安全綜合評價方法課件

第7章安全綜合評價方法第1章概論第2章安全評價理論基礎第3章危險有害因素識別分析和重大危險源辨識第4章定性安全評價方法第5章事故樹評價法第6章危險指數(shù)評價法第7章安全綜合評價方法第8章安全評價報告層次分析綜合評價法模糊數(shù)學綜合評價法灰色系統(tǒng)綜合評價法（自學）神經(jīng)網(wǎng)絡綜合評價法（自學）基于未確知測度理論的安全綜合評價法（自學）第7章安全綜合評價方法知識要求掌握層次分析綜合評價法的分析步驟；掌握單因素模糊數(shù)學評價方法的評價步驟。具有初步運用層次分析法和模糊數(shù)學法來評價系統(tǒng)安全性的能力。要求及重難點層次分析評價法中層次結構模型的建立。單因素模糊數(shù)學評價過程。能力要求重點難點某一畢業(yè)生收到了甲、乙、丙3家單位的擬錄用通知，經(jīng)過調(diào)查分析了解一部分信息，但仍難以做出抉擇，請你幫助他對各單位的相對優(yōu)劣進行評價?？紤]的標準主要有：①單位名聲好（國企、外企、私企等）；②發(fā)展晉升機會多（職業(yè)發(fā)展前景好等）；③工作收入較好（工資待遇好）；④工作環(huán)境好（人際關系和諧等）；⑤生活環(huán)境好（大城市、氣候等生活環(huán)境等）；⑥能發(fā)揮自己才干作出貢獻（即崗位適合自己專長）。一、層次分析綜合評價法引例：分析1：如果已知名聲、發(fā)展、收入等因素在該畢業(yè)生擇業(yè)所占比重，而甲、乙、丙三個單位針對每個因素（名聲、發(fā)展等）也能提供一個數(shù)值，那么很容易求出甲、乙、丙獲得的分值，并按大小進行排序。分析2：現(xiàn)實中以上數(shù)值很難獲得，只是知道某2個因素（或指標）的相對重要值，這樣就需要建立兩兩比較的判斷矩陣，通過求解矩陣的最大特征值和特征向量，獲得各個因素（或指標）的權重值，從而對甲、乙、丙進行優(yōu)劣排序。一、層次分析綜合評價法引例：層次分析法(AHP:AnalyticHierarchyProcess或ANP)是美國著名的運籌學家T.L.Saaty等人于20世紀70年代提出的一種定性與定量相結合的簡便、系統(tǒng)化而又實用的多準則決策方法。通過分析復雜系統(tǒng)所包含的因素及其相互關系，根據(jù)不同層次的要素及其關聯(lián)關系建立一個多層次的分析結構模型，然后建立判斷矩陣，確定出單層排序（或權重）向量和總排序（或權重）向量，為方案的選擇或系統(tǒng)綜合評價提供依據(jù)。常用來解決諸如綜合評價、選擇決策方案、估計和預測、投入量的分配等問題，在經(jīng)濟、科技、文化、軍事、環(huán)境乃至社會發(fā)展等方面的管理決策中都有廣泛的應用。一、層次分析綜合評價法1、概述明確問題；建立遞階層次結構模型；建立兩兩比較的判斷矩陣；層次單排序；層次綜合排序。一、層次分析綜合評價法2、評價步驟首先要對問題有明確的認識，弄清問題的范圍，了解問題所包含的因素，確定出因素之間的關聯(lián)關系和隸屬關系。引例中：工作選擇需要考慮的因素有單位名聲、發(fā)展前景、收入、工作環(huán)境、生活環(huán)境、貢獻等，可供選擇的單位有甲、乙、丙3家。一、層次分析綜合評價法1）明確問題將問題所包含的因素，按照是否共有某些特征進行歸納成組，并把它們之間的共同特性看成是系統(tǒng)中新的層次中的一些因素，而這些因素本身也按照另外的特性組合起來，形成更高層次的因素，直到最終形成單一的最高層次因素。最高層是目標層中間層是準則層最低層是方案層或指標層一、層次分析綜合評價法2）建立遞階層次結構模型一、層次分析綜合評價法工作選擇可供選擇的單位甲、乙、丙名聲發(fā)展收入工作環(huán)境生活環(huán)境貢獻目標層準則層方案層引例：針對上一層次某單元（元素），本層次與它有關單元之間兩兩進行比較，依據(jù)一定的標度將判斷定量化，形成判斷矩陣。一般對單一準則來說，兩個方案進行比較總能判斷出優(yōu)劣，層次分析法采用1-9標度方法，對不同情況的評比給出數(shù)量標度。判斷矩陣一般取如下形式：一、層次分析綜合評價法3）建立兩兩比較的判斷矩陣B

p1p2……pnp1b11b12……b1np2b21b22……b2n………………………………pnbn1bn2……bnn判斷矩陣一、層次分析綜合評價法標度定義與說明1兩個元素對某個屬性具有同樣重要性3兩個元素比較，一元素比另一元素稍微重要5兩個元素比較，一元素比另一元素明顯重要7兩個元素比較，一元素比另一元素強烈重要9兩個元素比較，一元素比另一元素極端重要2,4,6,8上述兩相鄰判斷的中值1/bij兩個元素的反比較bji=1/bij一、層次分析綜合評價法B

p1p2p3p4p5p6p1111411/2p2112411/2p311/21531/2p41/41/41/511/31/3p5111/3311p6222311判斷矩陣名聲、發(fā)展、收入、工作環(huán)境、生活環(huán)境、貢獻引例：一、層次分析綜合評價法B1甲乙丙甲11/41/2乙413丙21/31名聲p1一、層次分析綜合評價法B2甲乙丙甲11/41/5乙411/2丙521發(fā)展p2一、層次分析綜合評價法B3甲乙丙甲131/5乙1/311丙511收入p3一、層次分析綜合評價法B4甲乙丙甲11/35乙317丙1/51/71工作環(huán)境p4一、層次分析綜合評價法B5甲乙丙甲117乙117丙1/71/71生活環(huán)境p5一、層次分析綜合評價法B6甲乙丙甲179乙1/715丙1/91/51貢獻p6一、層次分析綜合評價法若判斷矩陣滿足如下特征，則其具有完全一致性：

bii=1bji=1/bijbij=bik/bjk(i,j,k=1,2,….n)一、層次分析綜合評價法判斷矩陣一致性指標C.I：

max為矩陣的最大特征值，n為矩陣階數(shù)。C.I的值越小，表明判斷矩陣越接近于完全一致性。一般判斷矩陣的階數(shù)n越小，人為造成的偏離完全一致性指標C.I的值便越小。對于多階判斷矩陣，引入隨機一致性指標R.I，下表給出了1-15階正互反矩陣計算1000次得到的隨機一致性指標。n12345678RI000.520.891.121.261.361.41n9101112131415RI1.461.491.521.541.561.581.59一、層次分析綜合評價法當n<3時，判斷矩陣永遠具有完全一致性。判斷矩陣一致性指標C.I與同階隨機一致性指標R.I之比稱為隨機一致性比率C.R，當C.R小于0.1時認為一致性可以接受，否則調(diào)整矩陣直到接受為止。層次單排序就是把本層所有各元素對上一層來說，排出評比順序，這就要計算判斷矩陣的最大特征向量，最常用的方法是和積法和方根法。判斷矩陣的最大特征向量求出后，計算判斷矩陣的最大特征值

max，并檢驗一次性是否可以接受。下面簡單介紹和積法和方根法的計算步驟：一、層次分析綜合評價法4）層次單排序和積法：將判斷矩陣的每一列元素作歸一化處理；將每一列經(jīng)歸一化處理后的判斷矩陣按行相加得到N向量；對N向量歸一化處理，得到判斷矩陣特征向量的近似向量W；計算判斷矩陣最大特征根

max；

B為前面的比較矩陣，W為求出的特征向量

。一、層次分析綜合評價法方根法：將判斷矩陣的每一行元素相乘，再開1/n次方，得到向量N；對N向量歸一化處理，得到判斷矩陣特征向量的近似向量W；計算判斷矩陣最大特征根

max。利用層次單排序的計算結果，進一步綜合出對更上一層次的優(yōu)劣順序，就是層次總排序的任務。下面以引例為例，詳細闡述層次單排序和綜合排序的過程。一、層次分析綜合評價法5）層次綜合排序一、層次分析綜合評價法工作選擇可供選擇的單位甲、乙、丙名聲發(fā)展收入工作環(huán)境生活環(huán)境貢獻目標層準則層方案層引例：求出準則層的權重估計，用和積法計算最大特征向量一、層次分析綜合評價法B

p1p2p3p4p5p6p1111411/2p2112411/2p311/21531/2p41/41/41/511/31/3p5111/3311p6222311判斷矩陣一、層次分析綜合評價法B

p1p2p3p4p5p6p1111411/2p2112411/2p311/21531/2p41/41/41/511/31/3p5111/3311p6222311

6.255.756.53207.333.83一、層次分析綜合評價法B

p1p2p3p4p5p6p10.160.170.150.200.140.13p20.160.170.300.200.140.13p30.160.090.150.250.420.13p40.040.040.030.050.050.09p50.160.170.050.150.140.26p60.320.340.300.150.140.26

6.255.756.53207.333.83一、層次分析綜合評價法B

p1p2p3p4p5p6p10.160.170.150.200.140.13p20.160.170.300.200.140.13p30.160.090.150.250.420.13p40.040.040.030.050.050.09p50.160.170.050.150.140.26p60.320.340.300.150.140.260.951.101.200.300.931.51一、層次分析綜合評價法B

p1p2p3p4p5p6p10.160.170.150.200.140.13p20.160.170.300.200.140.13p30.160.090.150.250.420.13p40.040.040.030.050.050.09p50.160.170.050.150.140.26p60.320.340.300.150.140.260.951.101.200.300.931.515.99一、層次分析綜合評價法B

p1p2p3p4p5p6p10.160.170.150.200.140.13p20.160.170.300.200.140.13p30.160.090.150.250.420.13p40.040.040.030.050.050.09p50.160.170.050.150.140.26p60.320.340.300.150.140.260.160.180.200.050.160.25W用和積法計算其最大特征向量為：W=（W1，

W2……

Wn)T=（0.16,0.18,0.20,0.05,0.16,0.25)T即為所求的特征向量的近似解。一、層次分析綜合評價法計算判斷矩陣最大特征根

max(BW)=111411/2112411/211/21531/21/41/41/511/31/3111/33112223110.160.180.200.050.160.25=1.0251.2251.3050.3091.0661.64一、層次分析綜合評價法查表知RI=1.26，一致性可以接受一、層次分析綜合評價法求方案層對準則層的最大特征向量(方法同上）：（W11

W21

W31

）T=（0.14,0.62,0.24)T（W12

W22

W32

）T=（0.10,0.32,0.58)T（W13

W23

W33

）T=（0.14,0.62,0.24)T（W14

W24

W34

）T=（0.28,0.65,0.07)T（W15

W25

W35

）T=（0.47,0.47,0.06)T（W16

W26

W36）T=（0.80,0.15,0.05)T一、層次分析綜合評價法經(jīng)驗證一致性均可接受求得三個單位所得總分甲的總分=0.16×0.14+0.18×0.10+0.20×0.14+0.05×0.28+0.16×0.47+0.25×0.80=0.3576乙的總分=0.16×0.62+0.18×0.32+0.20×0.62+0.05×0.65+0.16×0.47+0.25×0.15=0.4372丙的總分=0.16×0.24+0.18×0.58+0.20×0.24+0.05×0.07+0.16×0.07+0.25×0.05=0.2182因為乙的總分>甲的總分>丙的總分，所以應該選擇乙單位。一、層次分析綜合評價法一、層次分析綜合評價法3、油庫安全評價分析實例1）方根法C

C1C2C3C4C11123C21123C31/21/211C41/31/311C1

P1P2P3P1111P2112P311/21一、層次分析綜合評價法W=(0.3545,0.3545,0.1602,0.1308)Tλ=4.0206，CR=0.0077<0.1W=(0.5714,0.2857,0.1429)Tλ=3，CR=0<0.1C2

P4P5P6P7P8P411426P511436P61/41/411/22P71/21/3214P81/61/61/21/41一、層次分析綜合評價法W=(0.33,0.3582,0.08746,0.1749,0.049)Tλ=5.0426，CR=0.0095<0.1C3

P9P10P11P12P13P9121/342P101/211/431P1134184P121/41/31/811/3P131/211/431一、層次分析綜合評價法W=(0.2101,0.1236,0.4943,0.04844,0.1236)Tλ=5.0426，CR=0.0095<0.1C4

P14P15P16P14152P151/511/2P161/221W=(0.5954,0.1283,0.2764)Tλ=3.0055，CR=0.0053<0.1一、層次分析綜合評價法2）yaahp軟件計算法一、層次分析綜合評價法一、層次分析綜合評價法一、層次分析綜合評價法一、層次分析綜合評價法一、層次分析綜合評價法一、層次分析綜合評價法一、層次分析綜合評價法1分析發(fā)現(xiàn)：人員和安全設施對油庫安全起主要作用，尤其是員工身體狀況和業(yè)務素質(zhì)、裝卸油和輸油系統(tǒng)、儲油系統(tǒng)、員工的安全意識占支配地位，這與實際相符。利用層次分析法進行評價，減少了評價工作中的隨意性，對實際工作有一定參考價值。234層次分析綜合評價法模糊數(shù)學綜合評價法灰色系統(tǒng)綜合評價法（自學）神經(jīng)網(wǎng)絡綜合評價法（自學）基于未確知測度理論的安全綜合評價法（自學）第7章安全綜合評價方法我們身邊的現(xiàn)象可以劃分為：1）確定性現(xiàn)象：如水加溫到100℃就沸騰，這種現(xiàn)象的規(guī)律性靠經(jīng)典數(shù)學去刻畫；2）隨機現(xiàn)象：如擲硬幣，觀看哪一面向上，這種現(xiàn)象的規(guī)律性靠概率統(tǒng)計去刻畫;3）模糊現(xiàn)象：如“小貓”，“大西瓜”等等。幾歲的貓是小貓呢？多大的西瓜算大呢？很難判斷，只能靠模糊數(shù)學去刻畫。模糊數(shù)學就是定量化研究模糊現(xiàn)象的數(shù)學方法。1、概述二、模糊數(shù)學綜合評價法“貓”和“西瓜”分別表示了貓的集合和西瓜的集合，元素與集合之間關系明確，但是“小貓”和“大西瓜”只能稱為模糊概念，用傳統(tǒng)的集合無法描述這樣的模糊概念。1965年，美國的扎德發(fā)表了“模糊集合論”的文章，他把普通集合的僅有2個數(shù)值{0,1}的函數(shù)（分別代表元素不屬于、屬于某集合），推廣到函數(shù)值為[0,1]區(qū)間的函數(shù)，即某元素屬于某集合或不屬于某集合并非絕對，就用[0,1]之間某個數(shù)值表示該元素屬于集合的程度，稱為隸屬度。二、模糊數(shù)學綜合評價法1、概述進行安全評價時，對被評價對象作出安全的結論本身就是一個模糊性的概念。安全是指被評價對象可能發(fā)生事故、造成人員傷亡或財產(chǎn)損失的危險沒有超過允許限度。這里“允許的限度”是人們用來判別安全與危險的基準。按模糊數(shù)學的理論，危險性是被評價對象對危險的隸屬度，即對象屬于安全的隸屬度越大，危險性就越小，反之越大。當被評價對象對安全的隸屬度達到一定程度時，就認為對象是“安全”的，并做出評價結論。因此，利用模糊數(shù)學的理論和方法來進行安全評價是十分符合實際工作的。1、概述二、模糊數(shù)學綜合評價法建立指標集U；建立評價集V；確定權重集A（經(jīng)驗法、專家調(diào)查法、AHP法等）；對各方案建立指標與評價間的評價矩陣R；綜合評價（做矩陣的合成運算），歸一化處理，得出模糊評價結論。二、模糊數(shù)學綜合評價法2、模糊綜合評價的基本步驟指標集是指以所評價系統(tǒng)中影響評價的各種因素為元素所組成的集合，通常用U表示，即：U=｛u1，u2，…，um｝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。實例：對某煤礦10個方面進行評價：礦井自然安全條件、安全管理、通風、防瓦斯、防治水、防滅火、頂板、機電、運輸、爆破。用指標集表示U=｛u1，u2，…，u10｝。二、模糊數(shù)學綜合評價法1）建立指標集評價集是評價者對評價對象可能作出的各種總的評價結果所組成的集合。通常用V

表示，即：V={υ1，υ2，…，υn}各元素υi代表各種可能的總評價結果。模糊綜合評價的目的，就是在綜合考慮所有影響因素基礎上，從評價集中得出一最佳的評價結果。實例：煤礦的評價結果分別為好、一般、差、不合格。用評價集表示，V={υ1，υ2，υ3，υ4}。二、模糊數(shù)學綜合評價法2）建立評價集一般說來，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，需要對各個因素賦予相應的權數(shù)αi。由各權數(shù)組成權重集：A={α1，α2，…，αm}。各權數(shù)應滿足歸一性和非負性條件。實例：煤礦指標集U