1.一種基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,包括以下步驟:
根據(jù)船舶碰撞歷史數(shù)據(jù),計(jì)算歷史碰撞概率,其中,所述船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)包括事故致因因素、船舶屬性、船舶流量、碰撞次數(shù)、歷史受傷人數(shù)和歷史死亡人數(shù)以及歷史財(cái)產(chǎn)損失的一種或多種的組合;
根據(jù)所述船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)和歷史碰撞概率,預(yù)測每一事故致因因素的發(fā)生次數(shù);
對(duì)船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)中的事故致因因素進(jìn)行主成分分析,并優(yōu)先提取貢獻(xiàn)率大的主成分;
根據(jù)主成分分析的結(jié)果對(duì)預(yù)測的事故致因因素進(jìn)行降維計(jì)算,并將降維計(jì)算的結(jié)果作為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,輸出碰撞概率的預(yù)測值;
對(duì)船舶屬性進(jìn)行等級(jí)劃分,采用事故序列的方法尋找頻繁項(xiàng)集,通過決策樹分析,尋找置信度高的事故序列,對(duì)頻繁發(fā)生且置信度高的事故序列的所有情況進(jìn)行排列組合;
將船舶屬性作為第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層,將決策樹分析得到的排列組合后的事故序列輸入到所述第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的碰撞后果;
根據(jù)碰撞概率的預(yù)測值和所述碰撞后果,計(jì)算得到船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,所述事故致因因素包括人為因素、船舶和設(shè)備因素、環(huán)境因素和管理因素的一種或多種的組合;所述船舶屬性包括船舶噸位、使用時(shí)間、配員數(shù)、行駛速度、船舶類型、船舶尺寸、碰撞夾角和碰撞位置的一種或多種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,所述預(yù)測每一事故致因因素的發(fā)生次數(shù),包括:
根據(jù)累積式自回歸移動(dòng)平均模型,對(duì)事故致因因素發(fā)生次數(shù)進(jìn)行預(yù)測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,所述對(duì)船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)中的事故致因因素進(jìn)行主成分分析,并優(yōu)先提取貢獻(xiàn)率大的主成分,包括:
對(duì)船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)中的所有事故致因因素采用主成分分析方法進(jìn)行簡化降維;
提取貢獻(xiàn)率大于或等于貢獻(xiàn)率閾值的主成分,其中,所述貢獻(xiàn)率閾值的取值介于75%至85%之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,根據(jù)主成分分析的結(jié)果對(duì)預(yù)測的事故致因因素進(jìn)行降維計(jì)算,并將降維計(jì)算的結(jié)果作為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,得到碰撞概率的預(yù)測值,包括:
第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)包括輸入層、隱藏層和輸出層;
將提取出的主成分作為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的參數(shù),將碰撞概率作為輸出層的參數(shù),根據(jù)主成分分析的結(jié)果,對(duì)預(yù)測的事故致因因素采用主成分分析法進(jìn)行降維計(jì)算,將計(jì)算得到的主成分作為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,根據(jù)輸入輸出模型、作用函數(shù)模型、誤差計(jì)算模型和自學(xué)習(xí)模型,計(jì)算得到碰撞概率的預(yù)測值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,所述碰撞后果包括受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,根據(jù)碰撞概率的預(yù)測值和所述碰撞后果,計(jì)算得到船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)之前,還包括:
對(duì)所述碰撞后果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理,用于消除量級(jí)和量綱的影響;
通過專家系統(tǒng)和模糊層次分析方法,確定碰撞后果中受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失的權(quán)重;
根據(jù)處理后的碰撞后果,以及受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失的權(quán)重,計(jì)算得到新的碰撞后果;
根據(jù)碰撞概率的預(yù)測值和所述碰撞后果,計(jì)算得到船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn),包括:
將碰撞概率的預(yù)測值和所述新的碰撞后果進(jìn)行乘積運(yùn)算,得到所述船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,對(duì)所述碰撞后果進(jìn)行無量綱化,包括:
根據(jù)特別重大事故受傷人數(shù)下限、特別重大事故死亡人數(shù)下限和經(jīng)濟(jì)損失下限,分別對(duì)受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理,消除量級(jí)和量綱的影響。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其特征在于,通過專家系統(tǒng)和模糊層次分析法,確定碰撞后果中受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失的權(quán)重,包括:
采用專家系統(tǒng)確定受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失的相對(duì)重要度,分別對(duì)其進(jìn)行模糊化,得到專家打分矩陣;
對(duì)專家打分矩陣求平均值,得到模糊因素判斷矩陣;
使用Buckley方法計(jì)算模糊權(quán)重矩陣;
去模糊化得到受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失的權(quán)重。
10.一種基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng),其特征在于,包括:
統(tǒng)計(jì)模塊,用于根據(jù)碰撞歷史數(shù)據(jù),計(jì)算歷史碰撞概率,其中,所述船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)包括事故致因因素、船舶屬性、船舶流量、碰撞次數(shù)、歷史受傷人數(shù)、歷史死亡人數(shù)以及歷史財(cái)產(chǎn)損失的一種或多種的組合;
預(yù)測模塊,用于根據(jù)所述船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)和歷史碰撞概率,預(yù)測每一事故致因因素的發(fā)生次數(shù);
主成分分析模塊,用于對(duì)船舶碰撞歷史數(shù)據(jù)中的事故致因因素進(jìn)行主成分分析,并優(yōu)先提取貢獻(xiàn)率大的主成分;
概率計(jì)算模塊,用于根據(jù)主成分分析的結(jié)果對(duì)預(yù)測的事故致因因素進(jìn)行降維計(jì)算,并將降維計(jì)算的結(jié)果作為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,得到碰撞概率的預(yù)測值;
組合模塊,用于對(duì)船舶屬性進(jìn)行等級(jí)劃分,采用事故序列的方法尋找頻繁項(xiàng)集,通過決策樹分析,尋找置信度高的事故序列,對(duì)頻繁發(fā)生且置信度高的事故序列的所有情況進(jìn)行排列組合;
后果計(jì)算模塊,用于將船舶屬性作為第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層,將決策樹分析得到的排列組合后的事故序列輸入到所述第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的碰撞后果;
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊,用于根據(jù)碰撞概率的預(yù)測值和所述碰撞后果,計(jì)算得到船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)。