1第五章 安全决策� 主要内容 §5-1 概 述 §5-2 安全决策过程与决策要素 §5-3 定性属性的量化 §5-4 安全决策方法 §5-5 模糊决策(评价) 2§5-1 概 述 一﹑安全决策的意义、决策的种类 三、安全决策的类型 二 3一、安全决策的意义决策是人们进行选择或判断的一种思维活动。决策在人们生活、生产中随时都会遇到。有简单和复杂决策,举例说明。什么是决策?决策就是决定的策略和方法。普遍的看法有两种:1) 管理就是决策;2) 决策就是做决定。安全决策就是针对生产活动中需要解决的特定安全问题,根据安全标准、规范和要求,运用现代科学技术知识和安全科学的理论与方法,提出各种安全措施方案,经过分析、论证与评价,从中选择最优方案并预以实施的过程。二、决策的种类决策分类方法很多,一般决策系统根据决策系统的约束性与随机性原理可分为确定性决策和非确定性决策。 41.确定型决策:在一种已知的完全确定的自然条件下,选择满足目标要求的最优方案。应具备四个条件:1) 存在着决策者希望达到的一个明确目标;2) 只存在一个确定的自然状态;3) 存在着两个或两个以上的决策方案;4) 不同决策方案的益损值(收益或损失)可以计算出来。2. 非确定型决策:当决策问题有两种以上自然状态,哪种可能发生是不确定的,在此情况下的决策称为非确定型决策。它又分为风险型决策和完全不确定型决策。通常具备以下五个条件:1) 存在着决策者希望达到的一个明确目标;2) 存在着无法控制的自然状态;3) 存在着两个或两个以上的决策方案;4) 不同决策方案的益损值可以计算出来;5) 未来哪种自然状态不能确定,但其出现的概率可以估算出来。 5三、安全决策的类型1. 系统安全管理决策: 是指解决全局性重大问题的高层决策,主要解决安全方针、政策、规划、安全管理体制、法规、监督监察及推进安全事业发展等方面的决策。2. 工程项目建设的安全决策:为了保证新建、改建、扩建的工程项目能安全地投入生产,对工程项目设计进行安全论证、审核与安全评价方面的决策。3. 企业安全管理决策:主要是为健全、改善和加强企业的安全管理所进行的计划、组织、协调、控制以及预测和预防事故等方面的决策。4. 事故处理决策: 主要是在事故发生后采取的调查、分析、处理及改善与改进的对策。 6§5-2 安全决策过程 与决策要素 一﹑决策过程 二、决策要素 三、安全决策 7一、决策过程决策是人们为实现某个(些)准则而制定、分析、评价、选择行动方案,并组织实施的全部过程;也是提出、分析和解决问题的全部过程,如图5-1所示。 8二、决策要素决策要素有:决策单元、准则体系、决策结构和环境、决策规则等。1. 决策单元和决策者:决策者是指对所研究问题有权利、有能力作出最终判断与选择的个人或集体。所谓决策单元常常包括决策者、分析者以及进行信息处理的设备。2. 准则(指标)体系: 对于一个有待决策的问题,必须首先定义它的准则。在现实决策问题中,准则常具有层次结构,包含有目标和属性两类,形成多层次的准则体系,如图5-2所示。3. 决策结构和环境:为阐明决策态势,必须识别决策问题(系统)的组成、结构和边界,以及所处的环境条件。环境条件分为确定性、非确定性(随机型与模糊型)。4. . . . 决策规则:这种促使方案完全序列化的规则,便称为决策规则。决策规则分:最优规则和满意规则。在系统优化 9中,用“满意解”代替“最优解”,就会使复杂问题大大简化。三、安全决策1. 确定目标:决策过程首先需要明确目标,也就是要明确需要解决的问题,包括生产安全、生活安全和生存安全。另外,决策目标应有明确的指标要求;对于难以量化的定性指标,则应尽可能加以具体说明。2. 确定决策方案: 拟出几个可供选择的方案排序技术评价最后决策。3. 潜在问题或后果分析:从可能的后果中进行比较,以决定方案的取舍。应注意:1) 人身安全方面;2) 人的精神和思想方面;3) 人的行为方面。4. 实施和反馈:使决策方案在实施过程中趋于完善并达到预期效果。——— 10§5-3 定性属性的量化 一﹑量化等级与范围 二、量化方法 三、属性函数规范化 四、权重及其量化方法 11一、量化等级与范围心理学家米勒(G.A.Miller) 经过实验表明,普通人能够区别属性等级在5级至9级之间。所以,定性属性量化等级取5级至9级。量化等级见表5-1。 12二、量化方法 集值统计是经典统计和模糊统计的一种拓广。集值统计每次试验得到相空间中的一个子集,即定性属性值估计的等级区间,记第个评价者评价的区间为,若有个评价者,则 式中 13三、属性函数规范化 1. 1. 1. 1. 多属性决策:多属性决策问题(MADMP)(MADMP)(MADMP)(MADMP)的各属性函数之间,普遍存在下述3333个方面的问题。 (1) 无共度性:量纲不同,不便于相互比较和综合运算; (2) 变化范围不同:不便于比较和综合运算;⎪⎨−0 (3) 对抗性:凡得益性属性,愈大愈优;凡损耗性属性,愈小愈优。()⎪⎩ 2. 规范化处理算法: 算法较多,选用时应多加注意,以免规范化后影响决⎪策的质量。 (1) 线性变换法: ⎪−=0*))((>当⎧)())((010())(0*>>当jjjjjfffxfxf *xfffxfffxfjjjjjjj>当 14式中,;。 (2) S形变换法:当单属性的最优(劣)值,难于达到时,用变化缓和些的S形曲线变换之。 其中, 四、权重及其量化方法 权重是表征子准则或因素对总准则或总目标影响或作用大小的量化值。按照表征的属性进行分解,如重要性权、信息量权、重复性权和可靠性权。 151. 重要性权: 相邻比较法 (1) 将同层次所有子准则(因素)按照上层准则(或总准则)的相对重要性排序。 (2) 求相邻准则的相对重要性比值,即: 且,并假定上一个准则的相对重要度始终为1。 (3) 最后按求归一化权重系数,其中 1,11,1==×==+bbbωωjjjjj。 162. 信息量权重:考虑信息量不同产生的影响的量化值称为信息量权重。变异系数法:1∑−n))((V (1) 求各准则的数学期望和方差:备选方案第个准则值的期望为()[11=ij=mVV1ω 方差为 ]2n)()(−=iijjjxfExfD (2) 求准则值的变异系数:/xfEDjj (3) 归一化变异系数即得信息权系数:∑==),,2,1(⋯jjjj2m=/ j 173. 独立性权重系数:由于安全系统的高度复杂性,各准则之间难免有部分重复信息存在,使它们在决策过程中过多地发挥了作用,独立性权重来抵消“过多”的影响。 相关系数法: (协方差/均方差) 归一化可得独立性权重系数: 184. 组合(综合)权重:常用的有两种算法求取组合(综合)权重。 (1) 乘法: 该乘法的特点是各权重作用一视同仁,只要某种作用小,则组合权重系数小。 (2) 加法: 式中3种权重的权系数,有。—— 加法的特点是各权重之间有线性补偿作用。 19§5-4 安全决策方法 一﹑确定性多属性决策方法 二、评分法 三、决策树法 四、技术经济评价法 五、稀少事件的风险估计 20多属性决策( MADM)问题分为确定性和非确定性两类,相应的决策方法就有确定性多属性决策方法、定性与定量相结合的决策方法和模糊多属性决策方法。 一、确定性多属性决策方法 一种多属性决策方法就是一个对属性及方案信息进行处理选择的过程。由于问题较为复杂,这里只介绍无倾向性信息的决策方法筛选方案的方法。— 1. 优势法:该方法的操作过程为,从备选方案集中 任取两个方案进行比较,经步后便确定了非劣解集。 212. 满意法:只有当一个方案的每个属性均不低于对应的切除值,该方案才能保留。即 式中,个属性的切除值。令为被淘汰方案的比例,为任意选出的方⋯—案满足上式的概率,则有:。 3. 分离法:仍对每个属性设定切除值,但并不要求每个属性值都超过这个值,只要求方案中至少有一个属性值超过切除值就被保留。即满足 (当),21m∈=或或或Rxj 其中,仍为规定的切除值。 22二、评分法 评分法就是根据预先规定的评分标准对各方案所能达到的指标进行定量计算比较,从而达到对各个方案排序的目的。 1. 评分标准: 优、良、中、差、最差,或7,9个。nkk1 2. 评分方法: 专家打分,除掉最高和最低分。∑ 3. 评价指标体系:技术指标、经济指标和社会指标。 4. 加权系数:由于各评价指标其重要性程度不同,必须给每个评价指标一个加权系数。按归一化原则,加权系数公式为 =i=iiig/ 式中,各评价指标的总分,评价指标数。—— 235. 计算总分:总分或有效值高者当为首选方案。 1) 分值相加法:, 计算简单直观; 2) 分值相乘法:,各方案总分相差大,便于比较;1i∑ 3) 均值法:,计算简单直观; 4) 相对值法:(理想方案总分值),能看出与理想方04i=/ nQkQ=Qn0—案的差距。 5) 有效值法:,总分中考虑了各评价指标的重要程度。 24三、决策树法 决策树法是一种演绎性方法,即是一种有序的概率图解法,如下图所示 决策步骤:1) 绘制决策树;2) 计算各分支的概率值和结果节点的收益值;3) 计算各方案的收益期望值;4) 确定最优方案。 25例题:如下的决策树,评审费5千元;研制成功,收益6万元;独立研制,费用2.5万元,协作研制,费用4万元。决策用哪种研制方案? 解:① 画出决策树,如下图。 ② 计算各节点的收益(效益-费用) 26独立研制收益:成功 60-5-25=30(千元);失败 0-5-25=-30(千元) 协作研制收益:成功 60-5-40=15(千元);失败 0-5-40=-45(千元) ③ 计算期望值 独立研制成功:(千元) 协议研制成功:(千元) ④ 根据期望值最大原则,选用协作完成形式。 决策法的优点:1) 形象具体,便于发现问题;2) 形成统一的整体,易于比较各种方案的优劣;3) 既可进行定性分析,也可进行定量计算。 27四、技术经济评价法 1. 技术评价: 求相对于理想状态的相对值。 (1) 确定评价的技术指标和评价指标集,个;n∑=6.0