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文檔簡(jiǎn)介
1、綜合安全評(píng)價(jià)方法,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)安全工程系 朱紅青,綜合安全評(píng)價(jià)法是目前應(yīng)用最為廣泛的一種評(píng)價(jià)方法。綜合安全評(píng)價(jià)法是把多個(gè)描述被評(píng)價(jià)系統(tǒng)不同方面且量綱不同的安全評(píng)價(jià)指標(biāo),轉(zhuǎn)化成無(wú)量綱的相對(duì)評(píng)價(jià)值,并綜合這些評(píng)價(jià)值以得出對(duì)該系統(tǒng)安全的一個(gè)整體評(píng)價(jià)。其評(píng)價(jià)步驟為: (1)明確評(píng)價(jià)對(duì)象; (2)確定安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系; (3)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的的權(quán)系數(shù); (4)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的無(wú)量綱處理; (5)確定安全評(píng)價(jià)的合成方法,求綜合安全評(píng)價(jià)值; (6)確定評(píng)價(jià)集,并據(jù)評(píng)價(jià)集進(jìn)行系統(tǒng)分析和決策。,1確定評(píng)價(jià)對(duì)象 安全評(píng)價(jià)的對(duì)象可以是整個(gè)企業(yè),也可以是一個(gè)某個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)或一個(gè)工作地點(diǎn)根據(jù)具體情況來(lái)
2、確定。,2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立的原則 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定是安全評(píng)價(jià)的關(guān)鍵,用什么樣的指標(biāo)體系構(gòu)造的結(jié)構(gòu)就會(huì)得出不同的評(píng)價(jià)結(jié)論。安全評(píng)價(jià)的核心問(wèn)題就是如何確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立的原則必須保證評(píng)價(jià)指標(biāo)的系統(tǒng)性、科學(xué)性、正確性與適應(yīng)性。,3、評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)值確定 在綜合安全評(píng)價(jià)中,權(quán)數(shù)的確定是一項(xiàng)重要內(nèi)容,權(quán)數(shù)值確定是否合理,直接影響到綜合評(píng)價(jià)的效果。目前,對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)值確定已作了較多的研究,主要有專家直接給出法、專家排序確定法、評(píng)價(jià)指標(biāo)比較法、模糊數(shù)學(xué)法和層次分析法。各種方法的特點(diǎn)和適用性見(jiàn)下表。,權(quán)值確定層次分析法 在礦井安全評(píng)價(jià)的權(quán)確定法中,一般采用層次分析法,故對(duì)層次分析法作一介紹。 采
3、用層次分析法確定權(quán)值時(shí),按如下步驟進(jìn)行。 (1)構(gòu)造判斷矩陣 判斷矩陣表示針對(duì)上一層次與之有關(guān)的指標(biāo),本層次各有關(guān)指標(biāo)相對(duì)重要性的判斷。本層次的各有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較后,來(lái)建立判斷矩陣.,判斷矩陣A=(aij)nn具有下述性質(zhì): 式中:aij-指標(biāo)AI與Aj相對(duì)于其上一層指標(biāo)重要性的比例標(biāo)度,一般采用1-9比例標(biāo)度對(duì)重要性程度賦值,標(biāo)度及其含義如表6所示。,(2)計(jì)算單一準(zhǔn)則下指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(yàn) 設(shè)判斷矩陣A的最大特征根為max,其相應(yīng)的特征向量為W,解判斷矩陣A的特征根問(wèn)題: 所得的W經(jīng)歸一化后即為同一層次相應(yīng)指標(biāo)對(duì)于上一層相關(guān)指標(biāo)相對(duì)重要性的權(quán)重向量。,由于客觀事物的復(fù)雜性以及
4、人們對(duì)事物認(rèn)識(shí)的模糊性和多樣性,所給出的判斷矩陣不可能完全保持一致,即如下式: 因此必須進(jìn)行一致性檢驗(yàn),計(jì)算一致性指標(biāo)CI: 式中:n-判斷矩陣階數(shù)。 若隨機(jī)一致性比率CR=CI/RI0.1, 則判斷矩陣具有滿意的一致性,否則需要調(diào)整判斷矩陣指標(biāo)比較取值。隨機(jī)一致性指標(biāo)RI取值。,4、基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)值的確定 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)是評(píng)價(jià)層次中的最低層指標(biāo),即評(píng)價(jià)體系中不能再分解的指標(biāo),通??煞譃槎ㄐ灾笜?biāo)和定量指標(biāo)。所以,在評(píng)價(jià)中必須準(zhǔn)確確定這些指標(biāo)的評(píng)價(jià)值,才能進(jìn)行可靠的安全評(píng)價(jià)。 (1)定性指標(biāo)評(píng)價(jià)值確定 對(duì)于定性指標(biāo),指標(biāo)值具有模糊和非定量化的特點(diǎn),很難用精確數(shù)學(xué)來(lái)確定,通常采用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)模糊信息
5、進(jìn)行量化處理,主要有等級(jí)比重法和專家評(píng)分法。下面介紹一種可靠確定定性指標(biāo)評(píng)價(jià)值的一種方法集值統(tǒng)計(jì),它是專家評(píng)分法的改進(jìn)方法。,定性指標(biāo)評(píng)價(jià)值確定集值統(tǒng)計(jì) 集值統(tǒng)計(jì)是經(jīng)典統(tǒng)計(jì)和模糊統(tǒng)計(jì)的一種拓廣。經(jīng)典統(tǒng)計(jì)在每次實(shí)驗(yàn)中得到相空間的一個(gè)確定點(diǎn),而集值統(tǒng)計(jì)每次實(shí)驗(yàn)是相空間的一個(gè)子集,也就是在確定評(píng)價(jià)指標(biāo)值時(shí),改變過(guò)去給出一個(gè)固定值的作法,而給出一個(gè)區(qū)間值,這就解決了專家對(duì)一些指標(biāo)“大約是多少”這一模糊概念的定量化。假設(shè)要確定評(píng)價(jià)指標(biāo)值:uj;n個(gè)專家參與評(píng)價(jià):1,2,i,n;規(guī)定用線段法給出各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)值的區(qū)間估計(jì)值,如表8所示。,對(duì)指標(biāo)uj,各專家的評(píng)價(jià)區(qū)間為:a1j,b1j,a2j,b2j, ,a
6、ij,bij,,anj,bnj,從而形成一個(gè)集值統(tǒng)計(jì)序列,各個(gè)子區(qū)間疊加在一起則形成覆蓋在指標(biāo)值軸上的一種分布,這種分布可描述為:,則評(píng)價(jià)指標(biāo)uj的指標(biāo)值為: 式中,ujmin=min(a1j, a2j, ,anj); ujmax=max(b1j,b2j, ,bnj)。 對(duì)式(8)進(jìn)行整理得,利用式(9),就可計(jì)算出評(píng)價(jià)指標(biāo)值。 評(píng)價(jià)指標(biāo)值的可靠性程度如何是確定指標(biāo)值的關(guān)鍵,對(duì)此進(jìn)行分析如下。 當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值能準(zhǔn)確確定時(shí),即n個(gè)專家給出的是同一值C,而不是一個(gè)區(qū)間,這說(shuō)明評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)值完全有把握,其分布如圖3(a)所示。,當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值難以準(zhǔn)確計(jì)算時(shí),各專家給出一個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)間,若這些評(píng)價(jià)區(qū)間分布
7、比較集中,則說(shuō)明評(píng)價(jià)者對(duì)指標(biāo)值的把握性較高,其分布如圖3(b)所示。,當(dāng)評(píng)價(jià)區(qū)間很不集中時(shí),則說(shuō)明評(píng)價(jià)專家對(duì)指標(biāo)值的把握程度較小,其分布如圖3(c)所示。,根據(jù)上述討論,指標(biāo)值的離散程度為: 則得可靠度為: j越大,說(shuō)明評(píng)價(jià)的把握性大,可靠性程度高;j越小,說(shuō)明評(píng)價(jià)的把握性小,可靠性程度低;j為1,說(shuō)明評(píng)價(jià)有絕對(duì)把握性,可靠性程度最高。 利用集值統(tǒng)計(jì)法得到的定性指標(biāo)值即為評(píng)價(jià)值,它是一個(gè)無(wú)量綱的相對(duì)數(shù),直接可以利用,無(wú)需再進(jìn)行無(wú)量綱化處理。,(2)定量指標(biāo)值的確定 安全評(píng)價(jià)的目的是能得出狀態(tài)的危險(xiǎn)度值。從評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中看出,它含有定性指標(biāo)和定量指標(biāo),其意義和表現(xiàn)形式不相同,各指標(biāo)之間不具有可比
8、性、綜合性,所以,也必須對(duì)定量指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)的處理,即進(jìn)行無(wú)量綱化處理。無(wú)量綱化處理是對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)值的標(biāo)準(zhǔn)化、正規(guī)化處理,它是通過(guò)一定的數(shù)值變換來(lái)消除指標(biāo)間量綱影響的方法,即把性質(zhì)、量綱各異的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行綜合的一個(gè)相對(duì)數(shù)一量化值。實(shí)質(zhì)上指標(biāo)無(wú)量綱處理是求解在一定區(qū)間內(nèi)的模糊隸屬函數(shù),隸屬函數(shù)常用一些分布型函數(shù)來(lái)近似表達(dá),主要有戒上型(偏小型)、戒下型(偏大型)、中間對(duì)稱型分布函數(shù),具體包括矩形、梯形、正態(tài)型、哥西型、指數(shù)型等?,F(xiàn)給出常用的指數(shù)法、半梯型、三角型三種方法的量化函數(shù)。量化區(qū)間采用0,100。,、指數(shù)法 正指數(shù)類:此類指標(biāo)值越大越安全,其模糊量化圖形如圖4(a),量化公式為 (wo
9、rd版),5、安全評(píng)價(jià)的合成方法 在確定了指標(biāo)體系基礎(chǔ)指標(biāo)評(píng)價(jià)值及指標(biāo)權(quán)系數(shù)后,據(jù)安全評(píng)價(jià)模型的多層次空間結(jié)構(gòu),由下而上逐級(jí)復(fù)合上層指標(biāo)值,最后綜合為一個(gè)最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)值,即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)所得的安全度值。合成方法主要有加法合成、乘法合成和加乘混合法,據(jù)評(píng)價(jià)的不同特點(diǎn)來(lái)選用,(1) 加法合成 計(jì)算公式為: 式中:u-綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值;wi-指標(biāo)權(quán)值;ui-下一層評(píng)價(jià)指標(biāo)的指標(biāo)值;n-評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。 加法合成因其簡(jiǎn)單方便而得到了廣泛應(yīng)用。加法合成適用于指標(biāo)間相互獨(dú)立,且相互補(bǔ)償?shù)那闆r。加法合成突出評(píng)價(jià)值較大且權(quán)數(shù)較大的指標(biāo)的作用,它比較接近于主因素突出型的評(píng)價(jià)合成方法。,(2)乘法合成 計(jì)算公式
10、為: 式中符號(hào)意義同上,其中ui0。 乘法合成適用于評(píng)價(jià)指標(biāo)間強(qiáng)烈相關(guān)且指標(biāo)值大于零的場(chǎng)合,并且強(qiáng)調(diào)被評(píng)價(jià)對(duì)象各指標(biāo)評(píng)價(jià)值的一致性。在乘法合成中,權(quán)數(shù)的作用不如加法合成明顯,其評(píng)價(jià)結(jié)果突出指標(biāo)評(píng)價(jià)值中較小數(shù)的作用。,(3)加乘混合法 這是一種混合使用加法和乘法的評(píng)價(jià)方法,它兼有加法合成和乘法合成兩種方法的特點(diǎn)。當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)較多時(shí),利用加乘混合法可充分反映指標(biāo)間的相互關(guān)系。因此,它的使用范圍比加法和乘法更廣一些。,6、評(píng)價(jià)級(jí)別集的確定 通過(guò)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的層次關(guān)系,應(yīng)用上述方法,可求出安全評(píng)價(jià)的安全度值。要進(jìn)行決策,就必須確定評(píng)價(jià)級(jí)別集,評(píng)價(jià)級(jí)別集可通過(guò)集值統(tǒng)計(jì)或?qū)<以u(píng)分法來(lái)確定,從心理學(xué)的角度
11、來(lái)看,72級(jí)別為最好。下表是某單位安全評(píng)價(jià)所用的評(píng)價(jià)級(jí)別集。,7、安全評(píng)價(jià)的實(shí)施 安全評(píng)價(jià)如何在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施,是實(shí)現(xiàn)安全評(píng)價(jià)的關(guān)鍵一步,也是衡量安全評(píng)價(jià)法有無(wú)實(shí)用性和操作性的標(biāo)準(zhǔn)。目前,安全評(píng)價(jià)實(shí)施方法有兩種,一是實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)法,二是周期性評(píng)價(jià)法。 (1)、實(shí)時(shí)安全評(píng)價(jià)法 實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)就是利用系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)測(cè)探頭實(shí)時(shí)收集各評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值,與計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)模型結(jié)合,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)安全評(píng)價(jià),進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,這種方法已在化工廠、核電廠等自動(dòng)化程度高的行業(yè),得到了應(yīng)用。而對(duì)于礦井來(lái)說(shuō),由于井下條件復(fù)雜,涉及人員多,監(jiān)測(cè)因素又多,就必然需要大量的設(shè)備和檢測(cè)儀器,而目前井下監(jiān)測(cè)儀器不夠完善,探頭使用并不會(huì)令人滿意的情況下,應(yīng)用實(shí)時(shí)安全評(píng)價(jià)在現(xiàn)在形勢(shì)下或一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期都是困難的。,(2)周期性安全評(píng)價(jià)法 周期性安全評(píng)價(jià)是把基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)成檢查表,利用評(píng)價(jià)小分隊(duì)(監(jiān)察員、班評(píng)估員或?qū)I(yè)人員)在一定周期內(nèi)收集工作區(qū)域的評(píng)價(jià)指標(biāo)信息,并與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)信息結(jié)合,而進(jìn)行的評(píng)價(jià)。周期性安全評(píng)價(jià)在我國(guó)當(dāng)前形勢(shì)和一定時(shí)期是極適用的一種形式。評(píng)價(jià)周期要在熟練的基礎(chǔ)上漸近縮短,比如從一星期到一天再到一個(gè)班次,加快動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)的進(jìn)程,為了消除人的主觀性,在可能的情況下,用現(xiàn)代化的裝置探頭逐步替代人工的信息收集,改善評(píng)價(jià)的客觀性和可靠性,再則信息的處理充分利用計(jì)算機(jī)及其輔助設(shè)備,如對(duì)人工安
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