綜合決策系統(tǒng)框架及其在艦船電力系統(tǒng)的應(yīng)用

胡 嘯

（中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢430064）

0 引 言

艦船信息化建設(shè)的重要成果之一是實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收發(fā)和重要信息的集中顯示，但是對(duì)于如何組織和分析 “海量數(shù)據(jù)信息”，使其對(duì)艦船各種使命任務(wù)的執(zhí)行起到輔助決策作用卻一直缺乏系統(tǒng)而深入的研究［1－2］。

由于數(shù)學(xué)模型在程序?qū)崿F(xiàn)和定量分析方面的優(yōu)勢(shì)，在決策支持系統(tǒng)眾多研究主題中，模型管理和基于模型的決策支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。但是，通過(guò)對(duì)艦船各種業(yè)務(wù)流程和決策需求的綜合分析，決策模型在解決結(jié)構(gòu)化或者半結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題時(shí)效果比較明顯，而在非結(jié)構(gòu)的問(wèn)題域中，基于統(tǒng)計(jì)的信息分析方法由于在特征提取和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等方面的突出能力，可以很大程度上提升決策者對(duì)全艦狀態(tài)的感知，增強(qiáng)決策的準(zhǔn)確性［3］。本文提出了一種在全艦環(huán)境下融合了統(tǒng)計(jì)信息分析方法的模型驅(qū)動(dòng)綜合決策支持系統(tǒng)框架及其實(shí)現(xiàn)方法，并應(yīng)用在艦船電力故障輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為全艦智能化各種決策功能的統(tǒng)一開(kāi)發(fā)部署提供了借鑒。

1 艦船綜合決策支持系統(tǒng)框架

艦船的一個(gè)突出特點(diǎn)是 “在緊湊惡劣的空間內(nèi)，布置有大量關(guān)鍵設(shè)備，并完成多元復(fù)雜任務(wù)”，這對(duì)指揮員的決策精度和決策效用都提出了很高的要求，而以數(shù)學(xué)模型為主體的決策支持系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)交互求解過(guò)程，可以精確、高效的幫助指揮員處理約占艦船全系統(tǒng)業(yè)務(wù)80%的結(jié)構(gòu)化問(wèn)題，輔助完成關(guān)鍵指令的下達(dá)［4］。因此，無(wú)論是從艦船的實(shí)際需求，還是業(yè)界的研發(fā)實(shí)踐來(lái)看，模型庫(kù)及其管理系統(tǒng)都是決策支持系統(tǒng)中最主要的功能部件，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和人機(jī)界面，就完成了數(shù)據(jù)與模型的集成，形成了決策支持系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)框架。

但是，面對(duì)艦船業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息來(lái)源多樣、決策判據(jù)復(fù)雜、系統(tǒng)耦合度高等實(shí)際情況，在上述基本框架下建立的決策支持系統(tǒng)至少會(huì)遇到以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是模型庫(kù)的靈活性和適應(yīng)性不足，這一問(wèn)題在諸如大型艦船等巨系統(tǒng)工程應(yīng)用背景下，需要整合大量異構(gòu)模型和算法時(shí)，顯得尤為突出；二是對(duì)多源數(shù)據(jù)的信息分析、提取能力不足，這一問(wèn)題的提出背景是在艦船信息化水平不斷提高之后，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)量激增但 “信息污染”嚴(yán)重的現(xiàn)象，總體數(shù)據(jù)利用率不足，獲取信息針對(duì)性不強(qiáng)。針對(duì)上述問(wèn)題，在系統(tǒng)基本框架中加入兩類(lèi)部件：一是將算法從模型庫(kù)中獨(dú)立出來(lái)而形成的方法庫(kù)，將算法以函數(shù)或子程序庫(kù)的形式獨(dú)立于模型庫(kù)而存在；二是引入綜合解析庫(kù)，以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，并為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、決策樹(shù)、模糊集等各種決策分析工具預(yù)留兼容接口，通過(guò)數(shù)據(jù)綜合分析過(guò)程完成信息的深度理解及預(yù)測(cè)，重點(diǎn)針對(duì)的是艦船系統(tǒng)中20%的非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題，也正是這部分問(wèn)題決定了艦船信息化的發(fā)展方向和智能化水平。

艦船綜合決策系統(tǒng)框架如圖1所示，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、方法庫(kù)、解析庫(kù)和人機(jī)交互界面五部分。

圖1 艦船綜合決策系統(tǒng)框架

數(shù)據(jù)庫(kù)：負(fù)責(zé)組織管理艦船運(yùn)行所需或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)指在決策系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中從外界獲取的數(shù)據(jù)和從人機(jī)交互界面產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)；靜態(tài)數(shù)據(jù)包括預(yù)設(shè)的相關(guān)指標(biāo)參數(shù)以及從問(wèn)題分析過(guò)程中得到的決策輸入。數(shù)據(jù)庫(kù)在整個(gè)綜合決策系統(tǒng)中起到承上啟下的作用，除了數(shù)據(jù)查詢、交互操作等傳統(tǒng)功能，還強(qiáng)化了根據(jù)決策目標(biāo)的不同性質(zhì)將數(shù)據(jù)推送到相應(yīng)資源池的能力。

模型庫(kù)：負(fù)責(zé)艦船各目標(biāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的邏輯和數(shù)學(xué)模型的生成和表示，抽象出相關(guān)系統(tǒng)與決策目標(biāo)關(guān)聯(lián)的本質(zhì)特征和關(guān)鍵約束，是綜合決策支持系統(tǒng)的核心［5］。

方法庫(kù)：在同構(gòu)或異構(gòu)的平臺(tái)下將決策模型通過(guò)合適的方法予以具體實(shí)現(xiàn)，作為 “黑匣子”屏蔽不同模型和實(shí)現(xiàn)手段的區(qū)別，得到統(tǒng)一的決策輸出，保證系統(tǒng)的兼容性和靈活性。

解析庫(kù)：以統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ)，結(jié)合人工智能研究成果，通過(guò)對(duì)艦船大量關(guān)鍵數(shù)據(jù)的分析，完成對(duì)非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題決策的支撐，并在一定程度上實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)。

人機(jī)交互界面：負(fù)責(zé)決策問(wèn)題及部分條件的輸入和方案的輸出。

2 艦船綜合決策支持系統(tǒng)建構(gòu)

將上述理論框架運(yùn)用到艦船電力綜合決策支持系統(tǒng)構(gòu)建中，通過(guò)感知電氣設(shè)備健康狀態(tài)、自主進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)以及快速恢復(fù)供電等多種手段，保證惡劣環(huán)境下的船舶性能和供電質(zhì)量，從而進(jìn)一步支持艦船使命任務(wù)的實(shí)現(xiàn)［6－7］。通過(guò)這一理論實(shí)踐，既可以驗(yàn)證理論框架的可行性和有效性，又可以為船舶其它類(lèi)似系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)提供借鑒。以下重點(diǎn)針對(duì)艦船綜合決策支持系統(tǒng)框架中模型庫(kù)、方法庫(kù)和解析庫(kù)等3個(gè)核心部件的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 系統(tǒng)模型庫(kù)實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)代艦船電力系統(tǒng)多采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行，兼顧了可靠性、靈活性和繼電保護(hù)特性。艦船重要負(fù)荷直接連在主配電板上，由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)提供兩路供電以提高可靠性，但任意時(shí)刻最多只有1路導(dǎo)通為其供電；其它負(fù)荷由區(qū)域配電板輻射狀供電。圖2為比較有代表性的艦船電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中G1－G4為發(fā)電機(jī)，M1、M2為推進(jìn)電動(dòng)機(jī)，QF1－QF46為斷路器，QK0－QK7為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，SA1－SA12為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，L1－L20為船用負(fù)荷。

圖2 典型艦船電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了保證戰(zhàn)損情況，在保障高優(yōu)先級(jí)負(fù)荷的前提下，盡可能快的提供供電恢復(fù)智能決策支持和執(zhí)行能力，首先需要完成對(duì)艦船電力決策系統(tǒng)模型庫(kù)的建立，即實(shí)現(xiàn)研究對(duì)象從物理形態(tài)向數(shù)學(xué)或邏輯形態(tài)的轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)系統(tǒng)信息、重構(gòu)目標(biāo)和約束條件。

（1）全艦電力供給能力模型

艦船電力系統(tǒng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全艦電力供給能力的最大化，為了準(zhǔn)確定量描述這一特性，建立了層次化負(fù)荷供電量模型，該模型將全艦用電負(fù)荷劃分為3個(gè)等級(jí)，分別配以不同的權(quán)重以體現(xiàn)在供電策略中的不同地位，具體可表 示為［8－10］

式中：ILoad——全船總電力負(fù)荷，wi——相應(yīng)負(fù)荷的權(quán)值，xi——負(fù)荷的供電狀態(tài)，Ili——注入負(fù)荷的電流有效值。

（2）電力開(kāi)關(guān)操作模型

各種類(lèi)型的電力開(kāi)關(guān)是艦船電力系統(tǒng)的重要組成部分，開(kāi)關(guān)的操作能力和操作代價(jià)也是艦船電力系統(tǒng)的關(guān)鍵效能指標(biāo)。在電力開(kāi)關(guān)操作模型中，分別以不同的權(quán)值區(qū)分不同種類(lèi)電力開(kāi)關(guān)的操作效能。具體表示如下

式中：wg、wm、wa——發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)、手動(dòng)開(kāi)關(guān)和自動(dòng)開(kāi)關(guān)的效能權(quán)值，依次遞增；ng、nm、na——相應(yīng)開(kāi)關(guān)的操作個(gè)數(shù)。

（3）聯(lián)絡(luò)線路容量裕度模型

線路容量裕度模型可以在一定程度上評(píng)估系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，具體表示如下

式中：Ii，rated——聯(lián)絡(luò)線路電流額定值，Ii——流經(jīng)線路的電流有效值。

（4）發(fā)電機(jī)效能模型

包括開(kāi)關(guān)操作在內(nèi)的艦船電力系統(tǒng)工況變化會(huì)影響到發(fā)電機(jī)組的效能，將發(fā)電機(jī)效能特性表示如下

式中：PGi——發(fā)電機(jī)的輸出功率，PGi，rated——發(fā)電機(jī)的額定功率。

2.2 系統(tǒng)方法庫(kù)實(shí)現(xiàn)

艦船電力決策系統(tǒng)方法庫(kù)是在模型庫(kù)的支持之下，針對(duì)特定的決策問(wèn)題，利用包括簡(jiǎn)單計(jì)算、預(yù)測(cè)、優(yōu)化和模式識(shí)別在內(nèi)的各類(lèi)算法實(shí)現(xiàn)模型到問(wèn)題解決方案的轉(zhuǎn)化。不同于傳統(tǒng)的模型驅(qū)動(dòng)決策系統(tǒng)，艦船電力決策系統(tǒng)方法庫(kù)并沒(méi)有集成在決策模型中，而是作為可重用的對(duì)象與決策模型相分離，實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)理念和維護(hù)過(guò)程中的靈活性。

系統(tǒng)方法庫(kù)的實(shí)現(xiàn)主要由兩部分組成：一是針對(duì)不同的決策問(wèn)題分別提取模型庫(kù)中的系統(tǒng)模型，并通過(guò)預(yù)處理和合適的建模語(yǔ)言將其轉(zhuǎn)化為便于求解的形式；二是融合不同算法，完成模型求解計(jì)算，得到可以輔助決策的結(jié)論。

編碼是預(yù)處理中的重要環(huán)節(jié)，起到連接模型和算法的作用。簡(jiǎn)明優(yōu)化的編碼方法是實(shí)現(xiàn)決策的基礎(chǔ)，船舶電力系統(tǒng)中包含了種類(lèi)各異的動(dòng)態(tài)負(fù)荷，對(duì)電網(wǎng)重構(gòu)及運(yùn)行的作用區(qū)別很大，比如單個(gè)推進(jìn)負(fù)荷可能占到系統(tǒng)總發(fā)電量的30%以上，推進(jìn)電機(jī)負(fù)荷水平的不同將對(duì)故障恢復(fù)、電網(wǎng)重構(gòu)等決策造成很大的影響，所以本文采取二維編碼方法對(duì)船舶電網(wǎng)中各種開(kāi)關(guān)進(jìn)行編碼。該方法的主要思想是將電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)分為兩類(lèi)：直接控制負(fù)荷供電的饋線開(kāi)關(guān)和發(fā)電機(jī)、聯(lián)絡(luò)線及其它饋線開(kāi)關(guān)。第一維編碼采用0表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，1表示開(kāi)關(guān)閉合，但在直接控制負(fù)荷的開(kāi)關(guān)屬性中增加了表示負(fù)荷電流水平的第二維編碼mi，通過(guò)式（1）可以運(yùn)用mi計(jì)算出負(fù)荷的實(shí)際電流。二維屬性更加契合負(fù)荷功率連續(xù)可調(diào)的實(shí)際情況，也為細(xì)化尋優(yōu)算法、提升決策水平奠定了基礎(chǔ)。另外，為了提高算法執(zhí)行效率，還在直連負(fù)荷開(kāi)關(guān)和發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)編碼中增加第三維屬性以明確開(kāi)關(guān)的連接情況。部分元件的編碼情況見(jiàn)表1

表1 部分電力元件編碼

模型的建立完成了艦船電力系統(tǒng)決策的數(shù)學(xué)化，電力元件的編碼完成了系統(tǒng)基礎(chǔ)信息的數(shù)字化，為了進(jìn)一步完成模型的計(jì)算和求解，方法庫(kù)中應(yīng)用LINGO建模語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、直觀的描述規(guī)模較大的艦船電力系統(tǒng)優(yōu)化模型，同時(shí)集成相關(guān)基礎(chǔ)軟件包在大型線性、非線性和整數(shù)規(guī)劃方面的強(qiáng)大功能，輔助算法的求解和決策的形成。

從具體實(shí)現(xiàn)步驟來(lái)看，方法庫(kù)中包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義、初始數(shù)據(jù)的整合、基本參數(shù)的計(jì)算、模型的規(guī)范化描述以及求解方法的應(yīng)用等幾個(gè)層次。前三項(xiàng)是在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與算法庫(kù)互聯(lián)的基礎(chǔ)上，針對(duì)具體決策問(wèn)題，完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性定義，以利于問(wèn)題的高效求解；完成輔助決策相關(guān)數(shù)據(jù)的抽取和整合，以提高數(shù)據(jù)的利用率；提前完成重要參數(shù)的計(jì)算，以減少重復(fù)計(jì)算工作。模型的規(guī)范化描述解決數(shù)學(xué)模型向優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，其中優(yōu)化模型又細(xì)分為目標(biāo)函數(shù)、決策變量和約束條件三部分；通過(guò)模型轉(zhuǎn)化，可以將很大一部分決策問(wèn)題歸結(jié)為規(guī)劃問(wèn)題，如線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃等，然后再綜合運(yùn)用各種算法求解，比如本文使用的最短路徑動(dòng)態(tài)遞歸算法就是通過(guò)總結(jié)遞歸式，將一個(gè)大而復(fù)雜的最優(yōu)電力分配路徑問(wèn)題分解為一系列小而易于處理的問(wèn)題，從而找到不同工況下代價(jià)最小方案。圖3是一個(gè)比較完整的決策方法庫(kù)的程序?qū)崿F(xiàn)流程。

圖3 算法庫(kù)實(shí)現(xiàn)流程

2.3 系統(tǒng)解析庫(kù)實(shí)現(xiàn)

艦船電力決策支持系統(tǒng)不僅需要利用模型庫(kù)和算法庫(kù)解決占多數(shù)的結(jié)構(gòu)性決策問(wèn)題，還需要通過(guò)解析庫(kù)對(duì)大量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理和分析，處理面向主題的、集成的、相對(duì)穩(wěn)定的、反映歷史變化的數(shù)據(jù)集合，用于輔助決策。系統(tǒng)解析庫(kù)由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，著眼于有效的抽取、綜合、集成和挖掘已有數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)資源，主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)中的模式，包括描述型模式和預(yù)測(cè)式模式兩類(lèi)，前者主要描述數(shù)據(jù)的一般規(guī)范特性，后者主要通過(guò)時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的走向。

系統(tǒng)解析庫(kù)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備整理技術(shù)和以統(tǒng)計(jì)學(xué)為核心的數(shù)據(jù)解析技術(shù)。對(duì)于艦船電力決策支持系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)解析庫(kù)的根本功能在于從數(shù)據(jù)中提煉出非結(jié)構(gòu)性知識(shí)，既可以作為輸入條件來(lái)修正基于模型的決策問(wèn)題求解，又可能獲得對(duì)所求解問(wèn)題的更深刻的理解。

系統(tǒng)解析庫(kù)的一個(gè)作用實(shí)例是電網(wǎng)異常狀態(tài)的先期發(fā)現(xiàn)及船舶電網(wǎng)重構(gòu)決策執(zhí)行前后的效能評(píng)估，如表2是將電網(wǎng)重構(gòu)前后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)組的電壓采樣值輸入解析庫(kù)后得到的統(tǒng)計(jì)結(jié)論，解析庫(kù)預(yù)先抽取數(shù)據(jù)庫(kù)中正常數(shù)據(jù)樣本作為參考，通過(guò)對(duì)電壓數(shù)據(jù)差值的正態(tài)性檢驗(yàn)以及電壓采樣值的配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，計(jì)算出Shapiro－Wilk統(tǒng)計(jì)量為0.964，P＝0.849＞0.05，服從正態(tài)分布，再根據(jù)t＝3.281和雙側(cè)P＝0.013以及0在置信區(qū)間之外綜合判斷，得出重構(gòu)決策前電網(wǎng)狀態(tài)存在異常以及重構(gòu)執(zhí)行完成后系統(tǒng)狀態(tài)恢復(fù)的結(jié)論。

表2 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果

系統(tǒng)解析庫(kù)的另一項(xiàng)亟待擴(kuò)展的功能領(lǐng)域是對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的時(shí)間序列分析，考察的重點(diǎn)是變量在時(shí)間方面的發(fā)展變化規(guī)律。時(shí)域方法是時(shí)間序列分析的重要研究方法，該方法認(rèn)為序列具有隨時(shí)間系統(tǒng)變化的趨勢(shì)，可以用不多的參數(shù)來(lái)加以描述，或者說(shuō)可以通過(guò)差分、周期等還原為隨機(jī)序列。由于時(shí)間序列分析比較復(fù)雜，本文不做過(guò)多描述，但其參數(shù)預(yù)測(cè)能力對(duì)艦船電力系統(tǒng)的決策支持卻有很重要的意義。

3 算例驗(yàn)證

為了驗(yàn)證決策系統(tǒng)框架的效用，針對(duì)圖2所示的簡(jiǎn)化環(huán)形艦船電力系統(tǒng)進(jìn)行了算例測(cè)試。故障前電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)如下：發(fā)電機(jī)G1、G3、G4通過(guò)聯(lián)絡(luò)線和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)并聯(lián)工作，G2與電網(wǎng)斷開(kāi)；推進(jìn)電動(dòng)機(jī)M1聯(lián)網(wǎng)工作，M2離線備用；其它各負(fù)荷均連接電網(wǎng)正常運(yùn)行，兩路供電的重要負(fù)荷通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由主用電路供電。圖中除斷路器QF2、QF3、QK2外，其余開(kāi)關(guān)全部閉合，各負(fù)荷由正常路徑供電。

在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)上進(jìn)行電力故障設(shè)置，模擬以下情況：G3連接母線和G4連接母線之間的聯(lián)絡(luò)線短路，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)QK6、QK7以及發(fā)電機(jī)斷路器QF4保護(hù)動(dòng)作，G3退出運(yùn)行，原來(lái)G2和G3連接的母線負(fù)荷全部失電。在艦船綜合決策系統(tǒng)框架下計(jì)算故障的應(yīng)對(duì)措施，結(jié)果見(jiàn)表3，從中可以看出，經(jīng)過(guò)迭代計(jì)算，局部最優(yōu)解已經(jīng)找到。在效用函數(shù)值最優(yōu)情況下各變量數(shù)值就是船舶電力元件應(yīng)對(duì)故障需要滿足的狀態(tài)，其中reduced cost一項(xiàng)表明在最優(yōu)化問(wèn)題中，要使某變量進(jìn)入基解，該變量需要在目標(biāo)函數(shù)中的系數(shù)改變的數(shù)量，這個(gè)參數(shù)可以為具體單個(gè)元件狀態(tài)優(yōu)化對(duì)全局的影響提供量化的依據(jù)。

故障恢復(fù)方案為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)QK2閉合，G1、G4并聯(lián)運(yùn)行，原來(lái)G2和G3連接的母線通過(guò)聯(lián)絡(luò)線路恢復(fù)供電；三級(jí)負(fù)荷L10、L14、L15、L20卸載，降低推進(jìn)負(fù)荷 M1功率。通過(guò)解析庫(kù)中的差異顯著性分析可以得出推進(jìn)負(fù)荷降低功率的具體數(shù)值范圍，以保證整個(gè)重構(gòu)后的艦船電力系統(tǒng)處于統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的正常的狀態(tài)。如果繼續(xù)出現(xiàn)無(wú)法通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)進(jìn)行供電恢復(fù)的故障，比如推進(jìn)負(fù)荷M1故障停機(jī)等，綜合決策模型中的解析庫(kù)將以計(jì)算出的發(fā)電機(jī)效率指標(biāo)為依據(jù)，做出將發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)切除等決策。

表3 決策結(jié)論

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從全艦信息化角度提出了一種融合了模型驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法的艦船綜合決策支持系統(tǒng)框架，并完成了在艦船電力系統(tǒng)中的實(shí)際運(yùn)用，通過(guò)以模型分析和優(yōu)化為核心的模型庫(kù)、以運(yùn)籌規(guī)劃算法為基礎(chǔ)的方法庫(kù)、以描述性統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測(cè)性時(shí)序分析為主體的解析庫(kù)三者的交互作用，為故障后的電網(wǎng)重構(gòu)提供綜合決策建議。本文研究的艦船決策支持系統(tǒng)框架具有以下特點(diǎn)：

（1）突破了以模型為核心的傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在其基礎(chǔ)上融入了統(tǒng)計(jì)分析方法，強(qiáng)化了對(duì)海量數(shù)據(jù)的運(yùn)用，兩者互為補(bǔ)充，提高了決策的可靠性和預(yù)判性。

（2）對(duì)決策支持系統(tǒng)框架中模型庫(kù)的作用和實(shí)現(xiàn)方法做了細(xì)分，遵循模型庫(kù)的算法獨(dú)立性原則，將數(shù)學(xué)模型的建立、轉(zhuǎn)化、優(yōu)化過(guò)程和通過(guò)函數(shù)或子程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行分析處理的過(guò)程分隔開(kāi)，提高了模型庫(kù)的靈活性和工作效率。

實(shí)現(xiàn)綜合輔助決策是艦船的發(fā)展趨勢(shì)，也是減員增效重要途徑。隨著艦船信息化程度的不斷提高，數(shù)據(jù)將大量產(chǎn)生，其有效利用程度很可能成為相關(guān)決策系統(tǒng)能否進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵，輔之對(duì)決策模型的細(xì)粒度管理，將給艦船決策支持系統(tǒng)以更高的可擴(kuò)展性和智能化水平。

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