基于TOPSIS的艦船抗沉輔助決策系統(tǒng)研究

張 維 英， 林 力， 林 焰， 于 欣， 金 釗， 王 琪， 毛 曉 旭

( 1.大連海洋大學(xué) 航海與船舶工程學(xué)院， 遼寧 大連 116023；2.大連理工大學(xué) 運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部, 遼寧 大連 116024 )

基于TOPSIS的艦船抗沉輔助決策系統(tǒng)研究

張 維 英*1， 林 力2， 林 焰2， 于 欣1， 金 釗1， 王 琪2， 毛 曉 旭1

( 1.大連海洋大學(xué) 航海與船舶工程學(xué)院， 遼寧 大連 116023；2.大連理工大學(xué) 運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部, 遼寧 大連 116024 )

在艦船發(fā)生破損時(shí)，快速有效地實(shí)施損管，是維持艦船生命力的關(guān)鍵．而良好的抗沉輔助決策，是快速有效進(jìn)行艦船抗沉的重要保障．針對現(xiàn)有抗沉輔助決策系統(tǒng)存在抗沉方案生成時(shí)間較長、實(shí)施較復(fù)雜的問題，將逼近理想解排序法(TOPSIS)應(yīng)用于艦船不沉性系統(tǒng)研究，生成一套操作簡便、抗沉方案生成快捷簡便且易于實(shí)施、計(jì)算精確滿足實(shí)際要求的艦船抗沉輔助決策系統(tǒng)．實(shí)船案例計(jì)算驗(yàn)證了系統(tǒng)的可靠性、快速性、操作便捷性，精確度滿足實(shí)用要求．

艦船損管技術(shù)；逼近理想解排序法(TOPSIS)；不沉性；抗沉方案；輔助決策

0 引 言

艦船在海上航行過程中可能要面臨觸礁、失火、碰撞等意外情況，在戰(zhàn)斗中更是隨時(shí)會遭受攻擊，這些都可能造成艦體的破損進(jìn)水、內(nèi)部設(shè)備的損壞和火災(zāi)等危害，如果不及時(shí)消除和修復(fù)，就會造成艦船戰(zhàn)斗力的喪失，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致艦船沉沒．此時(shí)就必須進(jìn)行艦船損害管制，消除或減小損害，恢復(fù)艦船的生命力．

20世紀(jì)80年代艦船損管開始進(jìn)入信息化時(shí)代,是艦船損管技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要階段．1984年美國海軍首先在“佩里”級護(hù)衛(wèi)艦FFG-30“雷德”號上試驗(yàn)了Ballast通用損管系統(tǒng)，1985年又在“斯普魯恩斯”級驅(qū)逐艦DD-969“彼得森”號上安裝了一套SNIPE損管輔助系統(tǒng)[1]．隨后，其他國家也先后開發(fā)了各自的損管監(jiān)控系統(tǒng)，如德國的SIMENS SINAVY BDCS和MTU Callosum BDCS、加拿大的L-3 MAPPS I2BMS、意大利的AVIO MASTER+ BDCS、法國的SAMA等．我國在20世紀(jì)80年代研制了JDX型安全保障綜合檢測報(bào)警系統(tǒng)，而在90年代中期建立了基于總線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的CJS 型損管監(jiān)控系統(tǒng)，但是距離世界先進(jìn)水平尚有一定差距[2]．

損管監(jiān)控系統(tǒng)包括防沉與抗沉、火災(zāi)探測、核生化監(jiān)控、彈藥庫溫度監(jiān)控、滅火劑施放監(jiān)控、艙門監(jiān)控等模塊，能夠?qū)ε灤黝悡p害進(jìn)行評估并給出損管輔助決策，同時(shí)控制自動(dòng)化損管設(shè)備[3]．本文研究的目的就是構(gòu)建一種艦船抗沉輔助決策系統(tǒng)，精確度高于抗沉性標(biāo)板圖，快捷性能夠盡量高于前人研究的系統(tǒng)，并且生成方案簡單易實(shí)施．

1 不沉性系統(tǒng)的構(gòu)建

艦船抗沉輔助決策系統(tǒng)是損管監(jiān)控系統(tǒng)中的防沉與抗沉模塊，其主要功能包括：

(1)監(jiān)測并評估艦船破損進(jìn)水情況，確定進(jìn)水對艦船浮態(tài)和穩(wěn)性的影響情況；

(2)評估實(shí)施各個(gè)抗沉艙對艦船浮態(tài)的影響，提供可實(shí)施的抗沉扶正方案；

(3)進(jìn)行這些方案優(yōu)選，確定最有效的扶正方案以供損管人員抗沉輔助決策參考．

在信息化時(shí)代，不沉性系統(tǒng)已經(jīng)成為進(jìn)行艦船抗沉決策的重要手段，對于艦船抗沉及損害快速修復(fù)具有重要意義和實(shí)用價(jià)值．

1.1 關(guān)鍵問題和解決方法

目前，進(jìn)行艦船抗沉輔助決策時(shí)，普遍存在這樣一對矛盾，即計(jì)算精確度與生成快速性、操作簡便性的矛盾．現(xiàn)有抗沉輔助決策的手段主要有兩種：抗沉性標(biāo)板圖和抗沉輔助決策系統(tǒng)[4]．抗沉性標(biāo)板圖最為簡便也最為快捷，但是使用精度嚴(yán)重不足，只能計(jì)算一艙破損的情況，而且嚴(yán)重依賴損管人員的經(jīng)驗(yàn)．抗沉輔助決策系統(tǒng)計(jì)算精確，可以獲得比較有效的抗沉方案，但是抗沉方案生成需要一定時(shí)間，而且使用復(fù)雜性也比抗沉性標(biāo)板圖要高．

以前進(jìn)行的研究中，為了保證獲得比較精確有效的抗沉方案，普遍使用各種優(yōu)化方法用于艦船抗沉輔助決策方案設(shè)計(jì)，有的甚至同時(shí)多種優(yōu)化方法并用，編制的抗沉輔助決策系統(tǒng)也相對比較復(fù)雜．這樣雖然使用精確性提高了，但是系統(tǒng)計(jì)算過程復(fù)雜、方案生成較慢，而且系統(tǒng)生成的較復(fù)雜抗沉方案也不易被正確執(zhí)行．艦船發(fā)生損害時(shí)維持艦船生命力的關(guān)鍵，是做出正確的損管決策，并能夠及時(shí)正確地實(shí)施損管措施．對實(shí)際艦船抗沉經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)表明，進(jìn)行抗沉決策的時(shí)間不得多于2 min．而艦員的素質(zhì)往往參差不齊，部分艦員在遇到緊急情況時(shí)容易慌亂，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)p管中出現(xiàn)錯(cuò)誤．

本文利用逼近理想解排序法(TOPSIS)對抗沉艙進(jìn)行排序，順序?qū)嵤┯行Э钩僚摚焖偕煽钩练桨福捎跅l件限制，目前無法使用能進(jìn)行船舶破損狀況計(jì)算的三維建模軟件，只能對船舶進(jìn)行AutoCAD二維建模，并通過MATLAB軟件編程來實(shí)現(xiàn)自己的抗沉輔助決策系統(tǒng)．為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高操作簡便性，不沉性系統(tǒng)直接以MATLAB軟件為基礎(chǔ)．所有需要的數(shù)據(jù)都直接輸入Excel表格，手動(dòng)在MATLAB軟件的主界面中輸入破損狀態(tài)后，MATLAB軟件會從Excel表格中讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算，輸出結(jié)果也直接寫在Excel表格中．

1.2 不沉性系統(tǒng)的基本框架

首先，構(gòu)建抗沉輔助決策系統(tǒng)的基本框架，確定系統(tǒng)的工作原理，建立系統(tǒng)工作流程圖，如圖1所示．

系統(tǒng)主要分為3個(gè)功能模塊：(1)艦船破損浮態(tài)和穩(wěn)性計(jì)算模塊；(2)進(jìn)行抗沉艙實(shí)施后影響計(jì)算和排序的抗沉艙計(jì)算模塊；(3)抗沉方案生成模塊．

1.3 破損浮態(tài)和破艙穩(wěn)性的計(jì)算

由于以計(jì)算靜水中的破艙穩(wěn)性為目標(biāo)，故選擇使用確定性方法．選擇以《船舶不沉性理論》提供的損失浮力法[5]建立平衡方程，借鑒以前的研究成果并綜合自身情況，選擇綜合使用文獻(xiàn)[6]中介紹的矩陣法和《艦船原理》中提供的損失浮力法[7]計(jì)算破損浮態(tài)．綜合使用《船舶不沉性理論》提供的損失浮力法[5]和《艦船原理》中提供的損失浮力法[7]計(jì)算破艙穩(wěn)性．

圖1 艦船抗沉輔助決策系統(tǒng)工作流程圖

1.3.1 破損浮態(tài)的計(jì)算 破損浮態(tài)的計(jì)算選擇綜合使用文獻(xiàn)[6]中的矩陣法和文獻(xiàn)[5]中的損失浮力法．

建立平衡方程：

(1)

其中

(2)

式中：V為破損后的排水體積，Xb、Yb、Zb為破損后的浮心坐標(biāo)，θ為橫傾角，φ為縱傾角．

平衡方程式(1)是非線性隱式的，可以表示為

(3)

其中Tm為平均吃水．

第二天上課時(shí)，我發(fā)現(xiàn)講臺上多了一個(gè)瓶子，里面插了一朵開得特別燦爛的梔子花。我不記得那節(jié)課我教給了學(xué)生什么，我只記得，他們給我上了一節(jié)課，那是我教師職業(yè)生涯中印象最深、感觸最大的一節(jié)課，也正是從那一節(jié)課開始，我的消極情緒一掃而光，取而代之的是永無止境的耐心和熱情。

DF(Xk)(X-Xk)+F(Xk)=0

(4)

式中：DF(Xk)為F(X)在Xk處的Jacobi矩陣[6]．

第k次近似時(shí)，以浮態(tài)參數(shù)修正值為未知數(shù)的逐次線性化方程組可以化為如下的矩陣形式：

(5)

于是，第k+1次近似時(shí)的浮態(tài)參數(shù)為

(6)

根據(jù)文獻(xiàn)[6]，按照船舶靜力學(xué)原理，可以求得下列偏導(dǎo)數(shù)：

(7)

式中：S為破損后的水線面面積，Xf、Yf、Zf為破損后的漂心坐標(biāo)，Ixf、Iyf、Ixyf為破損后的過漂心的坐標(biāo)軸的慣性矩．

則矩陣方程中的Jacobi矩陣DF(Xk)可化為

(8)

破損后吃水變化的計(jì)算，采用文獻(xiàn)[5]的損失浮力法：

平均吃水變化量

ΔT=T0-Tm

(9)

剩余干舷

F=D-Tm

(10)

艏艉吃水變化量

(11)

則破損后的艏艉吃水

(12)

1.3.2 破艙穩(wěn)性的計(jì)算 破艙穩(wěn)性的計(jì)算選擇綜合使用文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[7]中的損失浮力法．

根據(jù)文獻(xiàn)[5]，由船舶靜力學(xué)知識可知：

(13)

則破損后的穩(wěn)性為[5]

(14)

式中：h為剩余初穩(wěn)性高，H為破損后的縱穩(wěn)性高．

由于對于3種艙室都使用損失浮力法，不考慮Zg的變化．

破損后浮心變化量ΔZb為[5]

ΔZb=Zb-Zb0

(15)

對于第一類進(jìn)水艙：

破損后初穩(wěn)性高的損失量Δh和縱穩(wěn)性高的損失量ΔH為[5]

(16)

對于第二類進(jìn)水艙：

破損后橫穩(wěn)性半徑的損失量Δr與縱穩(wěn)性半徑的損失量ΔR為[5]

(17)

破損后初穩(wěn)性高的損失量Δh和縱穩(wěn)性高的損失量ΔH為[5]

(18)

對于第三類進(jìn)水艙：

破損后橫穩(wěn)性半徑的損失量Δr與縱穩(wěn)性半徑的損失量ΔR為[5]

(19)

破損后初穩(wěn)性高的損失量Δh和縱穩(wěn)性高的損失量ΔH為[5]

(20)

對于各類進(jìn)水艙室，剩余初穩(wěn)性高h(yuǎn)和縱穩(wěn)性高H均為[5]

(21)

1.4 抗沉艙的選擇

選擇抗沉艙時(shí)，先列出所有壓載水艙，即所有可以參與抗沉過程的艙室．如果某壓載水艙已經(jīng)破損則予以排除，剩下的壓載水艙即為可用抗沉艙．

1.5 抗沉艙的排序

1.5.1 TOPSIS

(1)TOPSIS的求解思路

TOPSIS是解決多屬性決策問題的方法之一，借助理想解和負(fù)理想解給方案集中各個(gè)方案進(jìn)行排序．該方法將每個(gè)方案的n個(gè)屬性值轉(zhuǎn)化為n維空間向量所指向的一個(gè)點(diǎn)，通過計(jì)算這個(gè)點(diǎn)與理想解點(diǎn)和負(fù)理想解點(diǎn)的空間歐氏距離，即可判定這個(gè)方案的優(yōu)劣程度．

理想解是方案集中并不存在的一個(gè)虛擬最佳方案，它的每個(gè)屬性值都是決策矩陣中該屬性的最好值；而負(fù)理想解是方案集中的虛擬最劣方案，它的每個(gè)屬性值都是決策矩陣中該屬性的最差值．

若一個(gè)方案相對于另一個(gè)方案，靠近理想解的同時(shí)，又遠(yuǎn)離負(fù)理想解，則為更優(yōu)方案．在方案集中，最靠近理想解同時(shí)又最遠(yuǎn)離負(fù)理想解的方案即為最優(yōu)方案，最遠(yuǎn)離理想解同時(shí)又最靠近負(fù)理想解的方案即為最劣方案．據(jù)此，可以對方案集中所有方案進(jìn)行排序，確定各個(gè)方案的優(yōu)先性[8]．

TOPSIS具有如下特點(diǎn)：可客觀地對多指標(biāo)情況下的各方案進(jìn)行綜合評價(jià)；可根據(jù)評估者的主觀偏好來對各方案進(jìn)行綜合評價(jià)；概念簡單，計(jì)算過程清晰，可操作性強(qiáng)．

(2)TOPSIS的算法步驟[8]

步驟1 用向量規(guī)范法，求得規(guī)范化決策矩陣

決策矩陣Y=(yij)，規(guī)范陣Z=(zij)，則

(22)

步驟2 構(gòu)成加權(quán)規(guī)范陣X

加權(quán)規(guī)范陣X=(xij)，權(quán)重W=(wj)T由決策人給定，則

xij=wj·zij

(23)

步驟3 確定理想解和負(fù)理想解

理想解

(24)

負(fù)理想解

(25)

步驟4 計(jì)算各方案到理想解與負(fù)理想解的距離

備選方案xi到理想解的距離

(26)

備選方案xi到負(fù)理想解的距離

(27)

(28)

1.5.2 TOPSIS確定抗沉艙排序 利用TOPSIS 對抗沉艙進(jìn)行排序的流程圖如圖2所示．

首先使用與計(jì)算破損浮態(tài)和穩(wěn)性相同的方法，計(jì)算各個(gè)可用抗沉艙對于艦船的影響參數(shù)．選擇其中對艦船扶正影響較大的參數(shù)，剩余初穩(wěn)性高h(yuǎn)、橫傾角θ、縱傾角φ、剩余干舷F、艏吃水Tf和艉吃水Ta，作為評價(jià)抗沉艙優(yōu)劣的指標(biāo)．

利用式(22)，將每個(gè)抗沉艙影響參數(shù)h、θ、φ、F、Tf、Ta作為yij進(jìn)行規(guī)范化，形成規(guī)范陣Z．

本次研究根據(jù)艦船損管經(jīng)驗(yàn)和戰(zhàn)例分析的成果，對權(quán)重做如下設(shè)定：W=(0.450 0.300 0.100 0.100 0.025 0.025)T，以適應(yīng)抗沉艙影響參數(shù)的特點(diǎn)．根據(jù)式(23)，求出加權(quán)規(guī)范陣X=W·Z．

以剩余初穩(wěn)性高h(yuǎn)盡可能大，剩余干舷F=D-Tm，橫傾角θ和縱傾角φ為0，艏吃水Tf和艉吃水Ta都等于Tm為最優(yōu)解，反之為最劣解．

圖2 TOPSIS進(jìn)行抗沉艙排序流程圖

1.6 抗沉方案的生成

文獻(xiàn)[9]中使用TOPSIS、文獻(xiàn)[10]中使用M-H法和文獻(xiàn)[11]中使用AHP法進(jìn)行扶正，都是采用一定的多屬性決策方法，對可用抗沉艙的有效性進(jìn)行排序，再按照有效性順序逐一實(shí)施抗沉艙，當(dāng)船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性達(dá)標(biāo)后就可以停止迭代，生成的抗沉方案就是最終的抗沉方案．因?yàn)閷钩僚摰挠行赃M(jìn)行過排序，并從有效性最高的抗沉艙開始實(shí)施，所以在扶正計(jì)算開始時(shí)，就能保證初始抗沉方案生成的正確指向性，省去了假設(shè)初始扶正方案并判定該方案是否正確，再判斷是否符合扶正要求的迭代過程，不但方案生成耗時(shí)較少，而且生成的方案簡單易行．

借鑒以前的研究成果，本次研究也按照這一思路來設(shè)計(jì)系統(tǒng)抗沉方案的生成．系統(tǒng)以艦船的剩余穩(wěn)性和浮態(tài)參數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)，以已破損的艙室不能作為調(diào)整艙室作為約束條件，按照抗沉艙室排序表中的排序逐一實(shí)施有效調(diào)整艙室，當(dāng)船舶的浮態(tài)和剩余穩(wěn)性達(dá)到指定范圍內(nèi)時(shí)(θ<π/60，初穩(wěn)性高h(yuǎn)>0)，扶正過程即告停止，扶正艙室的實(shí)施順序即為最終的抗沉方案．

輸出的結(jié)果只有破損后的船舶信息、抗沉艙實(shí)施的順序和實(shí)施扶正后的效果，實(shí)際使用中只需要對照艙室編號表，按順序?qū)嵤┛钩僚摷纯桑云谶_(dá)到提高方案簡單性的目的．

2 實(shí)船案例分析

系統(tǒng)編制結(jié)束后，需要選擇一艘實(shí)船進(jìn)行算例驗(yàn)證計(jì)算，驗(yàn)證系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求并具有可靠性．

由于保密性原因，此次實(shí)船算例驗(yàn)證計(jì)算未使用軍用艦船，使用的是某海事局溢油應(yīng)急處置船作為算例．

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

首先需對算例船所有可能進(jìn)水的艙室進(jìn)行編號，形成艙室編號表．

接著，需要計(jì)算各個(gè)艙室影響到船舶浮態(tài)和穩(wěn)性的艙室要素，將其匯入艙室要素表中．

不同載況船體水下要素輸入船體要素表中不同的sheet中，計(jì)算時(shí)根據(jù)載況不同分別讀?。渲衪ype=1代表空載狀況，type=2代表標(biāo)準(zhǔn)狀況，type=3代表滿載狀況．

2.2 系統(tǒng)驗(yàn)證計(jì)算

2.2.1 破損情況的計(jì)算 選擇標(biāo)準(zhǔn)載況作為初始裝載狀態(tài)，系統(tǒng)的MATLAB輸入界面中輸入type=2；假定左舷No.1壓載水艙(即2號艙)破損，破損類型為第三類進(jìn)水艙，在系統(tǒng)中輸入該艙室編號和進(jìn)水艙類型，i=2，st=3．運(yùn)行抗沉輔助決策計(jì)算程序stability．

系統(tǒng)的破損浮態(tài)和穩(wěn)性計(jì)算模塊會計(jì)算出此時(shí)船舶的穩(wěn)性和浮態(tài)，見表1．

2.2.2 抗沉艙的選擇和排序 系統(tǒng)會根據(jù)船舶的橫傾角θ和初穩(wěn)性高h(yuǎn)判斷是否需要扶正，如θ≥π/60或h≤0則需要扶正，反之則無須進(jìn)行扶正．

如果系統(tǒng)判斷需要扶正，則運(yùn)行抗沉艙計(jì)算模塊．抗沉艙計(jì)算模塊會采用計(jì)算浮態(tài)和穩(wěn)性相同的方法，計(jì)算出各個(gè)抗沉艙對于破損后的艦船浮態(tài)和穩(wěn)性的影響(已破損的艙室填0補(bǔ)位)，見表2．

之后，系統(tǒng)會使用TOPSIS，計(jì)算各個(gè)抗沉艙的優(yōu)劣程度(已破損的艙室同樣填0補(bǔ)位)．

接著，系統(tǒng)會對使用TOPSIS計(jì)算得到的抗沉艙的優(yōu)劣按照由大到小的順序進(jìn)行排序，排序的結(jié)果即為抗沉艙排序表(已破損的艙室同樣填0補(bǔ)位)，見表3．

表1 破損情況表

表2 抗沉艙對扶正貢獻(xiàn)情況表

表3 抗沉艙優(yōu)劣程度排序和實(shí)施順序表

2.2.3 抗沉方案的生成 扶正計(jì)算模塊會按照抗沉艙排序表順序?qū)嵤┛钩僚?，并?jì)算扶正后的浮態(tài)和穩(wěn)性．當(dāng)浮態(tài)和穩(wěn)性達(dá)標(biāo)(θ<π/60，h>0)后，實(shí)施過程停止．實(shí)施抗沉艙的順序和過程，即為抗沉輔助決策方案，見表3．

最后，系統(tǒng)會把破損后的船舶信息、抗沉艙實(shí)施的順序和實(shí)施扶正后的效果，統(tǒng)一寫入艦船扶正情況表中，見圖3．

圖3 艦船扶正情況表

2.3 計(jì)算結(jié)果分析

系統(tǒng)最終的輸出結(jié)果，也就是顯示在操作人員面前的，只有艦船扶正表(圖3)．其他表只填寫在excel表格中，只有必要時(shí)才調(diào)出，以實(shí)現(xiàn)操作簡便的特點(diǎn)．

驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果表明，進(jìn)行扶正后，實(shí)船的初穩(wěn)性高比扶正前有所提高且大于零，橫傾角θ減小到指定范圍內(nèi)(θ<π/60)，縱傾角φ和艏艉吃水差(Tf-Ta)有所增大、剩余干舷F有所減小，但均在可接受范圍內(nèi)．因而可以證明，不沉性系統(tǒng)提供的抗沉方案正確有效，且在一艙破損情況下計(jì)算精確度能夠基本滿足實(shí)際要求．

整個(gè)破損計(jì)算耗時(shí)不足2 min，實(shí)現(xiàn)了編制系統(tǒng)時(shí)提出的對于快速性要求．

3 結(jié) 語

為了提高系統(tǒng)的簡便性和快速性，系統(tǒng)選擇直接基于MATLAB軟件進(jìn)行計(jì)算；為了盡可能提高抗沉方案生成的快速性和方案的可實(shí)施性并保證足夠計(jì)算精度，選擇綜合使用損失浮力法和矩陣法計(jì)算破損浮態(tài)和破艙穩(wěn)性，使用TOPSIS快速生成抗沉方案．系統(tǒng)建立過程中以保證系統(tǒng)易操作性、方案生成快速性、方案簡單性為主要目標(biāo)，兼顧計(jì)算精確性，保證不沉性系統(tǒng)更好地適應(yīng)實(shí)際中的抗沉輔助決策．

此次研究由于實(shí)際條件限制(缺乏NAPA、COMPASS等軟件)未能三維建模計(jì)算，因而該艦船抗沉輔助決策系統(tǒng)必然存在計(jì)算精確性較低的問題．尤其是船舶多艙連破的情況，二維建模的簡單疊加是無法模擬出真實(shí)情況的多艙破損對船舶的疊加影響．因而在實(shí)船案例計(jì)算中，選擇驗(yàn)證一艙破損情況．實(shí)船案例的驗(yàn)證計(jì)算表明，此次編制的艦船輔助抗沉決策系統(tǒng)能夠基本滿足實(shí)際的計(jì)算精確度要求，而且該艦船不沉性系統(tǒng)的確實(shí)現(xiàn)了最主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)：(1)操作相對簡單；(2)抗沉方案生成快捷、耗時(shí)少；(3)生成的方案簡單易懂、易實(shí)施．

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Study of floodability decision-making aid system of warship based on TOPSIS

ZHANG Weiying*1, LIN Li2, LIN Yan2, YU Xin1, JIN Zhao1, WANG Qi2, MAO Xiaoxu1

( 1.School of Navigation and Naval Architecture, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China；2.Faculty of Vehicle Engineering and Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China )

Quick and efficient damage control is the key to maintain the vitality of warship when the naval vessel is damaged. As a result, excellent counter-flooding decision-making aid is an important guaranty for quickly and efficiently implementing anti-flooding action. Aiming at solving the problem that the present counter-flooding decision-making aid system always provides counter-flooding decision which is time-consuming and complexly operating, the technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) is applied to the naval vessel floodability system. In this way, a counter-flooding decision-making aid system with the characteristics of easy, fast and simple implementation in providing counter-flooding scenario and enough accuracy in actual requirements, is built. Finally, a ship case is used as a simulation example to test that the reliability, rapidity, convenience for operation and accuracy of the system exactly meet the requirements in engineering.

warship damage control technology; technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS); floodability; counter-flooding scenario; decision-making aid

1000-8608(2017)03-0271-08

2016-10-15；

2017-03-27．

國家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(51309045)；遼寧省高校杰出青年學(xué)者支持計(jì)劃項(xiàng)目(LJQ2014075).

張維英*(1963-)，女，教授，E-mail:zwy@dlou.edu.cn；林 力(1989-)，男，博士生，E-mail:892993840@qq.com.

U674.7

A

10.7511/dllgxb201703009