)(級(jí))
1.20.75.05.07.0
[0078]根據(jù)海洋環(huán)境的實(shí)際情況，將海洋環(huán)境安全等級(jí)劃分為很安全、較安全、一般安全、較危險(xiǎn)、很危險(xiǎn)5個(gè)安全等級(jí)，分別用Q1, θ2，θ3，θ4，05對(duì)它們進(jìn)行表示，則海洋環(huán)境安全等級(jí)的識(shí)別框架0 =
[0079]在識(shí)別框架Θ下，海流、潮流、風(fēng)浪、涌浪和海風(fēng)的安全等級(jí)區(qū)間如表2所示。
[0080]表2安全等級(jí)區(qū)間
[0081] __很安全較安全一般安全較危險(xiǎn)很危險(xiǎn)海流(m/s) [0.0,1.0](1.0,2.0](2.0,3.0](3.0,4.0](4.0, +00)
潮流(m/s) [0.0, 1.0](1,0,2.0](2.0,3, O](3.0,4.0](4.0, +00)
風(fēng)浪(級(jí)) [0.0,2.0](2.0,3.0](3.0,4.0](4.0,6.0](6.0, +00)
涌浪(級(jí)) [0.0,2.0](2.0，3.0](3.0,4.0](4.0,6.0](6.0, +00)
海風(fēng)(級(jí)) [0.0,2.0](2 0,4.0](I O ? O](? υ 10.0](10.0, +οο)
[0082]海流要素基本概率賦值的計(jì)算過(guò)程如下:
[0083]由于海流值為1.2 e (1.0, 2.0]，屬于較安全等級(jí)，則將其帶入公式(I)，得出較安全等級(jí)Θ 2的基本概率賦值m( Θ 2) = 0.7547。
[0084]將其余的安全等級(jí)的基本概率賦值初始化為0，即很安全、一般安全、較危險(xiǎn)和很危險(xiǎn)等級(jí)的基本概率賦值分別為m( Θ J = O, m( Θ 3) = O, m( θ 4) = O, m( θ 5) =0。
[0085]按照公式(3)，得出不確定信息的基本概率賦值m(O) = 0.2453。
[0086]按照公式(4)，計(jì)算海流要素各個(gè)安全等級(jí)分配不確定信息m(0)上的基本概率賦值 m( Θ i)' , m ( Θ 2)' , m ( Θ 3)' , m ( Θ 4)' , m ( Θ 5)',計(jì)算結(jié)果如表 3 所示。
[0087]表3分配不確定信息得到的基本概率賦值
[0088]
Tn(Ol)' τη(θ2)' τη(θ3)' τη(θ4Υ τη(θ5)'
0.0075 0.2153 0.0075 0.0075 0.0075
[0089]按照公式(5)，計(jì)算海流要素最終的基本概率賦值m( Θ J "，m( Θ 2) "，m( Θ 3)"，m(04) " ,m(05)"，計(jì)算結(jié)果如表4所示。
[0090]表4海流要素的基本概率賦值
[0091]
Jn(Ol)'' m{02Y m(0^)" m(04)" πι(θ5)''
0.0075 0.9700 0.0075 0.0075 0.0075~
[0092]同理可計(jì)算出潮流、風(fēng)浪、涌浪和海風(fēng)要素的基本概率賦值如表5所示。
[0093]表5各個(gè)要素的基本概率賦值
[0094]

m(Wτη{θ2ΥTti(Oi)''ηι(β4Υηι(θ5)"
海流0.00750.97000.0075 0.00750.0075
潮流0.59480.10130.1013 0.10130.1013
風(fēng)浪0.04170.04170.0417 0.83320.0417
涌浪0.04170.04170.04170.83320.0417
海風(fēng)0_ 14220.14220.1422 0.43120.1422
[0095](2)計(jì)算機(jī)應(yīng)用D-S證據(jù)理論融合規(guī)則對(duì)步驟(I)中得到的基本概率賦值進(jìn)行融合，輸出融合后的基本概率賦值。
[0096]按照公式(6)和公式(7)對(duì)海流、潮流、風(fēng)浪、涌浪和海風(fēng)進(jìn)行融合，得出融合后的基本概率賦值如表 6 所不，其中，mAnB(.)、mAnBnc(.)、mAnBncnD(.)、mAnBncnDnE(.)分別表示海流和潮流融合后的結(jié)果，海流、潮流和風(fēng)浪融合后的結(jié)果，海流、潮流、風(fēng)浪和涌浪融合后的結(jié)果，海流、潮流、風(fēng)浪、涌浪和海風(fēng)融合后的結(jié)果，mAnBncnDnE(.)的結(jié)果也就是最終輸出的結(jié)果。
[0097]表6融合后的基本概率賦值
[0098]

O2θ3θ4 θ5~

m浦(.) 0.0425 0.9359 0.0072 0.0072 0.0072
mAnBnc(.) 0.0374 0.8234 0.0063 0.1266 0.0063
mA^enavA') 0.0110 0.2420 0.0019 0.7432 0.0019
mAnBncnDnEi') 0.0044 0.0964 0.0007 0.8978 0.0007
[0099](3)計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。
[0100]計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則:最大的基本概率賦值對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)就是當(dāng)前海洋環(huán)境安全狀況的評(píng)估結(jié)果，對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)最大的基本概率賦值為
0.8978，其對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)為較危險(xiǎn)，所以當(dāng)前的海洋環(huán)境安全狀況處于較危險(xiǎn)等級(jí)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法，其特征在于: (I)計(jì)算機(jī)獲取海洋環(huán)境要素值，通過(guò)計(jì)算輸出各個(gè)海洋環(huán)境要素的基本概率賦值: (1.1)確定海洋環(huán)境安全等級(jí)的識(shí)別框架: 將海洋環(huán)境安全等級(jí)劃分為很安全、較安全、一般安全、較危險(xiǎn)、很危險(xiǎn)5個(gè)安全等級(jí)，分別用Q1, θ2，θ3，θ4，05進(jìn)行表示，則海洋環(huán)境安全等級(jí)的識(shí)別框架θ =I 9 I, θ 2， θ 3， θ 4， θ 5}； (1.2)劃分海洋環(huán)境要素安全等級(jí)區(qū)間: 根據(jù)海洋環(huán)境要素自身的安全屬性，劃分海洋環(huán)境要素在識(shí)別框架下的安全等級(jí)區(qū)間； (1.3)根據(jù)海洋環(huán)境要素值的大小，計(jì)算對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的基本概率賦值: 當(dāng)海洋環(huán)境要素值屬于安全范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的基本概率賦值Hi(Qi)為:


Jy._ γ Iti1l)=-——— -..V G safe，
Λ+ χ—α^^.(χ — α)
2 ^ 當(dāng)海洋環(huán)境要素值屬于危險(xiǎn)范圍內(nèi)，安全等級(jí)的基本概率賦值Hl(Qi)為:


Y* _
-:-.V G dangerous, I U/、<.v < d
、， ct b /; 、ITi1i) = A + X--—.φ — χ)，1.r G dangerous, I Lv > (Ii 其中，Qi為海洋環(huán)境要素值所對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)，i = I或2，...，或n，X是某時(shí)刻某位置的海洋環(huán)境要素值，safe是該海洋環(huán)境要素的安全范圍，dangerous是該海洋環(huán)境要素的危險(xiǎn)范圍，ds為最小危險(xiǎn)等級(jí)臨界值，d。為最大危險(xiǎn)等級(jí)臨界值，a, b為該海洋環(huán)境要素值所對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)的區(qū)間端點(diǎn)，λ是調(diào)節(jié)參數(shù)，用來(lái)保證Hi(Qi) e [0，1]，這里取λ =b_a ； (1.4)將其余安全等級(jí)的基本概率賦值m( θ p)初始化為O, P = 1，2，…，η,但P關(guān)i ; (1.5)計(jì)算不確定信息的基本概率賦值: 在步驟(1.3)中得到的基本概率賦值m( Θ J小于1，則將其余的值作為不確定信息賦給整個(gè)識(shí)別框架?，即不確定信息的基本概率賦值m(0)為:m(0) = l-m( Θ J， (1.6)計(jì)算各個(gè)安全等級(jí)通過(guò)分配不確定信息得到的基本概率賦值: 將步驟(1.3)中得到的基本概率賦值Hi(Qi)作為組合權(quán)重，用來(lái)對(duì)比例信度轉(zhuǎn)換方法和比例似真度轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行線性組合，得出不確定信息分配給各個(gè)安全等級(jí)的基本概率賦值 πι(θ」)’:1n(Oi)Pl(Oj)
)' = ,‘、、+(1-η).]/?((-))，
07-€θ沒(méi)7.€<9 其中，α =Hi(Oi)jm(Oj)是由步驟(1.3)、步驟(1.4)中得到的各個(gè)安全等級(jí)Θ」的基本概率賦值，Pl(Qj)是各個(gè)安全等級(jí)Θ」在識(shí)別框架Θ中的似然度，j = l,2,-,n,m(0)為不確定信息的基本概率賦值； 7)計(jì)算海洋環(huán)境要素最終的基本概率賦值: 海洋環(huán)境要素的基本概率賦值Hi(Qj)"，j = 1，2，...，η，由步驟(1.3)、步驟(1.4)中得到的基本概率賦值πι(θρ與步驟(1.6)中得到的基本概率賦值πι(θρ’之和獲得，SP
Iii(Qj)" = m ( Θ j) +m ( Θ j)'； (2)計(jì)算機(jī)應(yīng)用D-S證據(jù)理論融合規(guī)則對(duì)步驟(I)中得到的基本概率賦值進(jìn)行融合，輸出融合后的基本概率賦值: 由步驟(I)得到的基本概率賦值按照如下融合規(guī)則進(jìn)行融合，并將融合后的結(jié)果進(jìn)行輸出:
Σ m( A1XBJm(Ct)-" =4「'W …=S-1-K 其中,沖突系數(shù): K =m{Aj)m{Bj)m{C, ).■.； (3)計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于D-S證據(jù)理論的海洋環(huán)境安全評(píng)估方法，其特征在于:所述的計(jì)算機(jī)對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果，是指計(jì)算機(jī)根據(jù)決策規(guī)則:最大的基本概率賦值對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)就是當(dāng)前海洋環(huán)境安全狀況的評(píng)估結(jié)果，對(duì)融合后的基本概率賦值進(jìn)行判斷，輸出當(dāng)前海洋環(huán)境安全評(píng)估結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104134004SQ201410373172
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】趙玉新, 賈韌鋒, 張靖靖, 陳立娟, 李旺, 吳迪, 杜雪, 常帥, 劉廠 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)