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基于相似性加权的复杂系统费用测算模型

常菊 刘晓东 何荧

常菊,刘晓东,何荧. 基于相似性加权的复杂系统费用测算模型[J]. 北京航空航天大学学报,2026,52(3):784-790
引用本文: 常菊,刘晓东,何荧. 基于相似性加权的复杂系统费用测算模型[J]. 北京航空航天大学学报,2026,52(3):784-790
CHANG J,LIU X D,HE Y. Complex equipment cost estimation model based on similarity weight[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2026,52(3):784-790 (in Chinese)
Citation: CHANG J,LIU X D,HE Y. Complex equipment cost estimation model based on similarity weight[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2026,52(3):784-790 (in Chinese)

基于相似性加权的复杂系统费用测算模型

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0840
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:xdliu6609@qq.com

  • 中图分类号: V267

Complex equipment cost estimation model based on similarity weight

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  • 摘要:

    为进一步提高航天器等大型复杂系统的费用测算精度,将大型复杂系统看作一定参数集合的系统分布,定义待测系统与样本的Jensen-Shannon(JS)散度、灰色关联度及综合相似度,根据综合相似度计算样本权重大小,构建复杂系统费用测算的加权回归模型。当样本量较少不满足最小二乘法建模条件时,选择综合相似度最大的样本作为基准样本,构建费用的驱动效应矩阵,根据矩阵中参数与费用的JS散度大小,按序选取散度较大的参数作为测算模型的自变量。针对样本量大于和不大于参数量2种情况实例计算结果。结果表明:基于JS散度和灰色关联度融合的相似性加权回归测算模型具有较高的预测精度和稳定性。

     

  • 表  1  机载电子设备费用样本

    Table  1.   Sample of airborne electronic equipment costs

    飞机型号 首飞时间$ {x}_{1}/\text{a} $ 质量$ {x}_{2}/\text{kg} $ 体积$ {x}_{3}/{\mathrm{m}}^{3} $ 功率$ {x}_{4}/\text{kW} $ 实际平均费用
    $ c $/103美元
    A-6E 70 624.25 0.5691 6.4 1069
    A-7D 68 508.25 0.7101 10.5 669
    F-4D 65 790.41 0.8430 8.2 582
    A-10A 72 265.14 0.2394 3.1 315
    E-4E 67 566.14 0.6773 5.3 662
    F-4J 66 1021.05 0.9824 19.4 1329
    F-15A 72 717.32 0.8331 22.5 2488
    F-111A 64 805.40 0.8774 5.6 1267
    F-111D 68 1068.72 0.9102 12.5 2392
    F-111F 71 933.88 1.0611 8.9 1577
    FB-111A 70 1136.36 1.3432 7.9 1965
    F-14A 70 998.35 1.0628 29.4 2383
    A-7E 68 653.76 0.8413 8.3 828
    F-111E 69 987.00 1.1054 8.9 1564
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    表  2  3个待预测机载电子设备综合相似度和权重

    Table  2.   Comprehensive similarity and weight of three predicted airborne electronic devices

    飞机型号 相似度 权重
    与F-14A对比 与A-7E对比 与F-111E对比 与F-14A对比 与A-7E对比 与F-111E对比
    A-6E 0.77 0.85 0.80 0.09 0.10 0.09
    A-7D 0.76 0.90 0.81 0.09 0.10 0.09
    F-4D 0.75 0.88 0.82 0.09 0.10 0.09
    A-10A 0.52 0.55 0.53 0.06 0.06 0.06
    E-4E 0.73 0.87 0.78 0.09 0.10 0.09
    F-4J 0.85 0.75 0.81 0.10 0.08 0.09
    F-15A 0.82 0.81 0.74 0.10 0.09 0.08
    F-111A 0.70 0.78 0.76 0.08 0.09 0.09
    F-111D 0.83 0.86 0.87 0.10 0.10 0.10
    F-111F 0.86 0.82 0.92 0.10 0.09 0.11
    FB-111A 0.82 0.79 0.88 0.10 0.09 0.10
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    表  3  4种预测方法的结果比较

    Table  3.   Result comparison of four prediction methods 万元

    飞机型号 实际
    费用
    回归
    预测费用[17]
    支持向量机
    预测[17]
    基于熵理论
    预测[17]
    本文方法
    预测
    F-14A 2383 2182 2465 2695.8 2558.80
    A-7E 828 708 1114 922.4 911.49
    F-111E 1564 753 1867 1701.8 1682.80
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    表  4  4种预测方法的预测误差比较

    Table  4.   Comparison of prediction errors among four prediction methods

    飞机型号 回归预测
    误差/% [17]
    支持向量机
    预测误差/% [17]
    基于熵理论
    预测误差/% [17]
    本文方法
    预测误差/%
    F-14A 8.43 3.44 13.13 7.37
    A-7E 14.49 34.54 11.40 10.08
    F-111E 51.85 19.37 8.81 7.60
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    表  5  运输机性能数据与费用

    Table  5.   Performance data and cost of transport aircraft

    飞机型号 最大起飞质量
    $ {x}_{1}/\text{kg} $
    机身长
    $ {x}_{2}/\text{m} $
    机高
    $ {x}_{3}/\text{m} $
    起飞距离
    $ {x}_{4}/\text{m} $
    满油航程
    $ {x}_{5}/\text{km} $
    最大平飞速度
    $ {x}_{6}/(\text{m}\cdot {\text{s}}^{{-1}}) $
    空重
    $ {x}_{7}/\text{kg} $
    载油量
    $ {x}_{8}/\text{kg} $
    费用
    $ c $/万元
    A 13494 23.500 8.43 867 4262 425.0 6597 5683 6666.70
    B 6849 14.390 4.57 987 3701 746.0 3655 2640 3524.30
    C 9979 16.900 5.12 1581 4679 874.0 5357 3350 6569.90
    D 5670 13.340 4.57 536 3641 536.0 3656 1653 5586.23
    E 63503 39.750 9.30 1859 6764 925.0 33183 21273 27768.80
    F 22000 29.870 6.75 1200 2870 907.0 34360 5500 17575.20
    G 21500 27.170 7.65 1050 2000 580.0 12200 5000 18137.60
    H 70310 29.790 11.66 1091 7876 602.0 36300 36300 50476.00
    I 21000 24.615 7.30 1300 3100 819.2 11700 6000 14250.00
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    表  6  6种预测方法的比较

    Table  6.   Comparison of six prediction methods

    飞机型号实际费用/万元不同预测方法预测费用/万元
    偏最小二乘回归[18]相似信息优先原理[6]逐步多元回归预测[19]极大熵[19]基于熵理论[17]本文预测方法
    I1425010510152621368014530.271401614028.3
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-29
  • 录用日期:  2024-03-06
  • 网络出版日期:  2024-04-10
  • 整期出版日期:  2026-03-31

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