《綜合安全評(píng)價(jià)方法》PPT課件.ppt

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