[发明专利]一种基于改进雷达图的船舶动力系统综合评估方法

说明书

本发明属于船舶动力系统综合评估技术领域，具体是一种基于改进雷达图的船舶动力系统综合评估方法。包括数据预处理、确定指标权重、绘制改进的雷达图、提取特征向量几个基本步骤，本发明将指标权重引入雷达图法的评估分析中，增强评估的科学性；同时解决了传统雷达图不唯一的问题，改进后的雷达图法形象直观，结果简明、清晰，既可以对不同对象做横向比较，也可以对同一对象做不同时期的纵向比价，具有很好的适用性。

技术领域

本发明属于船舶动力系统综合评估技术领域，具体是一种基于改进雷达图的船舶动力 系统综合评估方法。

背景技术

船舶动力系统的综合评估，在船舶下水、新船交付、任务安排等工作中有着重要作用。 其评估方法的优劣，对全面、系统地掌握船舶动力系统的技术状态、性能、功能有着直接影 响。使用雷达图法完成上述工作是常用方法之一，雷达图法作为典型的图形评估法，其最大 的特点就是形象直观，既可以通过观察图形进行定性分析，又可以通过对图形的特征提取进 行定量分析。

利用雷达图进行综合评估的主要步骤是：首先，根据评估对象指标的数量和数值，绘制 雷达图，通过雷达图之间的对照比较，进行定性分析。然后，对雷达图进行特征(面积、周 长)提取，生成特征向量。面积反映了评估对象的整体优势，周长表征了各指标发展的均衡 性，即当面积一定时，周长越小，则雷达图形越近似于圆，各指标的值越趋于相等、平衡。最后，通过构造评估函数，并依据其值的大小进行定量分析，实现对各评估对象的综合评估。

但上述传统雷达图法存在两点不足：一是未考虑指标权重，二是当指标顺序改变后，绘 制的雷达图不唯一，这就造成了评估结果的不确定性，例如某次利用雷达图进行综合评估， 对于同样的指标数据(如图1所示)，因为指标顺序的不同，雷达图绘制出现了不同结果， 如图2、图3所示。

发明内容

本发明为了解决传统雷达图的不足，提出了一种改进的雷达图评估方法，考虑了指标 的权重因素和雷达图绘制的唯一性问题，增强了雷达图评估方法的科学性、准确性。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案：

一种基于改进雷达图的船舶动力系统综合评估方法，包括如下步骤：

步骤一：数据预处理，包括A1～A2：

A1.通过试验、理论评估、系统仿真等评估指标获取方法获取评估指标值，形成初始评估矩 阵X＝(x_ij)_m×n，其中，x_ij为第i评估对象的第j个指标值，m为评估对象的个数，n为指 标的个数。

A2.消除量纲影响。对初始评估矩阵X＝(x_ij)_m×n进行标准化处理，得到标准化评估矩阵 Z＝(z_ij)_m×n；记初始评估矩阵X中每列的最优值为采用线性尺度变化法对指标值进 行标准化：

基于该步骤，通过量纲的消除，排除了由于各指标量纲不同以及其数值数量级间的差 别带来的影响，避免了不合理现象的发生。

步骤二：确定指标权重；

步骤三：绘制改进的雷达图，包括B1～B4：

B1..根据指标权重，计算指标轴占据的扇形区域圆周角θj，其中θ_j＝2πω_j，ωj为指标的权 重，即第j项指标的权重；

B2..确定指标轴：作单位圆，从圆心作射线，从射线端点出发，依次作相邻角度θj的其余射 线，再依次以圆心与相邻射线端点作扇形的角平分线，以角平分线作为指标轴；

B3..根据处理后的指标值，在对应指标轴上标记，以圆心为起点，将指标值标记于指标轴上；

B4..以指标终点向相邻射线作垂线，形成的不规则多边形即为改进型雷达图；