基于云模型的船舶电子电气员胜任力综合评价方法

基于云模型的船舶电子电气员胜任力综合评价 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 基于云模型的船舶电子电气员胜任力综合 评价方法 总第200期 2011年第2期 舰船电子工程 ShipElectronicEngineering Vo1.31No.2 113 基于云模型的船舶电子电气员胜任力综合评价方法 李沁生于家凤 (江苏海事职业技术学院轮机工程系南京211170) 摘要介绍了正向云的数字特征,将正向云以及云的加法和乘法运算应用到船舶电子电气员胜任力综合评价中.根 据相关文献,建立了船舶电子电气员胜任力的多层次评价体系,结合专家打分法给出指标的定性权重和评价语,利用正向云 算法将其转换为云的数字特征,通过运算得出系统顶层指标的定量评估值,最后再将其转换为符合人习惯的定性评价. 关键词云模型;多层次体系;综合评价;电子电气员;胜任力 中图分类号0236 Electronic-TechnicalOfficerCompetencyComprehensive EvaluationMethodBasedonCloudModel LiQinshengYuJiafeng (JiangsuMaritimeInstitute,Nanjing211170) AbstractThenumbercharactersandmultiplicationandsumalgorithm,forwardcloudmodel,whichareappliedinthe comprehensiveevaluationofElectronic—TechnicalOfficer(ETO)compete ncymultilevelsystemareintroduced.Accordingto relateddocuments,theevaluationsystemofETOcompetencymultilevelsystemisconstructed,andthequalitativeweight andevaluativedescriptionaregivenbyDelphitechnique.Throughtheforwardcloudalgorithm,thequalitativeweightand evaluativedescriptionaretransformedtonumbercharacters.Thenthequantitativeevaluationvalueoftoplevelinsystemis gotten.Finally,thequantitativeevaluationvalueistransformedtoqualitativeevaluationconclusionwhichcoincideswith people’Scustom. KeyWordscloudmodel,multilevelsystem,comprehensiveevaluation,ETO,competency ClassNumber0236 1引言 新修订的STCW78/10公约确定了船舶电子 电气员(Electronic—TechnicalOfficer,ETo)的培训 和发证要求的框架_】].越来越多的船舶开始使用 GPS/DGPS,ECDIS,IBS,GMDSS,AIS,ARPA, VDR,AUTO-0机舱,数字调速器,智能化主机等 计算机终端与电子设备,还有综合全电力推进系统 等中高压电网应用于船舶,这对ETO的知识和技 能提出了新的更高要求:ETO的专业知识必须跨 通信,导航,电气,自动控制,计算机等多个学科,既 要有宽广的理论基础知识,又必须有深厚的实践技 能.随着各种新型电子,电气与自动化设备在船舶 上应用,ETO将会作为船上一个独立的职位而进 行配备.对于具体的船舶,在这个岗位上的人员是 否能够适任,亟需有一个对ET(_)的胜任力评价的 科学方法,为相关机构决策和选择提供参考依据. 目前采用的综合评价方法如系统分析法,逻辑 分析法,层次分析法,模糊综合评价法等大多忽略评 价过程中出现的不确定性即模糊性和随机性,同时 也缺乏有效而简便的定性定量互转模型.由李德毅 院士提出的云模型可将模糊性和随机性完全结合在 一 起,能够实现定性语言值与精确数值之间的转换, 为不确定问题的智能化推理提供了新的方法. *收稿日期:2010年9月1日,修回日期:2010年9月30日 作者简介:李沁生,男,硕士研究生,助教,研究方向:轮机工程及自动化. 】】4李沁生等:基于云模型的船舶电子电气员胜任力综合评价方法 总第200期 本文将定性评价结果转换成云模型来表示,并 利用云模型中的不确定推理来实现对ETO的胜任 力多层次体系进行综合评价,为多层次体系的云模 型综合评价提供参考. 2云模型简介 2.1云和云滴瞳] 设U是一个用数值表示的定量论域,C是U 上的定性概念,若定量值?U是定性概念C的一 次随机实现,z对C的确定度()?[0,1]是有稳 定倾向的随机数::U一[0,1],Vz?U,z一(), 则z在论域U上的分布称为云(Cloud),记为云 C(X).每一个z称为一个云滴. 云模型所表达概念的 整体特性可以用云的数字 特征来反映,云用期望Ex (Expectedvalue),熵En (Entropy),超熵H(Hy一 图1云及其数字特征perentropy)这3个数字 特征来整体表征一个概念.期望Ex是云滴在论 域空间分布的期望,是最能够代表定性概念的点, 或者说是这个概念量化的最典型样本;熵E代表 定性概念的可度量粒度,熵越大通常概念越宏观, 也是定性概念不确定性的度量,由概念的随机性和 模糊性共同决定.一方面En是定性概念随机性 的度量,反映了能够代表这个定性概念的云滴的离 散程度;另一方面又是定性概念亦此亦彼性的度 量,反映了在论域空间可被概念接受的云滴的取值 范围;超熵He(Hyperentropy)是熵En的不确定 性度量,即熵的熵,由熵的随机性和模糊性共同决 定.用三个数字特征表示的定性概念的整体特征 记做(Ex,En,He). 2.2正态云[.] 一 维正态云算子ArUo,(C(Ex,En,He))是 一 个把定性概念的整体特征变换为定量表示的映 射:c?,满足以下条件: 1)@一{tlNorm(,He)的一次实现i一1, … .N} 2)X一{z{z为Norm(Ex,t)的一次实现 ?@,i一1,…,N} 3)II一{(Xi,)I.?x,ti?@,一 e,Er)/(2tg , )} 其中Norm(ff,)为期望为方差为的正态随机 变量,N为云滴的个数. 利用正态云算子,就可以把定性概念C(Ex, En,He)变换为数值表示的云滴集合,实现了概念 空间到数值空间的转换,如图1所示为C(0,2, 0.01)的云图.一维正态云算子可以拓广至维正 态云算子. 3定性向定量的云模型转化 3.1评语的云模型化[4] 可用一维正态云来描述每个评语.对于双边 约束,如”较好”,”较差”它们对应的满意度的取值 既有上限又有下限,而对于单边约束,它们的满意 度的取值范围只有上限或只有下限,例如”很好”, “很差”之类的评语.对于双边约束的评语[, C],可以用期望值的约束中值.云参数用以下公 式计算: Ex一(c眦十Cm)/e; En一(一(1ml)/6; He=h; 式中是为常数,可根据评语本身的模糊程度来具体 调整.对于只有单边约束的评语,可先确定它的缺 省边界参数或缺省期望值,如评语”很好”的缺省期 望值为100,然后再参照上式计算云参数,用半 升半降云来描述. 根据语言习惯,定性评价事物的性能可用五标 度法,即”好”,”较好”,”一般”,”较差”和”差”.利 用云模型表示这5个表述,期望值Ex可分别取 为:1,0.75,0.5,0.25,0;这样的区分方法过于粗 略,可以通过熵值的确定予以调整,因为期望值之 间相差为0.25,所以熵值均取为0.04,这样云滴就 可以涵盖整个[O,1]区问;超熵值均取为0.005. 图2评价语标度云图3权重值标度云 3.2权重语的云模型化[] 同上,权重语言也可用上述方法转化为权重 云.权重值采用九标度法,也就是将[O,1]区间化 为9个标度,即期望值Ex分别取0.1,0.2,0.3, 0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,表示的重要程度依次 递增,重要性也可以通过熵值的确定予以调整,图 3所示为权重值的云图. 2011年第2期舰船电子工程 4云的四则运算[] 云的四则运算是将基云向虚云转换的算法. 所谓虚云是指将已给定的某些云的数字特征进行 某种运算,得到新的数字特征所构造的云.这些给 定的,用来计算虚云的云称为基云.在评估研究 中,只用到加权和算法,因此这里只介绍云的加法 和乘法. 假设存在着给定论域上的云C(E,E, H),C(EEH2),C1和C2的算术运算结果 为c(,E,H),则其乘法运算可表示为: E一E”×上02 — lEr1I()+(爱) === EI()+() 其加法运算可表示为: E一Fr1+2 E—--vL21+E H=H;1+H 5云模型多层次评价法步骤 1)确定因素集U一{U,U.,…,U},各分指 标表示对目标指标有影响的某个因素,通过这一步 即可确定各级的目标和影响因素,低层次的目标同 时是高层次的影响因素; 2)确定各因素的权重集V一{,,…,), 其中”Ui三三=0,且:===1;评价因素的权重是每个 因素在集合中的重要程度的定量表示,其合理性将 影响评价结果的合理性,在此采用层次分析法 (AHP)得到各个因素的权重; 3)建立评价语集W一{叫,z,…,},此处 (i一1,2,…,”)表示评价的不同等级; 4)分别用具有不同参数的云模型来表示评价 语集和权重集中的元素; 5)多层次综合评价: 先对低层次的各个因素进行评价,构成低层次 的评语云,与本层次各个因素的权重云相乘,得出 每个因素集的评价值云.再把低层次各个因素集 中的目标指标作为高层次因素集中的各个因素,即 构成高层次的评语集,再与高层次各个因素的权重 云相乘,得出高层次的评价云,由底层到高层类推, 最终完成对总目标指标的评价,得到总评价值云. 以二层次为例,如果第一层次因素为:U一 {U1,U2,…,U},第二层次的某个因素集为:u一 {,z,…,U},此处U,(一1,2,…),在第一 层次中U,的权重云为vC,,第二层因素集U,的评 语云假设为SC(i一1,2,…_71),第二层因素集U, 的权重云假设为vSC,则进行云的四则运算: 第二层次因素集U的评价值云为: (~SCj×s)(1) i—l 第一层次的总评价值云,即综合评价值云为: ?(,?(vSC×))(2)J=1一1 6云模型在ETO胜任力综合评价中 的应用 6.1建立评价体系 在参考有关ETO的文献[1,6,8]以及征询有 关专家的基础上,初步确立以下评价指标体系. 图4ETO评价体系 6.2确定评价指标的权重云 根据专家打分法与AHP法得到各指标权重云 (vCl,C2,vC3)一{(0.2,O.002,0.001),(0.7, 0.05,0.001),(0.1,0.003,0.001)} (vSC1l,vSC12,vSC13)一{(0.3,0.0001,0.001), (0.4,0.009,0.001),(0.3,0.009,0.001)} (vSC21,vSC22,vSC23,vSC24)一{(0.2,0.0001, O.001),(0.3,0.0055,0.001),(0.2,0.0001, 0.001),(0.3,0.0055,0.001)} (vSC31,vSC32,vSC33,SC34)二=={(0.25,0.006, 0.001),(0.25,0.002,0.oo1),(0.25,0.0001, o.001),(0.25,0.001,0.O01)} 6.3确定评价指标的评价云 对要参加评价的某个电子电气员,广泛征求专 (下转第122页) 122陶俊等:航海模拟器中船舶进港训练评估系统的研究总第200期 在平常教学中学生成绩一般都会有一个比列 阶段的形式,也就是通常在考试中优,良,中,及格 和不及格都有一定的比率,以前有文章中也利用了 一 般概率的打分方法确定误差区间,本文也参考此 方法,在评估中以一般概率来代替评估等级的理论 概率.根据所得误差的分布函数和一般概率,就可 以求得航迹带宽度的评估的客观评估 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 如表4 所示[. 表4客观评估标准 同理可以求得其它评估要素的误差分布函数, 并得到它们的客观标准,从而确定各项评估要素的 成绩.当各项评估要素的成绩确定后,采用加权的 方法给出学生的综合成绩. 4结语 本文对船舶进港训练评估系统进行了研究通 过调查专家得到船舶进港训练的评估参数,并且依 据良好船艺,港口设计和海事部门的要求给出合理 的参考值.分析操纵练习中的误差并假设检验得 到分布函数,最后实现成绩评定.利用VC++6.0 所设计的评估软件对大连海事大学自主开发的航 海模拟器中的船舶进港训练 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 文件做出评估测 试,所得结果得到了教练员的支持和认同. 参考文献 [1]方祥麟,姚杰,卓永强.船舶交通及操纵安全系统评价 模型与方法[M].大连:大连海事大学出版社,2003 [2]王培光,关秀翠,王清霞.AHP法中判断矩阵的一种构 造方法[J].系统工程理论与实践,1998(8):134~138 [3]朱建军.层次分析法中的若干问题研究及应用[D].沈 阳:东北大学,2005 [4]盛骤,谢式千,潘承毅.概率论与数理统计I-M].第三版. 北京:高等教育出版社,2001 [5]严忠,岳朝龙.概率论与数理统计新编[M].合肥:中国 科学技术大学出版社,2007 [6]顾民全.海港工程设计手册l(上)[M].北京:人民交通 出版社,200l [7]刘成勇.雷达模拟器评估体系研究及其计算机实现 [.武汉:武汉理工大学,2002 不出符;...乔!矫矫’绵不不不!矫..乔;.币!. (上接第115页) 家意见后得到第二层因素集的评价云为 (SC1l,SC12,SC13)一{(0.8,0.05,0.005),(0.6, 0.05,0.005),(0.5,0.05,0.005)} (SC21,SC22,SC23,SC24)一{(0.85,0.02,0.005), (O.75,0.05,0.005),(0.65,0.02,0.005),(0.8, 0.05,0.005)} (SC3l,SC32,S3,SC34)一{(0.64,0.O1,0.005), (O.73,0.02,0.005),(0.63,0.02,0.005),(0.62, 0.02,0.005)} 6.4计算结果 根据算式(1),(2)计算后得到综合评价值云为 (0.7270,0.0406,0.0025),根据图2可知此电子电 气员的胜任力非常接近于”较好”. 7结语 云模型多层次综合评价法的建立,利用MAT— LAB编写程序,每输入一次采集到的数据,计算机 就会得出相应的评判结果.模型建立后,通过实例 验证证明有效.可为船舶电子电气员的胜任力评 价提供参考,避免船上新职位用人的盲目性,提高 船舶安全管理水平.这些探索也为用于其他多层 次系统的云模型综合评价提供参考,为定性评价提 供科学依据. 参考文献 [1]刘正江,鲍君忠.STCW公约和STCW规则2010年修 正案第1章修改内容介绍rJ].国际海事公约研究与动 态,大连海事大学国际海事公约研究中心,2010 [2]李德毅,杜益鸟.不确定性人工智能[M].北京:国防工 业出版社,2005 [3]张光卫,何锐,等.基于云模型的进化算法[J].计算机 ,2008,31(7):1082~1091 [4]石亮,黄仕家,邓有为.基于云模型的机载电子对抗系统效 能评估方法[J].弹箭与制导,2006,26(3):311~314 [5]史彦斌,高宪军,张安.云理论在航空电子战系统效能 评估中的应用EJ].计算机工程与应用,2009,45(22): 241,243 [6]王瑾辉,陈伟华,吴士军,等.船舶强制配备专职电子船 员的探讨[J].航海技术,2008(6):1,2 [7]东肪,赵殿礼.”电子船员”概念的提出及思考[J].航海 教育研究,2007(4):5,6 [8]郑泽波,张秋荣.电子船员的适任性探讨[J].船海工 程,2010,39(2):176,178