(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210994051.5 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 郑州大学 地址 450000 河南省郑州市高新 技术开发 区科学大道100号 申请人 郑州郑大智能科技股份有限公司 (72)发明人 李和林　张瑞　田亚辉　赵华东　 王亚辉　许俊杰　付春健　汪欣欣　 (74)专利代理 机构 郑州中原 专利事务所有限公 司 41109 专利代理师 李想 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06N 7/02(2006.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于改进雷达图方法的水工闸门健康评估 方法 (57)摘要 基于改进雷达图方法的水工闸门健康评估 方法， 包括步骤1、 水工弧形闸门健康评估体系构 建： 建立包含目标层、 准则层和指标层的多层次 水工弧形闸门健康评估指标体系； 步骤2、 指标数 据获取： 通过检测获取指标数据； 指标数据包含 量化性的指标和非量化性的指标； 步骤3、 指标预 处理； 步骤4、 改进雷达图的闸门健康评估模型构 建。 针对水工钢闸门状态评估涉及应力、 挠度、 振 动、 腐蚀等多因素影响， 提出了包含目标层、 准则 层和指标层的闸门健康评估体系， 提出运用模糊 层次分析法和改进雷达图法相结合的水工闸门 健康评估模 型和评估 方法。 既可以利用雷达图形 可以直观给出评价结果， 又可以利用评价函数定 量的给出评价值， 实现对水工闸门的综合康健评 估。 权利要求书3页 说明书12页 附图8页 CN 115455582 A 2022.12.09 CN 115455582 A 1.基于改进雷达图方法的水工闸门健康评估方法， 其特 征在于， 它包括如下步骤： 步骤1、 水工闸门健康评估体系构建： 建立包含目标层、 准则层和指标层的多层次水工 闸门健康评估指标体系； 步骤2、 指标数据获取： 通过检测获取指标数据； 指标数据包含量化性的指标和非量化 性的指标； 步骤3、 指标预处理： (1)指标标准化： 针对量化性的指标， 将各指标的数值映射到(0,1) 区间内， 其测量值越接近理想工作状态， 其大小越接近1， 相反越接近失效状态， 其大小越接 近0； 对于非量化性的指标是由专 业运维管理人员打分确定； (2)确定指标权重： 采用模糊层 次分析法对形闸门的指标权 重进行确定； 步骤4、 改进雷达图的闸门健康评估模型构建： (1)雷达图综合评价； (2)雷达图法的改 进方法。 2.根据权利要求1所述的基于改进雷达图方法的水工闸门健康评估方法， 其特征在于： 步骤3中， 量 化性的指标的映射 函数P(xi)为 P(xi)表示原始数据经映射函数映射后值， xi， xop， xmax分别代表原始数据输入、 数据最好 值和最大值。 3.根据权利要求1所述的基于改进雷达图方法的水工闸门健康评估方法， 其特征在于： 步骤3中， 模糊层次分析法包括如下步骤： 建立的模糊判断矩阵R： 对判断矩阵进行一 致性处理过程为： 1)根据判断矩阵求行和 2)建立优先关系矩阵: 式中： pij＝(pi‑pj)/2n+0.5(i,j＝1,2,. ..,n)； 3)确定相对权 重 计算求出模糊一致判断矩阵的特征向量， 采用单层权重公式， 然后对其进行归一化处 理， 即可以求出 各评价指标因素的相对权 重； 计算公式为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115455582 A 2式中， wi’为第i个指标因素的权重值； n为r的阶数； a＝(n ‑1)/2； rij为判断矩阵中的元 素值， 表明因素i和因素j相比的优先性； 归一化处理公式为： Wi即为第i个指标因素的权 重。 4.根据权利要求1所述的基于改进雷达图方法的水工闸门健康评估方法， 其特征在于： 步骤4中， 雷达图综合评价包括： a)特征提取： 取第i个评价对象的雷达图的面积为Si和周长Li作为特征向量， 指标数为 n， 第j项指标的标准 值为zij； 根据三角函数的正 余弦定理可计算出 雷达图的周长和面积为： b)构造评价向量Vi Vi＝[vi1,vi2] 其中， 式中Sm＝max{si}； 向量分量vil是面积评价值， 其大小反映了评价的对象的整体水平； vi2是周长评价值， 其值为相同周长下的面积比， 反映了 评价指标的均衡程度； c)构造评价函数： 评价 函数取评价向量的几何平均值， 计算评价 值， 根据评价 值判断对各评价对象进行排序。 5.根据权利要求1所述的基于改进雷达图方法的水工闸门健康评估方法， 其特征在于： 雷达图法的改进方法包括： a)引入标准体系； b)改进绘制方法： 采用多边形雷达图绘制方法， 通过各指标权重大小转化为角度值划 分区域大小， 并将各指标对应扇形区域的角平分线作为指标数据轴， 依 次连接指标数据轴 的标记点、 区域分界线 端点和单位圆 圆心组成四边形区域 来表示一个指标的雷达图区域； c)引入熵值作为特征向量： 假设某次运用雷达图进行综合评价的对象为n个， 总共有m 项评估指标， xij表征第i个评估对象的第j项指标值大小， pij为对xij进行归一化后得到的 值， 有 则第i个评估 对象的熵值可表达为权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115455582 A 3