王智泉

[摘 ?要]數(shù)據(jù)挖掘是指通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特定分析，揭示數(shù)據(jù)內(nèi)部蘊(yùn)藏的聯(lián)系和規(guī)律，以供后續(xù)應(yīng)用。隨著海洋運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，運(yùn)輸船舶的電子系統(tǒng)種類(lèi)越來(lái)越多，其中很多電子設(shè)備是保障海上安全的必要設(shè)備。同時(shí)，船舶運(yùn)行的海洋環(huán)境異常復(fù)雜，船舶電子設(shè)備常年受到海風(fēng)海浪清濁，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備電路損害等情況，如何能夠在船舶航行中預(yù)測(cè)并發(fā)現(xiàn)攜帶的備件損耗是保障船舶航行安全的必要條件。

[關(guān)鍵詞]船舶;數(shù)據(jù)挖掘技術(shù);備件管理;應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：U692-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）23-0027-01

在船舶的實(shí)際航海過(guò)程中，為了確保船舶的安全航行，在出航之前都會(huì)根據(jù)航行的實(shí)際需求配備一定數(shù)量的機(jī)械備件，以防止在航行過(guò)程中出現(xiàn)相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致船舶無(wú)法正常航行，然而如何確定應(yīng)該攜帶多少備件是合理的攜帶，卻是在實(shí)際備件準(zhǔn)備過(guò)程中最困難掌握的。為了改善與提升船舶備件的庫(kù)存管理，在能夠保障船舶能夠安全航行備件損耗替換應(yīng)用需求的同時(shí)，盡可能的減少航行過(guò)程中備件的攜帶這一目的，因此，在備件管理系統(tǒng)當(dāng)中，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從而達(dá)到以最少的備件攜帶滿(mǎn)足船舶航行的需求。

一、船舶備件管理系統(tǒng)功能

船舶備件管理系統(tǒng)主要目的是根據(jù)船舶執(zhí)行任務(wù)的航行周期條件及船舶歷史航行備件數(shù)據(jù)來(lái)估算所需要攜帶的備件種類(lèi)及數(shù)量，并且使其在確保安全的前提下備件量最少。整個(gè)船舶備件管理系統(tǒng)按功能劃分為以下幾個(gè)模塊：1）船舶備件總功能管理模塊船舶攜帶的備件按功能進(jìn)行歸類(lèi)，并分配不同的責(zé)任主體人。2）備件庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)在船舶航行中，對(duì)重要的設(shè)備或關(guān)鍵零部件需要進(jìn)行備件以在損壞失靈時(shí)進(jìn)行替換，備件管理數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)此進(jìn)行管理。3）設(shè)備損耗數(shù)據(jù)管理對(duì)船舶在航行過(guò)程中的備件損耗及零部件損耗進(jìn)行記錄并按照發(fā)生時(shí)間保存。4）備件決策管理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘處理，對(duì)船舶任務(wù)目標(biāo)中所需要攜帶的備件及零部件進(jìn)行部署。此外，整個(gè)船舶備件管理系統(tǒng)還包括用戶(hù)權(quán)限管理﹑備件服務(wù)商管理等輔助模塊。

二、備件管理系統(tǒng)決策模型設(shè)計(jì)

（一）決策模型設(shè)計(jì)

在基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶備件與決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)，所有的系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)都是為了最終的船舶航行備件的最優(yōu)化庫(kù)存管理服務(wù)的，所以在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)一定要對(duì)船舶備件與決策的詳細(xì)思想進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，才能夠確保最終實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)化決策能夠符合實(shí)際應(yīng)用需求。在實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該首先錄入在各種不同的復(fù)雜環(huán)境下的船舶航行備件損耗情況，然后才能夠根據(jù)這些歷史數(shù)據(jù)結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)自動(dòng)化分析最終摒棄人為主觀因素的影響，只考慮歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前應(yīng)用環(huán)境的類(lèi)似分析，形成最客觀的分析數(shù)據(jù)結(jié)果，為船舶的安全航行提供最有力的保障。

1備件損耗因素分析

在船舶航行過(guò)程中備件合理化攜帶的決策研究時(shí)，為了更精確的研究最佳的備份庫(kù)存管理，就需要對(duì)備件的損耗因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)而才可以根據(jù)具體的備件損耗條件下，可能存在不同量的備件損耗，進(jìn)而為更好的備件庫(kù)存決策提供更有力的支持。在船舶實(shí)際的航行過(guò)程中，最影響船舶備件損耗的主要還是復(fù)雜的海航路線(xiàn)對(duì)船舶備件的損耗的差異，所以研究備件損耗決策就需要對(duì)海航的外部影響因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，分析可能影響船舶備件損耗使用的海事條件。影響船舶備件損耗的因素可以概括為以下幾個(gè)方面：海域：不同的海域，存在不同的航行條件，比如水流、海深等。水質(zhì)：海水的堿性會(huì)對(duì)船體的個(gè)別設(shè)備直到腐燭的作用，因此海域的水質(zhì)狀況也是備件損耗的考慮范圍。水溫：船舶航海在海面上，相對(duì)比較潮濕，如果再加上足夠的溫度容易導(dǎo)致相關(guān)備件生繡，進(jìn)而影響備件的正常壽命。天氣：如果船舶在航行過(guò)程中遇到大風(fēng)、海陳等惡劣的天氣，則需要船體在更高負(fù)荷下才能夠應(yīng)對(duì)這一復(fù)雜的航行條件，因此也就使得高負(fù)荷下的船體備件更容易損壞。時(shí)間：在不同的歷史時(shí)期，即使在同一天，早上和中午的不同，也會(huì)影響船舶的航行條件，進(jìn)而影響船舶備件的使用。人員：人員的專(zhuān)業(yè)水平對(duì)維護(hù)設(shè)備產(chǎn)生的影響。設(shè)備狀態(tài)：設(shè)備狀態(tài)的不同導(dǎo)致備件的消耗不同。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間：運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，設(shè)備備件消耗越多。在船舶實(shí)際的航行過(guò)程中，在不同的復(fù)雜航行海事條件事會(huì)出現(xiàn)不同的備件損耗，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）因果關(guān)聯(lián)。船舶備件的損耗有時(shí)是有一定的因果必然聯(lián)系，比如如果船舶在大風(fēng)、海喊等復(fù)雜的海事航行條件下，就肯定需要船舶航行在更高的負(fù)荷條件以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的航行條件，此時(shí)備件就會(huì)因?yàn)檫^(guò)度的使用而減少使用壽命。2）共同作用關(guān)系。船舶在實(shí)際的航行過(guò)程中，不可能只是面臨一種航行條件的影響，最實(shí)際的情況就是在多個(gè)不同的復(fù)雜環(huán)境下共同作用的結(jié)果，所以在實(shí)際的備件損耗條件評(píng)估時(shí)，就一定要考慮多個(gè)復(fù)雜條件的共同作用影響。3）動(dòng)態(tài)主次條件影響。船舶在不同的海域及外在的復(fù)雜條件影晌下，其主要影響因素問(wèn)題在不斷的變化的，在某一時(shí)刻可能天氣是主導(dǎo)因素，而某一時(shí)刻又可能因?yàn)楹Ｓ虻牟煌瑢?duì)備件的損耗造成明顯的不同，所以在實(shí)際考慮時(shí)要注意航行條件的復(fù)雜變化。

2備件損耗評(píng)估算法

在基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶備件與決策系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究時(shí)，為了更好的協(xié)助船舶航行備件的最優(yōu)化庫(kù)存管理攜帶，就需要根據(jù)備件損耗的外在因素進(jìn)行相應(yīng)的算法分析設(shè)計(jì)，進(jìn)而才可以根據(jù)相關(guān)不同的外在航行條件下的不同備件損耗因素分析出在當(dāng)前的航行條件下最優(yōu)化的備件庫(kù)存。在船舶航行庫(kù)存?zhèn)浼淖顑?yōu)化評(píng)估時(shí)，往往都是根據(jù)歷史的航行數(shù)據(jù)并結(jié)合當(dāng)前的航行條件，然后才能夠進(jìn)行比對(duì)分析，最終決策出最優(yōu)化的備件庫(kù)存，同時(shí)，在傳統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)挖掘分析時(shí)，大多挖掘算法都需要先驗(yàn)的知識(shí)支持，而由于船舶備件損耗條件的不確定性，所以也不能夠提供有效的先驗(yàn)知識(shí)支持，所以通過(guò)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析算法理論很難達(dá)到實(shí)際的備件損耗評(píng)估分析的應(yīng)用需求。粗糖集理論在處理不精確、不完整以及不一致數(shù)據(jù)方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，所以其逐漸演化成分析解決不完整數(shù)據(jù)的最有效的工具之一，因此在基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶備件與決策系統(tǒng)研究時(shí)也采用了粗糖集理論作為備件決策的評(píng)估算法理念。

（二）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

1數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶備件與決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用需求，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)也需要根據(jù)需求提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表，專(zhuān)門(mén)用于相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，進(jìn)而滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新操作的需求，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)，主要設(shè)計(jì)了用戶(hù)信息表、備件主體信息存儲(chǔ)表、備件庫(kù)存信息表、用戶(hù)權(quán)限信息表、備件損耗存儲(chǔ)信息表以及備件服務(wù)廠商信息表等。

2數(shù)據(jù)庫(kù)的配置

在基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶備件與決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)主要是用來(lái)存儲(chǔ)船舶備件庫(kù)存及備件損耗相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，因此，為了能夠更好的使用數(shù)據(jù)庫(kù)，就需要我們先安裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)并進(jìn)行相應(yīng)的配置才能夠滿(mǎn)足我們實(shí)際應(yīng)用的需求。在數(shù)據(jù)庫(kù)配置時(shí)，考慮到所有的數(shù)據(jù)操作都是需要和數(shù)據(jù)庫(kù)打交道，并且在數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)每次都要進(jìn)行連接的創(chuàng)建，而創(chuàng)建鏈接是非常耗時(shí)的，所以為了優(yōu)化數(shù)據(jù)的操作響應(yīng)效率，就需要在數(shù)據(jù)庫(kù)配置時(shí)提供鏈接池，當(dāng)需要連接數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)只需要到連接池中取連接即可，而不需要重新創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)連接，因而減少了系統(tǒng)資源開(kāi)銷(xiāo)，提升數(shù)據(jù)庫(kù)的存取效率。

總之，本文基于數(shù)據(jù)挖掘的船舶備件與決策系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，然后對(duì)船舶備件決策算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后從數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)配置以及數(shù)據(jù)庫(kù)的連接設(shè)計(jì)等幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方面分析了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，為更好的系統(tǒng)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王珩.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在港口船舶信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2011，06.

[2] 林祎珣.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在海上交通特征分析中的應(yīng)用研究[D].集美大學(xué)，2011.

[3] 殷勝.船舶備件管理與決策系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2014，10.