安全系統(tǒng)工程exam-系統(tǒng)安全決策課件

系統(tǒng)安全決策系統(tǒng)安全決策1決策：預(yù)測資料擬定實施方案特定的目標(biāo)最佳執(zhí)行方案分析主客觀條件人的智慧科學(xué)的理論和方法安全決策

決策：預(yù)測資料擬定實施方案特定的目標(biāo)最佳執(zhí)行方案分析主客觀條2安全決策概述1）決策概念指人們在求生存與發(fā)展過程中，以對事物發(fā)展規(guī)律及主客觀條件的認識為依據(jù)，尋求并實現(xiàn)某種最佳(滿意)準(zhǔn)則和行動方案而進行的活動。

2）決策要素合理的準(zhǔn)則(標(biāo)準(zhǔn))體系、足夠可靠的信息數(shù)據(jù)、可供選擇的決策方法、落實的決策組織和實施辦法。

3）安全決策的理解決策是在價值判斷的基礎(chǔ)上作出抉擇和選擇。安全的價值或效用是不容置疑的，所以，安全決策同樣是建立在安全價值判斷基礎(chǔ)上的。

安全決策概述34）決策與評價關(guān)系決策與評價既有區(qū)別，又有共同點。決策和綜合評價有共同的理論基礎(chǔ)和組成要素，其方法和步驟大致相同。評價是指評價主體估測評價對象(客體)達到既定需求的過程。它是根據(jù)既定的準(zhǔn)則體系來測評客體的各種屬性量值及其滿足主體需求的效用(價值)。決策是主體根據(jù)既定的準(zhǔn)則考察客體什么情況下的最優(yōu)效用（價值）。決策往往是事前進行的選擇，而系統(tǒng)評價大多在事后進行。決策總是在多個備選方案中作抉擇，而系統(tǒng)評價可以只對一個方案進行評判。安全決策

4）決策與評價關(guān)系安全決策45）決策的分類確定型決策、非確定型決策（1）確定型決策定義：在一種已知的完全確定的自然狀態(tài)下，選擇滿足目標(biāo)要求的最優(yōu)方案。條件：①存在著決策者希望達到的一個明確目標(biāo)(收益大或損失小)；②只存在一個確定的自然狀態(tài)；③存在著決策者可選擇的兩個或兩個以上的抉擇方案；④不同的決策方案在確定的狀態(tài)下的益損值可以計算。安全決策

5）決策的分類安全決策5（2）非確定型決策定義：當(dāng)決策問題有兩種以上自然狀態(tài)，事件發(fā)生是不確定的，在此情況下的決策稱為非確定型決策。包含：風(fēng)險型決策、完全不確定型決策風(fēng)險型決策：當(dāng)決策問題自然狀態(tài)的概率能確定，即是在概率基礎(chǔ)上做決策，但要冒一定的風(fēng)險。完全不確定型決策：如果自然狀態(tài)的概率不能確定，即沒有任何有關(guān)每一自然狀態(tài)可能發(fā)生的信息，在此情況下的決策就稱為完全不確定型決策。風(fēng)險型決策條件：①存在著決策者希望達到的一個明確目標(biāo)；②存在著決策者無法控制的兩種或兩種以上的自然狀態(tài)；③存在著可供決策者選擇的兩個或兩個以上的抉擇方案；④不同的抉擇方案在不同的自然狀態(tài)下的益損值可以計算出來；⑤每種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率可以估算出來。安全決策

（2）非確定型決策安全決策6安全決策過程與決策要素1）決策過程安全決策

安全決策過程與決策要素1）決策過程安全決策72）決策要素決策要素：決策單元、準(zhǔn)則體系、決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境、決策規(guī)則等。（1）決策單元和決策者決策者是指對所研究問題有權(quán)利有能力作出最終判斷與選擇的個人或集體。決策單元包括決策者及共同完成決策分析研究的決策分析者，以及用以進行信息處理的設(shè)備。（2）準(zhǔn)則(指標(biāo))體系備選方案中，各方案一般可進行細化為各部分（相當(dāng)于方案的下一層），對于一個大的系統(tǒng)，方案往往能夠細化為多層結(jié)構(gòu)形式。為了配合方案各層的選擇，決策準(zhǔn)則也常具有層次結(jié)構(gòu)。其中，準(zhǔn)則體系最上層的總準(zhǔn)則只有一個，一般比較宏觀、籠統(tǒng)、抽象，不便于量化、測算、比較、判斷。而各級子準(zhǔn)則，直到相當(dāng)具體、直觀，并可以直接或間接地用備選方案本身的屬性(性能、參數(shù))來表征。安全決策

2）決策要素安全決策8（３）決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境根據(jù)決策變量的類型（連續(xù)、離散），決策可分為多目標(biāo)決策和多屬性決策，二者又統(tǒng)稱為多準(zhǔn)則決策；根據(jù)決策環(huán)境條件可分為確定性和非確定性兩大類。（４）決策規(guī)則將多準(zhǔn)則問題方案的全部屬性值的大小進行排序，從而依序擇優(yōu)。這種促使方案完全序列化的規(guī)則，便稱為決策規(guī)則。決策規(guī)則一般分為兩大類：最優(yōu)規(guī)則和滿意規(guī)則。安全決策

（３）決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境安全決策9３）安全決策步驟（１）確定目標(biāo)決策過程首先需要明確目標(biāo)，也就是要明確需要解決的問題。安全決策所涉及的主要問題就是保證人們的生產(chǎn)安全，生活安全和生存安全。由于這樣的目標(biāo)所涉及的范圍和內(nèi)容太大了，以至于無法操作，實際應(yīng)用中一般需要進一步界定、分解和量化。（２）確定決策方案對目標(biāo)進行調(diào)查研究、詳細的技術(shù)設(shè)計、預(yù)測分析，擬出可供選擇的方案。安全決策

３）安全決策步驟安全決策10（３）潛在問題或后果分析對備選決策方案，決策者要向自己提出“假如采用這個方案，將要產(chǎn)生什么樣的結(jié)果；假如采用這個方案，可能導(dǎo)致哪些不良后果和錯誤。”等問題，從這些可能產(chǎn)生的后果中進行比較，以決定方案的取舍。其中，需要注意：人身安全問題、人的精神和思想問題和人的行為問題。（４）實施與反饋決策方案在實施過程中應(yīng)注意制定實施規(guī)劃，落實實施機構(gòu)、人員職責(zé)，并及時檢查與反饋實施情況。使決策方案在實施過程中趨于完善并達到預(yù)期效果。

安全決策

（３）潛在問題或后果分析安全決策11定性屬性的量化

１）量化等級與范圍心理學(xué)家米勒(GA·Miller)經(jīng)過實驗表明，在某個屬性上對若干個不同物體進行辨別時，普通人能夠正確區(qū)別屬性等級在5級至9級之間。所以，定性屬性量化等級取5級至9級，可能時盡量用9個等級。量化等級如下表所示。

量化等級表安全決策

定性屬性的量化１）量化等級與范圍量化等級表安全決策12２）量化方法由于客觀事物的復(fù)雜性、多樣性和主觀認識的局限性，決策對象往往具有不確定性、模糊性和隨機性，可以采用集值統(tǒng)計原理廣集專家意見，對定性屬性進行量化處理。集值統(tǒng)計：評價者對某定性屬性值（fj(xi)）估計的等級區(qū)間，記第k個評價者估價的區(qū)間為[Z1k，Z2k]。若共有L個評價者，可得L個區(qū)間值、從而形成一個集值統(tǒng)計序列，[Z11，Z21]，[Z12，Z22]…[Z1L，Z2L]，這L個子集疊加在一起則形成覆蓋在評價值軸上的一種分布：安全決策

２）量化方法安全決策133）屬性函數(shù)F（X）規(guī)范化（歸一化）（1）線性變換法式中

的最優(yōu)值；

的最劣值。

安全決策

3）屬性函數(shù)F（X）規(guī)范化（歸一化）（1）線性變換法式中14當(dāng)單屬性的最優(yōu)（劣）值，難于達到時，用變化緩和些的S形曲線進行變換。

（2）S形變換法其中，

安全決策

當(dāng)單屬性的最優(yōu)（劣）值，難于達到時，用變化緩和些的S154）權(quán)重及其量化方法權(quán)重是表征子準(zhǔn)則或因素對總準(zhǔn)則或總目標(biāo)影響或作用大小的量化值。一般包括：重要性權(quán)重、信息量權(quán)重、獨立性權(quán)重系數(shù)、組合（綜合）權(quán)重。（1）重要性權(quán)重

相鄰比較法：

A將同層次所有子準(zhǔn)則（因素）fj=（j=1，2，……，m）按照上層準(zhǔn)則（或總準(zhǔn)則）的相對重要性排序。

B求相鄰準(zhǔn)則的相對重要性比值，即：（j=1，2，……m），并假定上一個準(zhǔn)則的相對重要性始終為1。

C最后按求歸一化權(quán)重系數(shù)，其中，安全決策

4）權(quán)重及其量化方法（1）重要性權(quán)重（j=1，2，……m），16（2）信息量權(quán)重由于各準(zhǔn)則值所包含的信息量不同，它們對被評價方案（決策方案）的作用也就不同?？紤]信息量不同產(chǎn)生的影響的量化值稱為信息量權(quán)重。另外，當(dāng)某些準(zhǔn)則值在各被評價方案之間差異較大時，其分辨能力較強，包含的信息量就多，它們在綜合評價、最終決策中的作用就大，其信息權(quán)重系數(shù)也較大。

確定方法：變異系數(shù)法安全決策

（2）信息量權(quán)重由于各準(zhǔn)則值所包含的信息量不同，它們17變異系數(shù)法A求各準(zhǔn)則的方差Dj其中準(zhǔn)則期望：式中——備選方案的第j個準(zhǔn)則值。B求各準(zhǔn)則值的變異系數(shù)Vj

C歸一化變異系數(shù)即得信息權(quán)系數(shù)：安全決策

變異系數(shù)法A求各準(zhǔn)則的方差Dj其中準(zhǔn)則期望：式中——備選18（3）獨立性權(quán)重系數(shù)雖然在理想準(zhǔn)則體系中，要求準(zhǔn)則具有無冗余性，在多屬性決策方案中，希望屬性之間具有獨立性，但由于安全系統(tǒng)的高度復(fù)雜性，準(zhǔn)則體系中各準(zhǔn)則之間難免有部分重復(fù)信息存在，使它們在綜合評價或決策過程中過多地發(fā)揮了作用?？捎孟嚓P(guān)系數(shù)法確定。安全決策

（3）獨立性權(quán)重系數(shù)雖然在理想準(zhǔn)則體系中，要求準(zhǔn)則19相關(guān)系數(shù)法若m個準(zhǔn)則間的相關(guān)系數(shù)矩陣R=[rij]m×n可以求得，根據(jù)概率論對rij的定義，有相關(guān)系rij：式中，協(xié)方差

均方差

期望

若則對按列求和：歸一化可得獨立性權(quán)重系數(shù)：安全決策

相關(guān)系數(shù)法若m個準(zhǔn)則間的相關(guān)系數(shù)矩陣R=[rij]20（4）組合（綜合）權(quán)重根據(jù)實際需要可以從上述3個方面的權(quán)重中選用，當(dāng)用兩種以上的權(quán)重時，就存在一個如何組合的問題，常用的有兩種算法求取組合（綜合）權(quán)重①乘法：

②加法：

——3種權(quán)重的權(quán)系數(shù)，有。

式中

安全決策

（4）組合（綜合）權(quán)重根據(jù)實際需要可以從上述3個方21安全決策方法

安全決策是一門學(xué)科交叉性很強的一門學(xué)問，它既含有從運籌學(xué)、概率論、控制論、模糊數(shù)學(xué)家等引入的數(shù)學(xué)方法，也會有從安全心理學(xué)、行為科學(xué)，計算機科學(xué)、信息科學(xué)引入的各種社會、技術(shù)科學(xué)。經(jīng)過多年的發(fā)展，決策方法也有很多種，這里介紹最常用的多屬性決策方法、評分法、決策樹法、技術(shù)經(jīng)濟評價法和模糊決策法。安全決策

安全決策方法安全決策22多屬性決策方法多屬性決策方法

是一個對屬性及方案信息進行處理選擇的過程。多屬性決策方法多屬性決策方法23優(yōu)勢法備選方案非劣解集多屬性決策方法優(yōu)勢法多屬性決策方法24連接法（滿意法）切除值fj0fj(x)≥fj0(j∈M，x∈R)切除值的規(guī)定Pc=(1-r)1/m多屬性決策方法連接法（滿意法）多屬性決策方法25分離法切除值fjdfj(x)≥fjd(當(dāng)j=1或2或···或m，x∈R)多屬性決策方法分離法多屬性決策方法26評分法評分法

根據(jù)預(yù)先規(guī)定的評分標(biāo)準(zhǔn)對各方案所能達到的指標(biāo)進行定量計算比較，從而達到對各個方案排序的目的評分法評分法27評分法評分標(biāo)準(zhǔn)

5分制評分方法專家打分評價指標(biāo)體系技術(shù)指標(biāo)經(jīng)濟指標(biāo)社會指標(biāo)評分法評分標(biāo)準(zhǔn)28評分法加權(quán)系數(shù)gi=ki/ki∑i=1n式中

ki—各評價指標(biāo)的總分；

n—評價指標(biāo)數(shù)。評分法加權(quán)系數(shù)gi=ki/ki∑i=1n式中29評分法例：∑i=14∑i=14評分法例：∑i=14∑i=1430評分法計算總分∑i=1n∏i=1n∑i=1n∑i=1n∑i=1n評分法計算總分∑i=1n∏i=1n∑i=1n∑i=1n∑i=31決策樹法決策樹形方案節(jié)點決策點結(jié)果節(jié)點決策樹法決策樹形方案節(jié)點決策點結(jié)果節(jié)點32決策樹法決策步驟繪制決策樹計算概率分支的概率值和相應(yīng)的結(jié)果節(jié)點的收益值計算各概率點收益期望值確定最優(yōu)方案決策樹法決策步驟33決策樹法決策樹分析法的優(yōu)點能顯示決策過程能把風(fēng)險決策的各個環(huán)節(jié)聯(lián)系成一個統(tǒng)一的整體可進行定性分析和定量分析決策樹法決策樹分析法的優(yōu)點34決策樹法例

對某企業(yè)計劃自行研究一種新的安全裝置的事件進行決策，選擇合理的方案，具體條件如下：決定研制項目是否需要評審。若評審，需要評審費5000元。如果決定評審，評審?fù)ㄟ^概率為0.8，不通過的概率為0.2。研制此安全裝置可以采用“本廠獨立完成”形式和“外廠協(xié)作完成”形式。如果研制成功，有6萬元收益。采用“本廠獨立完成”，研制費為2.5萬元，成功概率為0.7，失敗概率為0.3.采用“外廠協(xié)作完成”，研制費為4萬元，成功概率為0.99，失敗概率為0.01。決策樹法例35決策樹法根據(jù)決策條件畫出決策樹123評審不評審(0)76獨立完成協(xié)作完成540.2不通過0.8通過(-5)1011成功0.99失敗0.01(-45)(15)89成功0.7失敗0.3(-30)(30)決策樹法根據(jù)決策條件畫出決策樹123評審不評審(0)76獨立36決策樹法根據(jù)數(shù)據(jù)計算各節(jié)點收益(收益=效益-費用)1）獨立研制成功的收益：

60-5-25=30千元2）獨立研制失敗的收益：

0-5-25=-30千元

3）協(xié)作研制成功的收益：

60-5-40=15千元

4）協(xié)作研制失敗的收益：

0-5-40=-45千元決策樹法根據(jù)數(shù)據(jù)計算各節(jié)點收益(收益=效益-費用)37決策樹法按照期望值公式，計算獨立研制成功的期望值協(xié)作研制成功的期望值根據(jù)期望值決策準(zhǔn)則，即選用協(xié)作完成形式。上報評審環(huán)節(jié)的期望值決策樹法按照期望值公式，計算獨立研制成功的期望值38技術(shù)經(jīng)濟評價法技術(shù)經(jīng)濟評價法對抉擇方案進行技術(shù)經(jīng)濟綜合評價時，不但考慮評價指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)，而且所取的技術(shù)評價和經(jīng)濟評價都是視為相對于理想狀態(tài)的相對值。更便于決策判斷與方案篩選。技術(shù)經(jīng)濟評價法技術(shù)經(jīng)濟評價法39技術(shù)經(jīng)濟評價法1．技術(shù)評價技術(shù)評價步驟：

(1)確定評價的技術(shù)項目和評價指標(biāo)集。

(2)明確各技術(shù)指標(biāo)的重要程度。在指標(biāo)集的眾多技術(shù)指標(biāo)中，要明確哪些是必須滿足的，即所謂固定要求，低于或高于該指標(biāo)就不合格；要明確哪些是可以給出一個允許范圍的，也即有一個最低要求；還要明確哪些是希望達到的。

(3)分別對各個技術(shù)指標(biāo)評分。技術(shù)經(jīng)濟評價法1．技術(shù)評價40技術(shù)經(jīng)濟評價法(4)進行技術(shù)指標(biāo)總評價。在各個技術(shù)指標(biāo)評分的基礎(chǔ)上，進行總的評分，即求出各技術(shù)指標(biāo)的評分值與加權(quán)系數(shù)乘積之和與最高分(理想方案)的比值：Wt=Vigi/n∑i=1ngi∑i=1nVmax=Vi∑i=1nnVmax技術(shù)經(jīng)濟評價法(4)進行技術(shù)指標(biāo)總評價。在各個技術(shù)指標(biāo)評分的41技術(shù)經(jīng)濟評價法式中：

Wt—技術(shù)價；

Vi—各技術(shù)評價指標(biāo)的評分值；

gi—各技術(shù)評價指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)；

Vmax—各技術(shù)評價指標(biāo)的最高分；

n—技術(shù)評價指標(biāo)數(shù)。技術(shù)價Wt越高，方案的技術(shù)性能越好。理想方案的技術(shù)價為1，Wt＜0.6表示方案不可取。技術(shù)經(jīng)濟評價法式中：42技術(shù)經(jīng)濟評價法2．經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價的步驟:(1)按成本分析的方法，求出各方案的制造費用Ci；(2)確定該方案的理想制造費用。通常理想的制造費是允許制造費的0.7倍。允許制造費C：C=CM,min/ρρ=Cs/Ci=標(biāo)準(zhǔn)價格/制造費用式中：

CM,min—合適的市場價格；

Cs—標(biāo)準(zhǔn)價格，是研制費，制造費、行政管理費、銷售費、盈利和稅金的總和。技術(shù)經(jīng)濟評價法2．經(jīng)濟評價43技術(shù)經(jīng)濟評價法(3)確定經(jīng)濟價確定經(jīng)濟價的公式：Ww

=CI/Ci=0.7C/CiCI為理想制造費，經(jīng)濟價Ww值越大，經(jīng)濟效果越好。理想方案的經(jīng)濟價為1，表示實際生產(chǎn)成本等于理想成本。Ww的許用值為0.7，此時，實際生產(chǎn)成本等于允許成本。技術(shù)經(jīng)濟評價法(3)確定經(jīng)濟價44技術(shù)經(jīng)濟評價法3．技術(shù)經(jīng)濟綜合評價可以用計算法和圖法進行技術(shù)、經(jīng)濟綜合評價。(1)相對價W法。①均值法:W＝0.5(Wt十Ww)②雙曲線法:W＝(Wt十Ww)1/2相對價W值越大，方案的技術(shù)經(jīng)濟綜合性能越好，一般應(yīng)取W＞0.65。當(dāng)Wt，Ww兩項中有一項數(shù)值較小時，用雙曲線法能使W值明顯變小，更便于對方案的抉擇。技術(shù)經(jīng)濟評價法3．技術(shù)經(jīng)濟綜合評價45技術(shù)經(jīng)濟評價法(2)優(yōu)度圖法技術(shù)經(jīng)濟評價法(2)優(yōu)度圖法46

利用模糊數(shù)學(xué)的辦法將模糊的安全信息定量化，從而對多因素進行定量評價與決策，就是模糊決策（評價）。

傳統(tǒng)的安全管理，基本上是憑經(jīng)驗和感性認識去分析和處理生產(chǎn)中各類安全問題，對系統(tǒng)的評價只有“安全”或“不安全”的安性估計。這樣的分析，忽略了問題性質(zhì)的程度上的差異，而這種差異有時是很重要的。例如在分析和識別高處作業(yè)的危險性時，不能簡單地劃分為“安全”、“不安全”，而必須考慮“危險性”這個模糊概念的程度怎樣。模糊概念不是只用“1”（安全），“0”（不安全）兩個數(shù)值去度量，而是用0-1之間一個實數(shù)去度量，這個數(shù)就叫“隸屬度”。用函數(shù)表示不同條件下隸屬度的變化規(guī)律稱為“隸屬函數(shù)”，隸屬度可通已知的隸屬函數(shù)或統(tǒng)計法求得。

安全決策

模糊決策（評價）利用模糊數(shù)學(xué)的辦法將模糊的安全信息定量化，從而對多因素進47模糊決策法模糊決策主要分為兩步進行：首先按每個因素單獨評判；然后再按所有因素綜合評判。模糊決策法模糊決策主要分為兩步進行：481）建立因素集因素集是指以所決策（評價）系統(tǒng)中影響評判的各種因素為元素所組成的集合，通常用U表示，即：

各元素ui（i=1，2，…，m）即代表各影響因素。這些因素通常都具有不同程度的模糊性。例如，評判作業(yè)人員的安全生產(chǎn)素質(zhì)時，為了通過綜合評判得出合理的值，可列出影響作業(yè)人員的安全生產(chǎn)素質(zhì)取值的因素,一般包括:u1—安全責(zé)任心；u2—所受安全教育程度；u3—文化程度；u4—作業(yè)糾錯技能；u5—監(jiān)測故障技能；u6—一般故障排除技能；u7—事故臨界狀態(tài)的辨識及應(yīng)急操作技能。上述因素u1~u7都是模糊的，由它們組成的集合，便是評判操作人員的安全生產(chǎn)技能的因素集。

安全決策

1）建立因素集各元素ui（i=1，2，…，m）即代表各492）建立權(quán)重集

一般說來，因素集U中的各因素對安全系統(tǒng)的影響程度是不一樣的。為了反映各因素的重要程度，對各個因素應(yīng)賦予一相應(yīng)的權(quán)數(shù)ai。由各權(quán)數(shù)所組成的集合：A稱為因素權(quán)重集，簡稱權(quán)重集。各權(quán)數(shù)ai應(yīng)滿足歸一性和非負性條件：

安全決策

2）建立權(quán)重集A稱為因素權(quán)重集，簡稱權(quán)重集。安全決策503）建立評判集評判集是評判者對評判對象可能作出的各種總的評判結(jié)果所組成的集合。通常用V表示，即：各元素vi即代表各種可能的總評判結(jié)果。模糊綜合評判的目的，就是在綜合考慮所有影響因素基礎(chǔ)上，從評判集中得出一最佳的評判結(jié)果。安全決策

3）建立評判集各元素vi即代表各種可能的總評判結(jié)果。514）單因素模糊評判單獨從一個因素進行評判，以確定評判對象對評判集元素的隸屬度，稱為單因素模糊評判。設(shè)對因素集U中第i個因素ui進行評判，對評判集V中第j個元素vj

的隸屬度為rij，則按第i個因素ui的評判結(jié)果，可得模糊集合：同理，可得到相應(yīng)于每個因素的單因素評判集如下：

…

將各單因素評判集的隸屬度行組成矩陣，又稱為評判（決策）矩陣。安全決策

4）單因素模糊評判同理，可得到相應(yīng)于每個因素的單因素評判集如525）模糊綜合決策單因素模糊評判，僅反映了一個因素對評判對象的影響。要綜合考慮所有因素的影響，得出正確的評判結(jié)果，這就是模糊綜合決策。如果已給出決策矩陣R，再考慮各因素的重要程度，即給定隸屬函數(shù)或權(quán)重集A，則模糊綜合決策模型為：安全決策

5）模糊綜合決策安全決策53例：設(shè)評判某類事故的危險性，一般可考慮事故發(fā)生的可能性、事故后的嚴重度、對社會造成的影響以及防止事故的難易程度。這4個因素就可構(gòu)成危險性的因素集，即：

U={事故的發(fā)生的可能性（u1），事故后的嚴重程度（u2），對社會造成的影響程度（u3），防止事故的難易程度（u4）}。由于因素集中各因素對安全系統(tǒng)影響程度是不一樣的，因此，要考慮權(quán)重系數(shù)。若評判人確定的權(quán)重系數(shù)用集合表示，即權(quán)重集為：建立評判集。若評判人對評判對象可能作出各種總的評語為危險性很大、較大、一般、小，則評判集為：

V={很大（v1）、較大（v2）、一般（v3）、小（v4）}安全決策

例：設(shè)評判某類事故的危險性，一般可考慮事故發(fā)生的可能性、54對因素集中的各個因素的評判，可用專家座談的方式來評定。具體做法是，任意固定一個因素，進行單因素評判，聯(lián)合所有單因素評判，得單因素評判矩陣R。如對事故發(fā)生的可能性（u1）這個因素評判，若有40%的人認為很大，50%的人認為較大，10%的人認為一般，沒有人認為會發(fā)生，則評判集為：（0.4，0.5，0.1，0）同理，可得到其他3個因素的評判集，即事故嚴重程度的評判集為：（0.5，0.4，0.1，0）對社會造成影響程度的評判集為：（0.1，0.3，0.5，0.1）防止事故難易程度的評判集為：（0，0.3，0.5，0.2）于是可將各單因素評判集的隸屬度分別為行組成評判矩陣：安全決策

對因素集中的各個因素的評判，可用專家座談的方式來評55事故危險性綜合評判模型為：將A和R代入，計算：安全決策

事故危險性綜合評判模型為：將A和R代入，計算：安全決策56B就代表評判集結(jié)果，但是因為0.4+0.50.2+0.1=1.2，不容易看出百分比例關(guān)系，為此，可進行歸一化處理：也就是說，對這類事故就上述4個因素的綜合決策為：相當(dāng)33%的評價人認為危險性很嚴重，有42%的人認為較嚴重，有17%的人認為危險性一般，有8%的評價人認為這類事故的危險性或風(fēng)險性小。安全決策

B就代表評判集結(jié)果，但是因為0.4+0.50.2+0.1=157系統(tǒng)安全決策系統(tǒng)安全決策58決策：預(yù)測資料擬定實施方案特定的目標(biāo)最佳執(zhí)行方案分析主客觀條件人的智慧科學(xué)的理論和方法安全決策

決策：預(yù)測資料擬定實施方案特定的目標(biāo)最佳執(zhí)行方案分析主客觀條59安全決策概述1）決策概念指人們在求生存與發(fā)展過程中，以對事物發(fā)展規(guī)律及主客觀條件的認識為依據(jù)，尋求并實現(xiàn)某種最佳(滿意)準(zhǔn)則和行動方案而進行的活動。

2）決策要素合理的準(zhǔn)則(標(biāo)準(zhǔn))體系、足夠可靠的信息數(shù)據(jù)、可供選擇的決策方法、落實的決策組織和實施辦法。

3）安全決策的理解決策是在價值判斷的基礎(chǔ)上作出抉擇和選擇。安全的價值或效用是不容置疑的，所以，安全決策同樣是建立在安全價值判斷基礎(chǔ)上的。

安全決策概述604）決策與評價關(guān)系決策與評價既有區(qū)別，又有共同點。決策和綜合評價有共同的理論基礎(chǔ)和組成要素，其方法和步驟大致相同。評價是指評價主體估測評價對象(客體)達到既定需求的過程。它是根據(jù)既定的準(zhǔn)則體系來測評客體的各種屬性量值及其滿足主體需求的效用(價值)。決策是主體根據(jù)既定的準(zhǔn)則考察客體什么情況下的最優(yōu)效用（價值）。決策往往是事前進行的選擇，而系統(tǒng)評價大多在事后進行。決策總是在多個備選方案中作抉擇，而系統(tǒng)評價可以只對一個方案進行評判。安全決策

4）決策與評價關(guān)系安全決策615）決策的分類確定型決策、非確定型決策（1）確定型決策定義：在一種已知的完全確定的自然狀態(tài)下，選擇滿足目標(biāo)要求的最優(yōu)方案。條件：①存在著決策者希望達到的一個明確目標(biāo)(收益大或損失小)；②只存在一個確定的自然狀態(tài)；③存在著決策者可選擇的兩個或兩個以上的抉擇方案；④不同的決策方案在確定的狀態(tài)下的益損值可以計算。安全決策

5）決策的分類安全決策62（2）非確定型決策定義：當(dāng)決策問題有兩種以上自然狀態(tài)，事件發(fā)生是不確定的，在此情況下的決策稱為非確定型決策。包含：風(fēng)險型決策、完全不確定型決策風(fēng)險型決策：當(dāng)決策問題自然狀態(tài)的概率能確定，即是在概率基礎(chǔ)上做決策，但要冒一定的風(fēng)險。完全不確定型決策：如果自然狀態(tài)的概率不能確定，即沒有任何有關(guān)每一自然狀態(tài)可能發(fā)生的信息，在此情況下的決策就稱為完全不確定型決策。風(fēng)險型決策條件：①存在著決策者希望達到的一個明確目標(biāo)；②存在著決策者無法控制的兩種或兩種以上的自然狀態(tài)；③存在著可供決策者選擇的兩個或兩個以上的抉擇方案；④不同的抉擇方案在不同的自然狀態(tài)下的益損值可以計算出來；⑤每種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率可以估算出來。安全決策

（2）非確定型決策安全決策63安全決策過程與決策要素1）決策過程安全決策

安全決策過程與決策要素1）決策過程安全決策642）決策要素決策要素：決策單元、準(zhǔn)則體系、決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境、決策規(guī)則等。（1）決策單元和決策者決策者是指對所研究問題有權(quán)利有能力作出最終判斷與選擇的個人或集體。決策單元包括決策者及共同完成決策分析研究的決策分析者，以及用以進行信息處理的設(shè)備。（2）準(zhǔn)則(指標(biāo))體系備選方案中，各方案一般可進行細化為各部分（相當(dāng)于方案的下一層），對于一個大的系統(tǒng)，方案往往能夠細化為多層結(jié)構(gòu)形式。為了配合方案各層的選擇，決策準(zhǔn)則也常具有層次結(jié)構(gòu)。其中，準(zhǔn)則體系最上層的總準(zhǔn)則只有一個，一般比較宏觀、籠統(tǒng)、抽象，不便于量化、測算、比較、判斷。而各級子準(zhǔn)則，直到相當(dāng)具體、直觀，并可以直接或間接地用備選方案本身的屬性(性能、參數(shù))來表征。安全決策

2）決策要素安全決策65（３）決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境根據(jù)決策變量的類型（連續(xù)、離散），決策可分為多目標(biāo)決策和多屬性決策，二者又統(tǒng)稱為多準(zhǔn)則決策；根據(jù)決策環(huán)境條件可分為確定性和非確定性兩大類。（４）決策規(guī)則將多準(zhǔn)則問題方案的全部屬性值的大小進行排序，從而依序擇優(yōu)。這種促使方案完全序列化的規(guī)則，便稱為決策規(guī)則。決策規(guī)則一般分為兩大類：最優(yōu)規(guī)則和滿意規(guī)則。安全決策

（３）決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境安全決策66３）安全決策步驟（１）確定目標(biāo)決策過程首先需要明確目標(biāo)，也就是要明確需要解決的問題。安全決策所涉及的主要問題就是保證人們的生產(chǎn)安全，生活安全和生存安全。由于這樣的目標(biāo)所涉及的范圍和內(nèi)容太大了，以至于無法操作，實際應(yīng)用中一般需要進一步界定、分解和量化。（２）確定決策方案對目標(biāo)進行調(diào)查研究、詳細的技術(shù)設(shè)計、預(yù)測分析，擬出可供選擇的方案。安全決策

３）安全決策步驟安全決策67（３）潛在問題或后果分析對備選決策方案，決策者要向自己提出“假如采用這個方案，將要產(chǎn)生什么樣的結(jié)果；假如采用這個方案，可能導(dǎo)致哪些不良后果和錯誤。”等問題，從這些可能產(chǎn)生的后果中進行比較，以決定方案的取舍。其中，需要注意：人身安全問題、人的精神和思想問題和人的行為問題。（４）實施與反饋決策方案在實施過程中應(yīng)注意制定實施規(guī)劃，落實實施機構(gòu)、人員職責(zé)，并及時檢查與反饋實施情況。使決策方案在實施過程中趨于完善并達到預(yù)期效果。

安全決策

（３）潛在問題或后果分析安全決策68定性屬性的量化

１）量化等級與范圍心理學(xué)家米勒(GA·Miller)經(jīng)過實驗表明，在某個屬性上對若干個不同物體進行辨別時，普通人能夠正確區(qū)別屬性等級在5級至9級之間。所以，定性屬性量化等級取5級至9級，可能時盡量用9個等級。量化等級如下表所示。

量化等級表安全決策

定性屬性的量化１）量化等級與范圍量化等級表安全決策69２）量化方法由于客觀事物的復(fù)雜性、多樣性和主觀認識的局限性，決策對象往往具有不確定性、模糊性和隨機性，可以采用集值統(tǒng)計原理廣集專家意見，對定性屬性進行量化處理。集值統(tǒng)計：評價者對某定性屬性值（fj(xi)）估計的等級區(qū)間，記第k個評價者估價的區(qū)間為[Z1k，Z2k]。若共有L個評價者，可得L個區(qū)間值、從而形成一個集值統(tǒng)計序列，[Z11，Z21]，[Z12，Z22]…[Z1L，Z2L]，這L個子集疊加在一起則形成覆蓋在評價值軸上的一種分布：安全決策

２）量化方法安全決策703）屬性函數(shù)F（X）規(guī)范化（歸一化）（1）線性變換法式中

的最優(yōu)值；

的最劣值。

安全決策

3）屬性函數(shù)F（X）規(guī)范化（歸一化）（1）線性變換法式中71當(dāng)單屬性的最優(yōu)（劣）值，難于達到時，用變化緩和些的S形曲線進行變換。

（2）S形變換法其中，

安全決策

當(dāng)單屬性的最優(yōu)（劣）值，難于達到時，用變化緩和些的S724）權(quán)重及其量化方法權(quán)重是表征子準(zhǔn)則或因素對總準(zhǔn)則或總目標(biāo)影響或作用大小的量化值。一般包括：重要性權(quán)重、信息量權(quán)重、獨立性權(quán)重系數(shù)、組合（綜合）權(quán)重。（1）重要性權(quán)重

相鄰比較法：

A將同層次所有子準(zhǔn)則（因素）fj=（j=1，2，……，m）按照上層準(zhǔn)則（或總準(zhǔn)則）的相對重要性排序。

B求相鄰準(zhǔn)則的相對重要性比值，即：（j=1，2，……m），并假定上一個準(zhǔn)則的相對重要性始終為1。

C最后按求歸一化權(quán)重系數(shù)，其中，安全決策

4）權(quán)重及其量化方法（1）重要性權(quán)重（j=1，2，……m），73（2）信息量權(quán)重由于各準(zhǔn)則值所包含的信息量不同，它們對被評價方案（決策方案）的作用也就不同。考慮信息量不同產(chǎn)生的影響的量化值稱為信息量權(quán)重。另外，當(dāng)某些準(zhǔn)則值在各被評價方案之間差異較大時，其分辨能力較強，包含的信息量就多，它們在綜合評價、最終決策中的作用就大，其信息權(quán)重系數(shù)也較大。

確定方法：變異系數(shù)法安全決策

（2）信息量權(quán)重由于各準(zhǔn)則值所包含的信息量不同，它們74變異系數(shù)法A求各準(zhǔn)則的方差Dj其中準(zhǔn)則期望：式中——備選方案的第j個準(zhǔn)則值。B求各準(zhǔn)則值的變異系數(shù)Vj

C歸一化變異系數(shù)即得信息權(quán)系數(shù)：安全決策

變異系數(shù)法A求各準(zhǔn)則的方差Dj其中準(zhǔn)則期望：式中——備選75（3）獨立性權(quán)重系數(shù)雖然在理想準(zhǔn)則體系中，要求準(zhǔn)則具有無冗余性，在多屬性決策方案中，希望屬性之間具有獨立性，但由于安全系統(tǒng)的高度復(fù)雜性，準(zhǔn)則體系中各準(zhǔn)則之間難免有部分重復(fù)信息存在，使它們在綜合評價或決策過程中過多地發(fā)揮了作用?？捎孟嚓P(guān)系數(shù)法確定。安全決策

（3）獨立性權(quán)重系數(shù)雖然在理想準(zhǔn)則體系中，要求準(zhǔn)則76相關(guān)系數(shù)法若m個準(zhǔn)則間的相關(guān)系數(shù)矩陣R=[rij]m×n可以求得，根據(jù)概率論對rij的定義，有相關(guān)系rij：式中，協(xié)方差

均方差

期望

若則對按列求和：歸一化可得獨立性權(quán)重系數(shù)：安全決策

相關(guān)系數(shù)法若m個準(zhǔn)則間的相關(guān)系數(shù)矩陣R=[rij]77（4）組合（綜合）權(quán)重根據(jù)實際需要可以從上述3個方面的權(quán)重中選用，當(dāng)用兩種以上的權(quán)重時，就存在一個如何組合的問題，常用的有兩種算法求取組合（綜合）權(quán)重①乘法：

②加法：

——3種權(quán)重的權(quán)系數(shù)，有。

式中

安全決策

（4）組合（綜合）權(quán)重根據(jù)實際需要可以從上述3個方78安全決策方法

安全決策是一門學(xué)科交叉性很強的一門學(xué)問，它既含有從運籌學(xué)、概率論、控制論、模糊數(shù)學(xué)家等引入的數(shù)學(xué)方法，也會有從安全心理學(xué)、行為科學(xué)，計算機科學(xué)、信息科學(xué)引入的各種社會、技術(shù)科學(xué)。經(jīng)過多年的發(fā)展，決策方法也有很多種，這里介紹最常用的多屬性決策方法、評分法、決策樹法、技術(shù)經(jīng)濟評價法和模糊決策法。安全決策

安全決策方法安全決策79多屬性決策方法多屬性決策方法

是一個對屬性及方案信息進行處理選擇的過程。多屬性決策方法多屬性決策方法80優(yōu)勢法備選方案非劣解集多屬性決策方法優(yōu)勢法多屬性決策方法81連接法（滿意法）切除值fj0fj(x)≥fj0(j∈M，x∈R)切除值的規(guī)定Pc=(1-r)1/m多屬性決策方法連接法（滿意法）多屬性決策方法82分離法切除值fjdfj(x)≥fjd(當(dāng)j=1或2或···或m，x∈R)多屬性決策方法分離法多屬性決策方法83評分法評分法

根據(jù)預(yù)先規(guī)定的評分標(biāo)準(zhǔn)對各方案所能達到的指標(biāo)進行定量計算比較，從而達到對各個方案排序的目的評分法評分法84評分法評分標(biāo)準(zhǔn)

5分制評分方法專家打分評價指標(biāo)體系技術(shù)指標(biāo)經(jīng)濟指標(biāo)社會指標(biāo)評分法評分標(biāo)準(zhǔn)85評分法加權(quán)系數(shù)gi=ki/ki∑i=1n式中

ki—各評價指標(biāo)的總分；

n—評價指標(biāo)數(shù)。評分法加權(quán)系數(shù)gi=ki/ki∑i=1n式中86評分法例：∑i=14∑i=14評分法例：∑i=14∑i=1487評分法計算總分∑i=1n∏i=1n∑i=1n∑i=1n∑i=1n評分法計算總分∑i=1n∏i=1n∑i=1n∑i=1n∑i=88決策樹法決策樹形方案節(jié)點決策點結(jié)果節(jié)點決策樹法決策樹形方案節(jié)點決策點結(jié)果節(jié)點89決策樹法決策步驟繪制決策樹計算概率分支的概率值和相應(yīng)的結(jié)果節(jié)點的收益值計算各概率點收益期望值確定最優(yōu)方案決策樹法決策步驟90決策樹法決策樹分析法的優(yōu)點能顯示決策過程能把風(fēng)險決策的各個環(huán)節(jié)聯(lián)系成一個統(tǒng)一的整體可進行定性分析和定量分析決策樹法決策樹分析法的優(yōu)點91決策樹法例

對某企業(yè)計劃自行研究一種新的安全裝置的事件進行決策，選擇合理的方案，具體條件如下：決定研制項目是否需要評審。若評審，需要評審費5000元。如果決定評審，評審?fù)ㄟ^概率為0.8，不通過的概率為0.2。研制此安全裝置可以采用“本廠獨立完成”形式和“外廠協(xié)作完成”形式。如果研制成功，有6萬元收益。采用“本廠獨立完成”，研制費為2.5萬元，成功概率為0.7，失敗概率為0.3.采用“外廠協(xié)作完成”，研制費為4萬元，成功概率為0.99，失敗概率為0.01。決策樹法例92決策樹法根據(jù)決策條件畫出決策樹123評審不評審(0)76獨立完成協(xié)作完成540.2不通過0.8通過(-5)1011成功0.99失敗0.01(-45)(15)89成功0.7失敗0.3(-30)(30)決策樹法根據(jù)決策條件畫出決策樹123評審不評審(0)76獨立93決策樹法根據(jù)數(shù)據(jù)計算各節(jié)點收益(收益=效益-費用)1）獨立研制成功的收益：

60-5-25=30千元2）獨立研制失敗的收益：

0-5-25=-30千元

3）協(xié)作研制成功的收益：

60-5-40=15千元

4）協(xié)作研制失敗的收益：

0-5-40=-45千元決策樹法根據(jù)數(shù)據(jù)計算各節(jié)點收益(收益=效益-費用)94決策樹法按照期望值公式，計算獨立研制成功的期望值協(xié)作研制成功的期望值根據(jù)期望值決策準(zhǔn)則，即選用協(xié)作完成形式。上報評審環(huán)節(jié)的期望值決策樹法按照期望值公式，計算獨立研制成功的期望值95技術(shù)經(jīng)濟評價法技術(shù)經(jīng)濟評價法對抉擇方案進行技術(shù)經(jīng)濟綜合評價時，不但考慮評價指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)，而且所取的技術(shù)評價和經(jīng)濟評價都是視為相對于理想狀態(tài)的相對值。更便于決策判斷與方案篩選。技術(shù)經(jīng)濟評價法技術(shù)經(jīng)濟評價法96技術(shù)經(jīng)濟評價法1．技術(shù)評價技術(shù)評價步驟：

(1)確定評價的技術(shù)項目和評價指標(biāo)集。

(2)明確各技術(shù)指標(biāo)的重要程度。在指標(biāo)集的眾多技術(shù)指標(biāo)中，要明確哪些是必須滿足的，即所謂固定要求，低于或高于該指標(biāo)就不合格；要明確哪些是可以給出一個允許范圍的，也即有一個最低要求；還要明確哪些是希望達到的。

(3)分別對各個技術(shù)指標(biāo)評分。技術(shù)經(jīng)濟評價法1．技術(shù)評價97技術(shù)經(jīng)濟評價法(4)進行技術(shù)指標(biāo)總評價。在各個技術(shù)指標(biāo)評分的基礎(chǔ)上，進行總的評分，即求出各技術(shù)指標(biāo)的評分值與加權(quán)系數(shù)乘積之和與最高分(理想方案)的比值：Wt=Vigi/n∑i=1ngi∑i=1nVmax=Vi∑i=1nnVmax技術(shù)經(jīng)濟評價法(4)進行技術(shù)指標(biāo)總評價。在各個技術(shù)指標(biāo)評分的98技術(shù)經(jīng)濟評價法式中：

Wt—技術(shù)價；

Vi—各技術(shù)評價指標(biāo)的評分值；

gi—各技術(shù)評價指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)；

Vmax—各技術(shù)評價指標(biāo)的最高分；

n—技術(shù)評價指標(biāo)數(shù)。技術(shù)價Wt越高，方案的技術(shù)性能越好。理想方案的技術(shù)價為1，Wt＜0.6表示方案不可取。技術(shù)經(jīng)濟評價法式中：99技術(shù)經(jīng)濟評價法2．經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價的步驟:(1)按成本分析的方法，求出各方案的制造費用Ci；(2)確定該方案的理想制造費用。通常理想的制造費是允許制造費的0.7倍。允許制造費C：C=CM,min/ρρ=Cs/Ci=標(biāo)準(zhǔn)價格/制造費用式中：

CM,min—合適的市場價格；

Cs—標(biāo)準(zhǔn)價格，是研制費，制造費、行政管理費、銷售費、盈利和稅金的總和。技術(shù)經(jīng)濟評價法2．經(jīng)濟評價100技術(shù)經(jīng)濟評價法(3)確定經(jīng)濟價確定經(jīng)濟價的公式：Ww

=CI/Ci=0.7C/CiCI為理想制造費，經(jīng)濟價Ww值越大，經(jīng)濟效果越好。理想方案的經(jīng)濟價為1，表示實際生產(chǎn)成本等于理想成本。Ww的許用值為0.7，此時，實際生產(chǎn)成本等于允許成本。技術(shù)經(jīng)濟評價法(3)確定經(jīng)濟價101技術(shù)經(jīng)濟評價法3．技術(shù)經(jīng)濟綜合評價可以用計算法和圖法進行技術(shù)、經(jīng)濟綜合評價。(1)相對價W法。①均值法:W＝0.5(Wt十Ww)②雙曲線法:W＝(Wt十Ww)1/2相對價W值越大，方案的技術(shù)經(jīng)濟綜合性能越好，一般應(yīng)取W＞0.65。當(dāng)Wt，Ww兩項中有一項數(shù)值較小時，用雙曲線法能使W值明顯變小，更便于對方案的抉擇。技術(shù)經(jīng)濟評價法3．技術(shù)經(jīng)濟綜合評價102技術(shù)經(jīng)濟評價法(2)優(yōu)度圖法技術(shù)經(jīng)濟評價法(2)優(yōu)度圖法103

利用模糊數(shù)學(xué)的辦法將模糊的安全信息定量化，從而對多因素進行定量評價與決策，就是模糊決策（評價）。

傳統(tǒng)的安全管理，基本上是憑經(jīng)驗和感性認識去分析和處理生產(chǎn)中各類安全問題，對系統(tǒng)的評價只有“安全”或“不安全”的安性估計。這樣的分析，忽略了問題性質(zhì)的程度上的差異，而這種差異有時是很重要的。例如在分析和識別高處作業(yè)的危險性時，不能簡單地劃分為“安全”、“不安全”，而必須考慮“危險性”這個模糊概念的程度怎樣。模糊概念不是只用“1”（安全），“0”（不安全）兩個數(shù)值去度量，而是用0-1之間一個實數(shù)去度量，這個數(shù)就叫“隸屬度”。用函數(shù)表示不同條件下隸屬度的變化規(guī)律稱為“隸屬函數(shù)”，隸屬度可通已知的隸屬函數(shù)或統(tǒng)計法求得。

安全決策

模糊決策（評價）利用模糊數(shù)學(xué)的辦法將模糊的安全信息定量化，從而對多因素進104模糊決策法模糊決策主要分為兩步進行：首先按每個因素單獨評判；然后再按所有因素綜合評判。模糊決策法模糊決策主要分為兩步進行：1051）建立因素集因素集是指以所決策（評價）系統(tǒng)中影響評判的各種因素為元素所組成的集合，通常用U表示，即：

各元素ui（i=1，2，…，m）即代表各影響因素。這些因素通常都具有不同程度的模糊性。例如，評判作業(yè)人員的安全生產(chǎn)素質(zhì)時，為了通過綜合評判得出合理的值，可列出影響作業(yè)人員的安全生產(chǎn)素質(zhì)取值的因素,一般包括:u1—安全責(zé)任心；u2—所受安全教育程度；u3—文化程度；u4—作業(yè)糾錯技能；u5—監(jiān)測故障技能；u6—一般故障排除技能；u7—事故臨界狀態(tài)