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安全綜合評價中的若干問題及其改進方法

【摘要】針對目前廣泛應用的安全綜合評價法,分析了它存在的若干問題,并提出了改進方法。首先,根據評價指標的時間把評價指標分為靜態和動態評價指標;并提出了評價指標的常權和變權原理及非線性無量綱模糊處理方法;最后,建立了安全綜合評價的結構模型,使得安全綜合評價這一方法更具有實用性、合理性和可操作性。

  【關鍵司】綜合評價 問題 方法

  1 引言

  安全綜合評價法是目前最為廣泛應用的安全評價法之一,它能較好地解決復雜、模糊、隨機系統的安全評價問題。且在評價過程中,大多數學者都對評價對象系統建立廣義目標函數,并將各個評價指標綜合成一個能從整體上衡量評價對象系統是否安全的綜合指數。而要把眾多指標綜合到一起,就必須考慮指標的自身特征、指標間的邏輯關系、指標的權值和指標的量化處理等問題,否則,就無法進行綜合,也就失去了安全綜合評價的合理性和真正價值。因此,筆者對安全綜合評價中所存在的問題進行了分析和討論,并提出了改進的方法,以確保這一方法的合理性和實用性。

  2 綜合評價法中存在的問題分析

  在綜合評價中,一般采用多層次指標進行評價。故本層次對上一層次的安全度評價可用下述模型描述:

  B=W·U (1)

  式中,W-指標集的權重向量;U-指標集的安全度值。

  要完成綜合評價,其評價步驟為:①評價指標體系的建立;②確定評價指標的權系數;③評價指標的模糊無量綱化處理;④確定評價結構,求綜合評價值;⑤評價值的確定和決策。

  現就評價過程中存在的幾個問題分析如下:

  2.1 評價指標的時間特性

  安全評價的核心問題,是評價指標的確定。不同的指標體系結構就會得出不同的評價結論。關于評價指標的建立準則問題,在一些文獻中已作了詳細闡述,如系統性、科學性、特殊性、普遍性及可量化原則等,但對指標在綜合評價中的時間特性并沒有分析和研究。因為,在綜合評價過程中,評價的目的是快速地對系統進行安全評價并找出事故隱患,實行的是動態評價,系統的動態評價周期由系統特性來決定。

  描述系統特征的評價指標很多,包括:人、機、環境和管理指標。在這些指標中,有些指標評價值變化速度是較為緩慢的,與動態評價周期相比是相對平穩的,而要把這些指標綜合到一起評價時,一些指標就不斷地被重復評價,增加了評價工作量和評價時間,甚至影響動態的評價結果。因此,根據動態評價周期,把評價指標進行分類,把評價值變化速度小于動態評價周期的評價指標定義為相對靜態評價指標;反之,則定義為動態評價指標。通常把人的基本素質(包括安全技術素質、安全操作水平、文化素質等)和安全基礎管理(包括安全監察、安全標準、安全資金、安全培訓、安全責任等)作為相對靜態評價指標,而把與系統相關的其它指標作為動態評價指標。相對評價周期根據具體情況來確定。這樣把相對靜態評價和動態評價結合在一起對系統進行綜合評價。動態評價找出系統的直接隱患,相對靜態評價找出系統的間接隱患。

  2.2 評價指標的常權和變權

  綜合評價中,由于要從整體上反映評價系統的安全本質,從而涉及多個指標。這就存在一個問題,當其中一至兩個重要指標特別危險時,評價系統就會出現危險;而由于評價指標太多,無論采用何種綜合方法(算子),都有可能使其中少數指標危險度被其它指標中和,使評價系統危險度并不明顯,從而失去了評價的公正性和客觀性。在目前的綜合評價方法中,這一問題并沒有解決,其主要原因是因為無論指標的危險度值如何變化,指標權值總是不變的,權值以“不變”應“萬變”,在實際應用中就不能突出問題的嚴重程度。而變權的指標權值因評價時空的變換而變化,在不同條件下取不同的權值,即隨指標危險度值的不同而變化。變權反映了指標的本質屬性,解決了由于評價指標眾多而引起的評價不合理現象。

  對變權的方法目前研究不多。文獻給出了不同的變權公式,盡管所使用的方法不同,但其實質是相同的,即用指標的狀態量來確定變權數值。

  根據文獻,變權向量是指標常權向量W和狀態變權向量S/x的(歸一化)Hardarmard乘積,即:

  W(x)=(W·Sx)/

  式中,Sx-指標的狀態變權向量,Sx=(S1(x),S2(x),…Sm(x));W(x)-指標的變權向量,W(x)=(W1(x),W2(x),…Wm(x));X-指標的狀態值向量,X=(x1,x2…xm);W-指標的常權向量,W=(w1,w2<.sub>,…wm)。

  在安全評價中,指標的狀態值一般取區間值[0,10]或[0,100],故指標的狀態變權向量可有:

  Sj(x1,x2…,xm)=(1/x1)(1/x2)…(1/xj-1)(1/xj+1…(1/xm)=(3)

  可得:Wj( x1,x2…,xm)=[WjSj( x1,x2…,xm)]/=Wjxj/(4)

  為了保證變權能在安全綜合評價中可靠應用,現作如下約定:

  1)為保證Sx的連續性,規定若任一指標xj的危險度評價值為0時,xj的危險度評價值取1,此時并不影響綜合評價結果;

  2)變權是為了突出主因素,故在綜合評價時,保對主因素作變權處理;

  3)變權的條件是,主因素評價指標的危險狀態值大于規定的最小危險度值時,在評價指標內作變權處理。

  2.3 評價指標的非線性無量綱模糊處理

  安全評價的目的是得出系統狀態的危險度。從評價指標體系中可看出,其意義和表現形式各不相同,指標之間不具可比性、綜合性,必須對定量指標進行無量綱化處理,即把性質、量綱各異的指標轉化為可以進行綜合的一個相對數量化值。實質上,指標無量綱化處理是求解在一定區間內的模糊隸屬函數。而模糊隸屬函數的確定仍然是沒有很好解決的問題。在綜合安全評價中,目前大部分采用直線性處理方法,這種處理方法簡單,可它是等比例變化,對一些指標就不合理。例如,瓦斯濃度越大,其危險度應該升高越快,而瓦斯濃度低時,升高比例相同,顯然有不妥這處。所以,對不同的指標應采用不同的處理方法。隸屬度函數可用模糊統計法、三分法或增量法確定。

  2.4 安全評價結構模型的確定

  安全評價結構模糊通常是一個多層空間模型,以適應綜合評價指標體系的層次結構。在以往的評價中,強調指標之間的縱向關系,也就是說指標間必須具有相互獨立性。而有些評價指標之間既有一定的獨立性,又有一定的相關性,就很難處理。因此,安全評價結構模型不僅要考慮縱向關系,還要考慮橫向關系。

  2.5 評價集的確定和決策

  給出評價集的目的是確定系統的整體危險度,故評價集可用確定隸屬函數的方法來解決。但據評價過程可知,同一評價值,其隱患可能不同,采取的治理措施就有顯著差別。因此,在決策過程中,不僅要考慮綜合評價值所對應的危險程度,還必須考慮評價體系內各個評價隱患指標的危險度值,兩者有機的結合,才能反映整個系統的危險程度,才能進行可靠的決策。

  3 結論

  對目前廣泛使用的綜合評價法中所存在的評價指標的時間特性、常權、非線性無量綱模糊處理方法及評價結構模型等問題進行了分析和探討,并提出了改進的方法,以使這一綜合評價法更趨合理和完善,更具有實用性和操作性。

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