72灰色理論和安全系統(tǒng)

1、安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 第七章第七章 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng) 本章的基本要求：本章的基本要求： 1 1、了解灰色理論及安全系統(tǒng)的灰色特征；、了解灰色理論及安全系統(tǒng)的灰色特征； 2 2、掌握應(yīng)用灰色理論進(jìn)行安全分析評價和預(yù)測的方、掌握應(yīng)用灰色理論進(jìn)行安全分析評價和預(yù)測的方法。法。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.1 7.1 灰色理論概述灰色理論概述 1 1）灰含義和灰現(xiàn)象）灰含義和灰現(xiàn)象 控制論學(xué)者艾什比將內(nèi)部信息缺乏的客體稱為控制論學(xué)者艾什比將內(nèi)部信息缺乏的客體稱為“ 黑箱黑箱” ，據(jù)此，據(jù)此，人們常用顏色的深淺表示信息的多少。人們常用顏色的深淺表示信息的多少。“ 黑黑” 指信息

2、缺乏，指信息缺乏，“ 白白”指信息完全，指信息完全，“ 灰灰” 則指信息部分已知、部分未知，即信息不完則指信息部分已知、部分未知，即信息不完全。這是全。這是“ 灰灰” 的基本含義。在不同場合、不同情況下，的基本含義。在不同場合、不同情況下，“ 灰灰” 可可以轉(zhuǎn)化和引申為不同的含義：以轉(zhuǎn)化和引申為不同的含義： 從表象看，白是明朗，黑是暗，灰是朦朧；從表象看，白是明朗，黑是暗，灰是朦朧； 從過程看，白是新，黑是舊，灰是新舊交替；從過程看，白是新，黑是舊，灰是新舊交替； 從性質(zhì)看，白是純，黑是不純，灰是多種成分；從性質(zhì)看，白是純，黑是不純，灰是多種成分； 從結(jié)果看，白是唯一的解，黑是無數(shù)的解，灰是非

3、唯一的解；從結(jié)果看，白是唯一的解，黑是無數(shù)的解，灰是非唯一的解； 從方法看，白是嚴(yán)厲，黑是放縱，灰是寬容。從方法看，白是嚴(yán)厲，黑是放縱，灰是寬容。 還可列舉許多類似的含義，但信息不完全和非唯一性是還可列舉許多類似的含義，但信息不完全和非唯一性是 灰灰的主要含義。的主要含義。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.1 7.1 灰色理論概述灰色理論概述( (續(xù)續(xù)1) 1) 1 1）灰含義和灰現(xiàn)象）灰含義和灰現(xiàn)象 非唯一性非唯一性 在預(yù)測上的體現(xiàn)為預(yù)測結(jié)果是灰色區(qū)間，在預(yù)測上的體現(xiàn)為預(yù)測結(jié)果是灰色區(qū)間，而不是唯一的一個值。如果適當(dāng)限制這個區(qū)間，則結(jié)果而不是唯一的一個值。如果適當(dāng)限制這個區(qū)間，則結(jié)果會比單個值

4、更為可信，更為合理。會比單個值更為可信，更為合理。 非唯一性非唯一性 在決策上的體現(xiàn)是灰靶思想?；野惺悄繕?biāo)非在決策上的體現(xiàn)是灰靶思想?；野惺悄繕?biāo)非唯一和目標(biāo)可約束的統(tǒng)一，是目標(biāo)可接近、信息可補(bǔ)充、唯一和目標(biāo)可約束的統(tǒng)一，是目標(biāo)可接近、信息可補(bǔ)充、方案可完善、關(guān)系可協(xié)調(diào)、思維可多向、認(rèn)識可深化、方案可完善、關(guān)系可協(xié)調(diào)、思維可多向、認(rèn)識可深化、途徑可優(yōu)化的表現(xiàn)。途徑可優(yōu)化的表現(xiàn)。 非唯一性非唯一性 在計劃方面的體現(xiàn)是計在計劃方面的體現(xiàn)是計劃具有可調(diào)性，效果具有可塑性。劃具有可調(diào)性，效果具有可塑性。 7.1 7.1 灰色理論概述灰色理論概述( (續(xù)續(xù)2) 2) 1 1）灰含義和灰現(xiàn)象）灰含義和灰現(xiàn)象

5、 在自然界和人類社會中，在自然界和人類社會中， 灰灰 是普遍存在的。一首不朽的詩，是普遍存在的。一首不朽的詩，常常是用含蓄的語言，即灰色的語言創(chuàng)作的，如常常是用含蓄的語言，即灰色的語言創(chuàng)作的，如 霧失樓臺，月霧失樓臺，月迷津渡，桃源望斷無尋處迷津渡，桃源望斷無尋處；音樂美是通過音樂符號來表現(xiàn)；音樂美是通過音樂符號來表現(xiàn)的，但由于作為中介的音樂符號的間接性和抽象性，音樂符號所的，但由于作為中介的音樂符號的間接性和抽象性，音樂符號所表現(xiàn)的美是朦朧的，多義的，故而是灰的，這是文化藝術(shù)中的灰表現(xiàn)的美是朦朧的，多義的，故而是灰的，這是文化藝術(shù)中的灰現(xiàn)象；現(xiàn)象； 國營、集體、個體和外資國營、集體、個體和外

6、資 等生產(chǎn)資料的多種所有制是經(jīng)等生產(chǎn)資料的多種所有制是經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的灰現(xiàn)象；濟(jì)領(lǐng)域的灰現(xiàn)象； 一國兩制一國兩制 是社會體制的灰現(xiàn)象；軍事領(lǐng)域更是社會體制的灰現(xiàn)象；軍事領(lǐng)域更是充滿了灰的現(xiàn)象，正如克勞塞維茨指出的那樣：是充滿了灰的現(xiàn)象，正如克勞塞維茨指出的那樣： 戰(zhàn)爭中的一戰(zhàn)爭中的一切情況都很不確定，這是一種特殊的困難。因為一切行動都仿佛切情況都很不確定，這是一種特殊的困難。因為一切行動都仿佛是在半明半暗的光線下進(jìn)行的，而且，一切往往都像在云霧里和是在半明半暗的光線下進(jìn)行的，而且，一切往往都像在云霧里和月光下一樣月光下一樣. 。我們甚至可以說，人們生活在。我們甚至可以說，人們生活在 灰灰 的世界里，

7、的世界里，并不得不按灰的方式思維，按灰的信息決策，按灰的規(guī)律行動。并不得不按灰的方式思維，按灰的信息決策，按灰的規(guī)律行動。 7.1 7.1 灰色理論概述灰色理論概述( (續(xù)續(xù)3) 3) 2 2）灰色系統(tǒng)）灰色系統(tǒng) 客觀世界是物質(zhì)的世界，也是信息的世界。但在工程技術(shù)、客觀世界是物質(zhì)的世界，也是信息的世界。但在工程技術(shù)、社會、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、生態(tài)、軍事等領(lǐng)域，經(jīng)常會出現(xiàn)信息社會、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、生態(tài)、軍事等領(lǐng)域，經(jīng)常會出現(xiàn)信息不完全的情況，如系統(tǒng)因素或參數(shù)不完全明確，因素關(guān)系不完全不完全的情況，如系統(tǒng)因素或參數(shù)不完全明確，因素關(guān)系不完全清楚，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完全知道，系統(tǒng)的作用原理不完全明了等。清楚

8、，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完全知道，系統(tǒng)的作用原理不完全明了等。 信息完全明確的系統(tǒng)為白色系統(tǒng)。一個商店可看作是一個系信息完全明確的系統(tǒng)為白色系統(tǒng)。一個商店可看作是一個系統(tǒng)，在人員、資金、損耗、銷售等信息完全明確的情況下，可算統(tǒng)，在人員、資金、損耗、銷售等信息完全明確的情況下，可算出該店的盈利、庫存，可判斷商店的銷售態(tài)勢、資金的周轉(zhuǎn)速度出該店的盈利、庫存，可判斷商店的銷售態(tài)勢、資金的周轉(zhuǎn)速度等，這樣的系統(tǒng)是白色系統(tǒng)，不過這是一個沒有物理原型的白色等，這樣的系統(tǒng)是白色系統(tǒng)，不過這是一個沒有物理原型的白色系統(tǒng)。一個加有電壓的電阻是一個系統(tǒng)，當(dāng)電阻值給定后，電壓系統(tǒng)。一個加有電壓的電阻是一個系統(tǒng)，當(dāng)電阻值給定后，

9、電壓和電流之間就有明確的關(guān)系，這也是一個白色系統(tǒng)，而且是一個和電流之間就有明確的關(guān)系，這也是一個白色系統(tǒng)，而且是一個具有物理原型的白色系統(tǒng)。具有物理原型的白色系統(tǒng)。 信息完全不明確的系統(tǒng)是黑色系統(tǒng)。如遙遠(yuǎn)的某個星球，也信息完全不明確的系統(tǒng)是黑色系統(tǒng)。如遙遠(yuǎn)的某個星球，也可看作是一個系統(tǒng)，雖然知道其存在，但體積多大，質(zhì)量多少，可看作是一個系統(tǒng)，雖然知道其存在，但體積多大，質(zhì)量多少，距離地球多遠(yuǎn)，這些信息完全不知道，這是一個黑色系統(tǒng)。距離地球多遠(yuǎn)，這些信息完全不知道，這是一個黑色系統(tǒng)。 7.1 7.1 灰色理論概述灰色理論概述( (續(xù)續(xù)4) 4) 2 2）灰色系統(tǒng)）灰色系統(tǒng) 信息部分明確、部分不明

10、確的系統(tǒng)為灰色系統(tǒng)。信息部分明確、部分不明確的系統(tǒng)為灰色系統(tǒng)。 根據(jù)是否具有物理原型，可將灰色系統(tǒng)區(qū)分為根據(jù)是否具有物理原型，可將灰色系統(tǒng)區(qū)分為本征性灰色系統(tǒng)和非本征性灰色系統(tǒng)。本征性灰色系統(tǒng)和非本征性灰色系統(tǒng)。 社會、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)等客觀的抽象系統(tǒng)，社會、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)等客觀的抽象系統(tǒng)，不具有物理原型，可稱為主觀的本征性灰色系統(tǒng)。不具有物理原型，可稱為主觀的本征性灰色系統(tǒng)。 具有客觀實體的實際的物理系統(tǒng)，若有些信息具有客觀實體的實際的物理系統(tǒng)，若有些信息暫時還不確定，尚未獲知，則可稱為非本征性灰暫時還不確定，尚未獲知，則可稱為非本征性灰色系統(tǒng)。色系統(tǒng)。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.2

11、7.2 安全系統(tǒng)的灰色特征安全系統(tǒng)的灰色特征 安全系統(tǒng)具有典型的灰色特征。從安全的角度安全系統(tǒng)具有典型的灰色特征。從安全的角度來考察這個系統(tǒng)，則可以發(fā)現(xiàn)來考察這個系統(tǒng)，則可以發(fā)現(xiàn)-表征系統(tǒng)安全的參表征系統(tǒng)安全的參數(shù)是灰數(shù)。這不僅意味著統(tǒng)計數(shù)據(jù)的灰性，也意味數(shù)是灰數(shù)。這不僅意味著統(tǒng)計數(shù)據(jù)的灰性，也意味著監(jiān)測數(shù)據(jù)的灰性。事故傷亡率、職業(yè)病人數(shù)、事著監(jiān)測數(shù)據(jù)的灰性。事故傷亡率、職業(yè)病人數(shù)、事故與職業(yè)病所造成的經(jīng)濟(jì)損失等數(shù)據(jù)，由于統(tǒng)計數(shù)故與職業(yè)病所造成的經(jīng)濟(jì)損失等數(shù)據(jù)，由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)不完善，加上漏報、瞞報等人為干擾以及其它各據(jù)不完善，加上漏報、瞞報等人為干擾以及其它各種原因，而成為有一定誤差的灰數(shù)，嚴(yán)重

12、時甚至?xí)N原因，而成為有一定誤差的灰數(shù)，嚴(yán)重時甚至?xí)д妗４送?，由于外界的干擾、儀器的誤差等原因，失真。此外，由于外界的干擾、儀器的誤差等原因，使塵、毒濃度，噪聲與振動強(qiáng)度等實測數(shù)據(jù)在形式使塵、毒濃度，噪聲與振動強(qiáng)度等實測數(shù)據(jù)在形式上是白數(shù)，實質(zhì)上也是灰數(shù)。諸如此類的數(shù)據(jù)，均上是白數(shù)，實質(zhì)上也是灰數(shù)。諸如此類的數(shù)據(jù)，均可看作是在真實值的某個鄰域內(nèi)變化的灰數(shù)?？煽醋魇窃谡鎸嵵档哪硞€鄰域內(nèi)變化的灰數(shù)。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.2 7.2 安全系統(tǒng)的灰色特征安全系統(tǒng)的灰色特征( (續(xù)續(xù)1) 1) 影響系統(tǒng)安全的因素是灰元?；蛘哒f，在各種影響系統(tǒng)安全的因素是灰元?；蛘哒f，在各種影響因素中，有許多

13、不完全明確，已經(jīng)明確的卻難影響因素中，有許多不完全明確，已經(jīng)明確的卻難以量化，已經(jīng)量化的又隨機(jī)變化。比如對某個企業(yè)以量化，已經(jīng)量化的又隨機(jī)變化。比如對某個企業(yè)來說，有許多因素影響著企業(yè)的安全生產(chǎn)，其中包來說，有許多因素影響著企業(yè)的安全生產(chǎn)，其中包括工人的生理和心理特征、機(jī)器的可靠性和人機(jī)適括工人的生理和心理特征、機(jī)器的可靠性和人機(jī)適應(yīng)性、環(huán)境中的噪聲與振動等等，但要確定全部因應(yīng)性、環(huán)境中的噪聲與振動等等，但要確定全部因素是十分困難的。同時，已知的許多影響因素難以素是十分困難的。同時，已知的許多影響因素難以量化，如企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對安全的重視程度、工人的安全量化，如企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對安全的重視程度、工人的安全意

14、識、安全機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)能力等。此外，即使已經(jīng)量意識、安全機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)能力等。此外，即使已經(jīng)量化的許多因素也是灰色的，如機(jī)器的可靠性值、環(huán)化的許多因素也是灰色的，如機(jī)器的可靠性值、環(huán)境參數(shù)等均在變化，并且在很多情況下這種變化是境參數(shù)等均在變化，并且在很多情況下這種變化是隨機(jī)的。隨機(jī)的。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.2 7.2 安全系統(tǒng)的灰色特征安全系統(tǒng)的灰色特征( (續(xù)續(xù)2) 2) 構(gòu)成系統(tǒng)安全的各種關(guān)系是灰關(guān)系。首先，各種因素和系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)安全的各種關(guān)系是灰關(guān)系。首先，各種因素和系統(tǒng)安全主行為的關(guān)系是灰的。比如說，影響某企業(yè)年均事故傷亡率安全主行為的關(guān)系是灰的。比如說，影響某企業(yè)年均事故傷亡率的因

15、素?zé)o疑包括人的安全意識、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對安全生產(chǎn)的重視程度的因素?zé)o疑包括人的安全意識、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對安全生產(chǎn)的重視程度等，但這些因素是灰元，要找到這些因素和事故傷亡率的定量映等，但這些因素是灰元，要找到這些因素和事故傷亡率的定量映射關(guān)系是不大可能的。其次，因素與因素之間的關(guān)系同樣是灰的。射關(guān)系是不大可能的。其次，因素與因素之間的關(guān)系同樣是灰的。比如說，人的安全意識影響人的安全行為，但這些因素本身就是比如說，人的安全意識影響人的安全行為，但這些因素本身就是灰元，其關(guān)系自然是灰關(guān)系。第三，人灰元，其關(guān)系自然是灰關(guān)系。第三，人- -機(jī)機(jī)- -環(huán)境系統(tǒng)中三個子系環(huán)境系統(tǒng)中三個子系統(tǒng)之間的關(guān)系也是灰關(guān)系。比如說，

16、人在很大程度上決定了環(huán)境統(tǒng)之間的關(guān)系也是灰關(guān)系。比如說，人在很大程度上決定了環(huán)境質(zhì)量，環(huán)境質(zhì)量反過來又影響人的安全行為，這種相互影響呈現(xiàn)質(zhì)量，環(huán)境質(zhì)量反過來又影響人的安全行為，這種相互影響呈現(xiàn)明顯的不確定性。第四，系統(tǒng)和系統(tǒng)所處環(huán)境之間的關(guān)系無疑還明顯的不確定性。第四，系統(tǒng)和系統(tǒng)所處環(huán)境之間的關(guān)系無疑還是灰的。比如，一座核電站是一個局部人是灰的。比如，一座核電站是一個局部人- -機(jī)機(jī)- -環(huán)境系統(tǒng)，核輻射環(huán)境系統(tǒng)，核輻射事故要破壞環(huán)境，而地震、洪水等環(huán)境因素則危及電站安全。這事故要破壞環(huán)境，而地震、洪水等環(huán)境因素則危及電站安全。這種相互作用具有隨機(jī)、難定量的特性。種相互作用具有隨機(jī)、難定量的特

17、性。 因此，安全系統(tǒng)是信息部分已知、部分未知的不具有物理原因此，安全系統(tǒng)是信息部分已知、部分未知的不具有物理原型的本征性灰色系統(tǒng)。型的本征性灰色系統(tǒng)。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng) 灰色系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容有：因素相互影響分析的關(guān)聯(lián)灰色系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容有：因素相互影響分析的關(guān)聯(lián)度分析法，基于白化權(quán)函數(shù)的灰色統(tǒng)計與灰色聚類法，做度分析法，基于白化權(quán)函數(shù)的灰色統(tǒng)計與灰色聚類法，做數(shù)據(jù)處理的累加生成與累減生成法，建立微分方程模型的數(shù)據(jù)處理的累加生成與累減生成法，建立微分方程模型的灰色建模法，包括數(shù)列預(yù)測、災(zāi)變預(yù)測、季節(jié)災(zāi)變預(yù)測、灰色建模法，包括數(shù)列預(yù)

18、測、災(zāi)變預(yù)測、季節(jié)災(zāi)變預(yù)測、拓?fù)漕A(yù)測、系統(tǒng)預(yù)測的灰色預(yù)測法，從對付某個事件的各拓?fù)漕A(yù)測、系統(tǒng)預(yù)測的灰色預(yù)測法，從對付某個事件的各對策中挑選一個效果最好的對策所用的灰色決策法及以系對策中挑選一個效果最好的對策所用的灰色決策法及以系統(tǒng)行為預(yù)測為基礎(chǔ)的灰色提前控制法等。將灰色理論應(yīng)用統(tǒng)行為預(yù)測為基礎(chǔ)的灰色提前控制法等。將灰色理論應(yīng)用于安全系統(tǒng)是一件有意義而又艱難的工作。這一方面要有于安全系統(tǒng)是一件有意義而又艱難的工作。這一方面要有較深的專業(yè)造詣，另一方面又要深入掌握灰色系統(tǒng)理論的較深的專業(yè)造詣，另一方面又要深入掌握灰色系統(tǒng)理論的觀點(diǎn)和方法。我們可在多方面尋求灰色理論和安全系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法。我們可在多

19、方面尋求灰色理論和安全系統(tǒng)的結(jié)合點(diǎn)。結(jié)合點(diǎn)。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)1) 1) 1 1）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng)）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng) 灰色關(guān)聯(lián)分析包括系統(tǒng)因素分析和系統(tǒng)行為分析?；疑P(guān)聯(lián)分析包括系統(tǒng)因素分析和系統(tǒng)行為分析。 對影響系統(tǒng)主行為的作用因素進(jìn)行分析稱為系統(tǒng)因素分對影響系統(tǒng)主行為的作用因素進(jìn)行分析稱為系統(tǒng)因素分 析，對不同系統(tǒng)的行為進(jìn)行量化對比，則稱為系統(tǒng)行為析，對不同系統(tǒng)的行為進(jìn)行量化對比，則稱為系統(tǒng)行為 分析。分析。 比如對人比如對人- -機(jī)機(jī)- -環(huán)境系統(tǒng)來說，影響其安全性的因素環(huán)境系統(tǒng)來說，影響其安全性的因素

20、包括人的生理與心理特征、操作技能、健康狀況等，也包括人的生理與心理特征、操作技能、健康狀況等，也 包括機(jī)器的可靠性、維修保養(yǎng)情況、新舊程度等，還包包括機(jī)器的可靠性、維修保養(yǎng)情況、新舊程度等，還包 括溫度與濕度、噪聲與振動等環(huán)境因素，那么，要分析括溫度與濕度、噪聲與振動等環(huán)境因素，那么，要分析 哪些因素是主要的，哪些因素是次要的，這就是系統(tǒng)安哪些因素是主要的，哪些因素是次要的，這就是系統(tǒng)安 全的因素分析。全的因素分析。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)2) 2) 1 1）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng)）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng) 灰色關(guān)聯(lián)度分析方法是根

21、據(jù)系統(tǒng)各因素間或各系灰色關(guān)聯(lián)度分析方法是根據(jù)系統(tǒng)各因素間或各系統(tǒng)行為間發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度，來衡量關(guān)聯(lián)程統(tǒng)行為間發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度，來衡量關(guān)聯(lián)程度的方法。令度的方法。令x0(k)x0(k)和和xi(k)xi(k)分別為基本數(shù)列和第分別為基本數(shù)列和第i i個比個比較因素在較因素在k k時刻的值，則時刻的值，則k k時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù) 關(guān)聯(lián)度關(guān)聯(lián)度 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)3) 3) 1 1）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng)）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng) 關(guān)聯(lián)度計算公式是按關(guān)聯(lián)度的關(guān)聯(lián)度計算公式是按關(guān)聯(lián)度的 規(guī)范性規(guī)范性 、 偶對

22、對稱性偶對對稱性 、整體性整體性 、 接近性接近性 等四種屬性得到的。由于灰關(guān)聯(lián)分析是等四種屬性得到的。由于灰關(guān)聯(lián)分析是按發(fā)展趨勢做分析，因此對樣本量的多少沒有過分要求，也按發(fā)展趨勢做分析，因此對樣本量的多少沒有過分要求，也不需要典型的分布規(guī)律，計算量小，哪怕有十個以上的變量不需要典型的分布規(guī)律，計算量小，哪怕有十個以上的變量也可用手算，且不致出現(xiàn)灰關(guān)聯(lián)度的量化結(jié)果與定性分析不也可用手算，且不致出現(xiàn)灰關(guān)聯(lián)度的量化結(jié)果與定性分析不一致的情況。一致的情況。 灰色關(guān)聯(lián)分析在安全系統(tǒng)中的應(yīng)用包括因素分析和行為灰色關(guān)聯(lián)分析在安全系統(tǒng)中的應(yīng)用包括因素分析和行為分析兩類模型。大氣能見度和大氣污染關(guān)系的分析、

23、煤礦百分析兩類模型。大氣能見度和大氣污染關(guān)系的分析、煤礦百萬噸死亡率的影響因素分析、月均千人負(fù)傷率的影響因素分萬噸死亡率的影響因素分析、月均千人負(fù)傷率的影響因素分析、影響環(huán)境噪聲變化的優(yōu)勢因素分析等均屬于灰色系統(tǒng)因析、影響環(huán)境噪聲變化的優(yōu)勢因素分析等均屬于灰色系統(tǒng)因素分析模型。安全綜合評價、水質(zhì)評價、大氣環(huán)境質(zhì)量評價、素分析模型。安全綜合評價、水質(zhì)評價、大氣環(huán)境質(zhì)量評價、礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案優(yōu)選、系統(tǒng)危險分級等則可建立灰色系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案優(yōu)選、系統(tǒng)危險分級等則可建立灰色系統(tǒng)行為分析模型。行為分析模型。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)4)

24、 4) 1 1）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng)）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng) 作為灰色關(guān)聯(lián)分析在安全系統(tǒng)中的典型應(yīng)用實例，下面作為灰色關(guān)聯(lián)分析在安全系統(tǒng)中的典型應(yīng)用實例，下面分析月均千人負(fù)傷率的影響因素。就此類問題來說，重要的分析月均千人負(fù)傷率的影響因素。就此類問題來說，重要的前提是通過定性分析找出主要的影響因素，然后進(jìn)行定量分前提是通過定性分析找出主要的影響因素，然后進(jìn)行定量分析。否則，關(guān)聯(lián)度的定量分析就會變得毫無意義。析。否則，關(guān)聯(lián)度的定量分析就會變得毫無意義。 對于一個企業(yè)來說，事故傷亡率是安全系統(tǒng)的主行為。對于一個企業(yè)來說，事故傷亡率是安全系統(tǒng)的主行為。定性分析表明：影響事故傷亡率的因素主要有全員培

25、訓(xùn)率、定性分析表明：影響事故傷亡率的因素主要有全員培訓(xùn)率、崗位變化率、安全管理機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)能力、安全投資等。全員崗位變化率、安全管理機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)能力、安全投資等。全員培訓(xùn)率指某年接受崗位培訓(xùn)的人數(shù)與同一年在冊職工總數(shù)之培訓(xùn)率指某年接受崗位培訓(xùn)的人數(shù)與同一年在冊職工總數(shù)之比。崗位變化率用類似的方法計算。安全管理機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)能比。崗位變化率用類似的方法計算。安全管理機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)能力包括安全機(jī)構(gòu)是否健全、安全規(guī)章制度是否完善等，取某力包括安全機(jī)構(gòu)是否健全、安全規(guī)章制度是否完善等，取某年的數(shù)據(jù)為年的數(shù)據(jù)為1 1，其他年份與這一年比較確定。這項工作采用專，其他年份與這一年比較確定。這項工作采用專家評分法完成。安

26、全投資指安全整改、人員培訓(xùn)等費(fèi)用。定家評分法完成。安全投資指安全整改、人員培訓(xùn)等費(fèi)用。定性分析后，即可進(jìn)行定量計算。性分析后，即可進(jìn)行定量計算。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)5) 5) 月均千人負(fù)月均千人負(fù)年代年代 傷率傷率/% /% 序號序號 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 1.600 1.600 1.306 1.306 1.200 1.200 0.990 0.990 0.900 0.900 0.599 0.599 0.440 0.440 0.460 0.460 全員培訓(xùn)率全員培訓(xùn)

27、率/% /% 0.18 0.18 0.14 0.14 0.15 0.15 0.17 0.17 0.13 0.13 0.16 0.16 0.20 0.20 0.24 0.24 0.19 0.19 0.22 0.22 崗位變化率崗位變化率/% /% 0.0140 0.0140 0.0140 0.0140 0.0029 0.0029 0.0036 0.0036 0.0095 0.0095 0.0088 0.0088 0.0034 0.0034 0.0020 0.0020 0.0010 0.0010 0.0047 0.0047 安全機(jī)安全機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)構(gòu)業(yè)務(wù)能力能力 1.00 1.00 1.07 1.07

28、1.20 1.20 1.23 1.23 1.33 1.33 1.37 1.37 1.40 1.40 1.46 1.46 1.50 1.50 1.53 1.53 安全投安全投資資/ /萬元萬元 14.5 14.5 22.0 22.0 10.0 10.0 9.0 9.0 17.7 17.7 14.8 14.8 9.0 9.0 11.5 11.5 4.3 4.3 15.8 15.8 0.520 0.520 0.500 0.500 表表1 1 某機(jī)修廠部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)某機(jī)修廠部分統(tǒng)計數(shù)據(jù) 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)6) 6) 1 1）灰色關(guān)聯(lián)分

29、析與安全系統(tǒng)）灰色關(guān)聯(lián)分析與安全系統(tǒng) 表表1 1是某機(jī)修廠部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)，據(jù)關(guān)聯(lián)度計算公式，可得關(guān)是某機(jī)修廠部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)，據(jù)關(guān)聯(lián)度計算公式，可得關(guān)聯(lián)序聯(lián)序 r2r4r1r3 r2r4r1r3 灰色關(guān)聯(lián)分析表明，影響該廠千人負(fù)傷率的主要因素是崗位灰色關(guān)聯(lián)分析表明，影響該廠千人負(fù)傷率的主要因素是崗位變化和安全投資。變化和安全投資。 據(jù)該廠安全部門反映，崗位發(fā)生變化的工人事故發(fā)生率要比據(jù)該廠安全部門反映，崗位發(fā)生變化的工人事故發(fā)生率要比崗位沒有變動的工人高崗位沒有變動的工人高10%20%10%20%。這是由于長期以來專業(yè)不配套，。這是由于長期以來專業(yè)不配套，加之任務(wù)緊，崗位培訓(xùn)一直不盡如人意，有時為了

30、趕任務(wù)不得不加之任務(wù)緊，崗位培訓(xùn)一直不盡如人意，有時為了趕任務(wù)不得不讓無證人員上崗作業(yè)。安全投資欠債太多，一些安全防護(hù)措施因讓無證人員上崗作業(yè)。安全投資欠債太多，一些安全防護(hù)措施因資金不足而無法實現(xiàn)，有些事故隱患長期得不到有效處理。由此資金不足而無法實現(xiàn)，有些事故隱患長期得不到有效處理。由此可見，分析的結(jié)果與實際情況是相符的。該廠今后應(yīng)加強(qiáng)這兩方可見，分析的結(jié)果與實際情況是相符的。該廠今后應(yīng)加強(qiáng)這兩方面的工作。面的工作。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)7) 7) 2 2）灰色建模與安全系統(tǒng)）灰色建模與安全系統(tǒng) 數(shù)學(xué)模型定量地表達(dá)了系統(tǒng)因

31、素（變量）之間的數(shù)學(xué)關(guān)數(shù)學(xué)模型定量地表達(dá)了系統(tǒng)因素（變量）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。但用一般方法只能建立差分方程模型，這種模型難以做系。但用一般方法只能建立差分方程模型，這種模型難以做解析處理，難以描述全過程。所以美國教授夏天長指出：解析處理，難以描述全過程。所以美國教授夏天長指出： 對對于生命科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等方面，希望建立微分方程于生命科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等方面，希望建立微分方程模型模型 。灰色系統(tǒng)理論由于提出了生成數(shù)、離散函數(shù)的收斂、。灰色系統(tǒng)理論由于提出了生成數(shù)、離散函數(shù)的收斂、極限與光滑度、灰導(dǎo)數(shù)、灰微分方程等新觀點(diǎn)、新方法，解極限與光滑度、灰導(dǎo)數(shù)、灰微分方程等新觀點(diǎn)、新方法，解決了微

32、分方程建模問題。其動態(tài)微分方程模型的一般式為決了微分方程建模問題。其動態(tài)微分方程模型的一般式為 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)8) 8) 2 2）灰色建模與安全系統(tǒng)）灰色建模與安全系統(tǒng) 記作記作GMGM（n,hn,h），其中的），其中的n n 表示微分方程的階數(shù)，表示微分方程的階數(shù)，h h 表示變量的個數(shù)。不同的表示變量的個數(shù)。不同的n,h n,h 表示不同的系統(tǒng)因素表示不同的系統(tǒng)因素關(guān)系，其描述功能是相當(dāng)強(qiáng)的。常用的灰色模型為關(guān)系，其描述功能是相當(dāng)強(qiáng)的。常用的灰色模型為GM(1,1)GM(1,1)、GM(2,1)GM(2,1)、GM(

33、0,2)GM(0,2)、GM(1,2)GM(1,2)、GM(2,2)GM(2,2)、GM(1,h)GM(1,h)等。等。 GM(1,1) GM(1,1)的動態(tài)模型為：的動態(tài)模型為： 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)9) 9) 2 2）灰色建模與安全系統(tǒng)）灰色建模與安全系統(tǒng) 響應(yīng)函數(shù)為： GM(2,1)的動態(tài)模型為： 設(shè)上述方程的特征根為1, 2，則有： 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)10) 10) 2 2）灰色建模與安全系統(tǒng)）灰色建模與安全系統(tǒng) 1、 1 = 2為相等實根時，動態(tài)過

34、程是單調(diào)的，時間響應(yīng)為： 2、 1 2為相異實根時，則響應(yīng)函數(shù)為: 3、 1 ， 2為共軛復(fù)數(shù) i時，響應(yīng)函數(shù)為： GM(0,2)的動態(tài)模型為： GM(1,2)的動態(tài)模型為： 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)11) 11) 2 2）灰色建模與安全系統(tǒng)）灰色建模與安全系統(tǒng) 響應(yīng)函數(shù)為： GM(2,2)的動態(tài)模型為： 響應(yīng)函數(shù)和GM(2,1)類似，只需將X2(1)看作灰色常量。 上述不同模型能表述許多不同的函數(shù)關(guān)系。但模型得出的是一階累加量，建模運(yùn)算后須做逆生成： 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)

35、( (續(xù)續(xù)12) 12) 2 2）灰色建模與安全系統(tǒng)）灰色建模與安全系統(tǒng) 根據(jù)以定性分析為前提、定量分析為后盾的思根據(jù)以定性分析為前提、定量分析為后盾的思想，灰色系統(tǒng)理論提出了五步建模方法：語言模型、想，灰色系統(tǒng)理論提出了五步建模方法：語言模型、網(wǎng)絡(luò)模型、量化模型、動態(tài)模型、優(yōu)化模型。網(wǎng)絡(luò)模型、量化模型、動態(tài)模型、優(yōu)化模型。 值得注意的是，建模前的數(shù)據(jù)生成和建模后的值得注意的是，建模前的數(shù)據(jù)生成和建模后的殘差辨識是灰色理論中兩個獨(dú)特而有效的方法。原殘差辨識是灰色理論中兩個獨(dú)特而有效的方法。原始數(shù)列的累加是灰色建模中最常用的數(shù)據(jù)生成方法，始數(shù)列的累加是灰色建模中最常用的數(shù)據(jù)生成方法，這種方法為建

36、模提供中間信息，并弱化原始數(shù)據(jù)的這種方法為建模提供中間信息，并弱化原始數(shù)據(jù)的隨機(jī)性。比如有原始數(shù)據(jù)列隨機(jī)性。比如有原始數(shù)據(jù)列 x(0)(k) = (1, 2, 1.5, 3 ) x(0)(k) = (1, 2, 1.5, 3 ) 據(jù)式據(jù)式 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)13) 13) 2 2）灰色建模與安全系統(tǒng)）灰色建模與安全系統(tǒng) 得一階累加數(shù)列得一階累加數(shù)列 x(1)(k) = (1, 3, 4.5, 7.5 ) x(1)(k) = (1, 3, 4.5, 7.5 ) 原始數(shù)列是擺動的，沒有明顯的規(guī)律，而累加生成后就有明原始數(shù)列是擺動

37、的，沒有明顯的規(guī)律，而累加生成后就有明顯的規(guī)律性了。如圖顯的規(guī)律性了。如圖1 1所示。事實上，將許多原始數(shù)列作累加所示。事實上，將許多原始數(shù)列作累加處理后有可能呈現(xiàn)出指數(shù)規(guī)律，這是由于大多數(shù)系統(tǒng)都是廣處理后有可能呈現(xiàn)出指數(shù)規(guī)律，這是由于大多數(shù)系統(tǒng)都是廣義的能量系統(tǒng)，而指數(shù)規(guī)律便是能量變化的一種規(guī)律。義的能量系統(tǒng)，而指數(shù)規(guī)律便是能量變化的一種規(guī)律。 基本的灰色模型在安全系統(tǒng)中可得到廣泛的應(yīng)用。筆者基本的灰色模型在安全系統(tǒng)中可得到廣泛的應(yīng)用。筆者應(yīng)用灰色模型研究了通風(fēng)參數(shù)在巷道空間中的分布規(guī)律，既應(yīng)用灰色模型研究了通風(fēng)參數(shù)在巷道空間中的分布規(guī)律，既可節(jié)省實際測定工作量，又可為通風(fēng)設(shè)計提供依據(jù)。在安

38、全可節(jié)省實際測定工作量，又可為通風(fēng)設(shè)計提供依據(jù)。在安全系統(tǒng)的預(yù)測、決策、控制中，都要用到基本的灰色模型。系統(tǒng)的預(yù)測、決策、控制中，都要用到基本的灰色模型。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)14) 14) 圖圖1 1 原始數(shù)據(jù)的累加生成示意圖原始數(shù)據(jù)的累加生成示意圖 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)15) 15) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 灰色預(yù)測指用灰色模型灰色預(yù)測指用灰色模型 GM(1,1)GM(1,1)進(jìn)行的預(yù)測。進(jìn)行的預(yù)測。按其功能與特征，灰色預(yù)測可分為五

39、類：數(shù)列預(yù)測、按其功能與特征，灰色預(yù)測可分為五類：數(shù)列預(yù)測、災(zāi)變預(yù)測、季節(jié)災(zāi)變預(yù)測、拓?fù)漕A(yù)測、系統(tǒng)預(yù)測。災(zāi)變預(yù)測、季節(jié)災(zāi)變預(yù)測、拓?fù)漕A(yù)測、系統(tǒng)預(yù)測。 對系統(tǒng)行為特征量發(fā)展變化的大小所作的預(yù)測對系統(tǒng)行為特征量發(fā)展變化的大小所作的預(yù)測稱數(shù)列預(yù)測。系統(tǒng)的發(fā)展變化，在時間上是連續(xù)的，稱數(shù)列預(yù)測。系統(tǒng)的發(fā)展變化，在時間上是連續(xù)的，在空間上是有序的。數(shù)列預(yù)測利用系統(tǒng)的時間序列在空間上是有序的。數(shù)列預(yù)測利用系統(tǒng)的時間序列或空間序列對系統(tǒng)進(jìn)行定時或定空預(yù)測。行為特征或空間序列對系統(tǒng)進(jìn)行定時或定空預(yù)測。行為特征值的采集既可以是等間隔的，也可以是非等間隔的。值的采集既可以是等間隔的，也可以是非等間隔的。實際上，數(shù)

40、列預(yù)測研究的是行為特征量隨時間或空實際上，數(shù)列預(yù)測研究的是行為特征量隨時間或空間的變化。間的變化。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)16) 16) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 對系統(tǒng)行為特征量將在何時超過某個域值的異常對系統(tǒng)行為特征量將在何時超過某個域值的異常值的預(yù)測稱災(zāi)變預(yù)測。災(zāi)變預(yù)測的特點(diǎn)是預(yù)測值的預(yù)測稱災(zāi)變預(yù)測。災(zāi)變預(yù)測的特點(diǎn)是預(yù)測 災(zāi)變?yōu)淖儼l(fā)生的時間，或異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時間。而異常值的大發(fā)生的時間，或異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時間。而異常值的大小常常是一個給定了上限與下限的灰數(shù)。如某地區(qū)澇小常常是一個給定了上限與下限的灰數(shù)。

41、如某地區(qū)澇災(zāi)預(yù)測，即是年平均降水量過大（可指定為大于災(zāi)預(yù)測，即是年平均降水量過大（可指定為大于2000mm2000mm）的年份預(yù)測；而旱災(zāi)預(yù)測，則是年平均降水）的年份預(yù)測；而旱災(zāi)預(yù)測，則是年平均降水量過?。ㄈ缧∮诹窟^小（如小于400mm400mm）的年份預(yù)測；將災(zāi)變發(fā)生在）的年份預(yù)測；將災(zāi)變發(fā)生在一年中某個季節(jié)或某個特定時區(qū)的預(yù)測稱為季節(jié)災(zāi)變一年中某個季節(jié)或某個特定時區(qū)的預(yù)測稱為季節(jié)災(zāi)變預(yù)測。如預(yù)測蟲害，是蟲情發(fā)生在作物某個特定生長預(yù)測。如預(yù)測蟲害，是蟲情發(fā)生在作物某個特定生長時區(qū)的預(yù)測；預(yù)測早霜，則是冬季出現(xiàn)第一次霜凍的時區(qū)的預(yù)測；預(yù)測早霜，則是冬季出現(xiàn)第一次霜凍的時間預(yù)測。時間預(yù)測。 安全

42、系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)17) 17) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 拓?fù)漕A(yù)測是對一段時間內(nèi)系統(tǒng)行為特征數(shù)據(jù)波拓?fù)漕A(yù)測是對一段時間內(nèi)系統(tǒng)行為特征數(shù)據(jù)波形的預(yù)測。因為許多點(diǎn)可以構(gòu)成一個波形，所以拓形的預(yù)測。因為許多點(diǎn)可以構(gòu)成一個波形，所以拓?fù)漕A(yù)測是規(guī)定許多給定值，對每一個給定值，都可撲預(yù)測是規(guī)定許多給定值，對每一個給定值，都可以在給出的曲線上得到一組點(diǎn)分布數(shù)據(jù)，然后對每以在給出的曲線上得到一組點(diǎn)分布數(shù)據(jù)，然后對每一個分布建立一個分布建立GM(1,1)GM(1,1)模型，預(yù)測這組給定值未來模型，預(yù)測這組給定值未來發(fā)展變化

43、的時間間隔。發(fā)展變化的時間間隔。 將系統(tǒng)中包含的幾個量一起預(yù)測，預(yù)測變量將系統(tǒng)中包含的幾個量一起預(yù)測，預(yù)測變量（因素）之間發(fā)展變化的關(guān)系，預(yù)測系統(tǒng)中主導(dǎo)因（因素）之間發(fā)展變化的關(guān)系，預(yù)測系統(tǒng)中主導(dǎo)因素的作用，稱為系統(tǒng)預(yù)測。素的作用，稱為系統(tǒng)預(yù)測。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)18) 18) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 灰色預(yù)測為防患于未然提供了理論指導(dǎo)。在安全系統(tǒng)中，灰色預(yù)測為防患于未然提供了理論指導(dǎo)。在安全系統(tǒng)中，應(yīng)用數(shù)列預(yù)測，可對矽肺病人數(shù)、事故傷亡率、事故與職業(yè)應(yīng)用數(shù)列預(yù)測，可對矽肺病人數(shù)、事故傷亡率、事故與

44、職業(yè)危害的經(jīng)濟(jì)損失等進(jìn)行預(yù)測，還可對礦井通風(fēng)參數(shù)在空間上危害的經(jīng)濟(jì)損失等進(jìn)行預(yù)測，還可對礦井通風(fēng)參數(shù)在空間上的分布進(jìn)行預(yù)測。前者是安全領(lǐng)域的時間序列預(yù)測，后者是的分布進(jìn)行預(yù)測。前者是安全領(lǐng)域的時間序列預(yù)測，后者是空間序列預(yù)測。應(yīng)用災(zāi)變預(yù)測則能研究事故高峰出現(xiàn)的規(guī)律?？臻g序列預(yù)測。應(yīng)用災(zāi)變預(yù)測則能研究事故高峰出現(xiàn)的規(guī)律。應(yīng)用季節(jié)性災(zāi)變預(yù)測則可預(yù)測職業(yè)災(zāi)害在某個特定時間出現(xiàn)應(yīng)用季節(jié)性災(zāi)變預(yù)測則可預(yù)測職業(yè)災(zāi)害在某個特定時間出現(xiàn)的規(guī)律。拓?fù)漕A(yù)測可用于系統(tǒng)安全特征值的波形變化預(yù)測，的規(guī)律。拓?fù)漕A(yù)測可用于系統(tǒng)安全特征值的波形變化預(yù)測，如在事故控制圖中，可進(jìn)行職工傷亡頻率、事故次數(shù)等的預(yù)如在事故控制圖中，可

45、進(jìn)行職工傷亡頻率、事故次數(shù)等的預(yù)測，以掌握企業(yè)的安全生產(chǎn)狀況，及時發(fā)現(xiàn)并消除事故的失測，以掌握企業(yè)的安全生產(chǎn)狀況，及時發(fā)現(xiàn)并消除事故的失控現(xiàn)象。還可以應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)測，來研究人控現(xiàn)象。還可以應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)測，來研究人- -機(jī)機(jī)- -環(huán)境系統(tǒng)中安環(huán)境系統(tǒng)中安全主行為的發(fā)展變化，以及影響系統(tǒng)安全的因素之間的相互全主行為的發(fā)展變化，以及影響系統(tǒng)安全的因素之間的相互作用與關(guān)系。作用與關(guān)系。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)19) 19) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 數(shù)列預(yù)測的典型應(yīng)用可用事故傷亡率的灰色預(yù)測數(shù)列預(yù)測的典型應(yīng)用可用事故傷

46、亡率的灰色預(yù)測加以說明。加以說明。 事故傷亡率是衡量系統(tǒng)安全度的重要指標(biāo)之一。事故傷亡率是衡量系統(tǒng)安全度的重要指標(biāo)之一。國家有關(guān)部門在制定安全目標(biāo)值時，必須考慮事故傷國家有關(guān)部門在制定安全目標(biāo)值時，必須考慮事故傷亡率的現(xiàn)狀和未來的變化趨勢。因此，傷亡率的科學(xué)亡率的現(xiàn)狀和未來的變化趨勢。因此，傷亡率的科學(xué)預(yù)測就顯得極有意義，它可以為國家的宏觀決策和控預(yù)測就顯得極有意義，它可以為國家的宏觀決策和控制提供重要的理論依據(jù)，使決策合理，控制正確。制提供重要的理論依據(jù)，使決策合理，控制正確。 表表2 2為我國某產(chǎn)業(yè)部某時期的年千人負(fù)傷率。按為我國某產(chǎn)業(yè)部某時期的年千人負(fù)傷率。按此時間序列建模，可預(yù)測負(fù)傷率

47、的變化趨勢。此時間序列建模，可預(yù)測負(fù)傷率的變化趨勢。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)20) 20) 表表2 2 我國某產(chǎn)業(yè)部年千人負(fù)傷率的統(tǒng)計數(shù)據(jù)我國某產(chǎn)業(yè)部年千人負(fù)傷率的統(tǒng)計數(shù)據(jù) ? 年代序號年代序號 負(fù)傷率（負(fù)傷率（） 符號符號 1 1 5.77 5.77 (0)(0)(1)(1) 2 2 5.049 5.049 (0)(0)(2)(2) 3 3 4.2 4.2 (0)(0)(3)(3) 4 4 3.427 3.427 (0)(0)(4)(4) 5 5 2.971 2.971 (0)(0)(5) (5) 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7

48、.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)21) 21) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 第第1 1步，建立步，建立GMGM（1 1，1 1）預(yù)測模型）預(yù)測模型 動態(tài)模型與響應(yīng)函數(shù)為動態(tài)模型與響應(yīng)函數(shù)為: : 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)22) 22) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 第第2 2步，殘差步，殘差GMGM（1,11,1）建模）建模 動態(tài)模型與響應(yīng)函數(shù)為動態(tài)模型與響應(yīng)函數(shù)為: : 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)23)

49、 23) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 第第3 3步，精度檢驗步，精度檢驗 以殘差以殘差GMGM（1,11,1）模型修正）模型修正GMGM（1 1，1 1）預(yù)測模型后，）預(yù)測模型后，按后驗差檢驗法檢驗計算精度，結(jié)果為按后驗差檢驗法檢驗計算精度，結(jié)果為1 1級（好）。級（好）。 第第4 4步，預(yù)測步，預(yù)測 預(yù)測結(jié)果如表預(yù)測結(jié)果如表3 3所示。所示。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)24) 24) 表表3 3 千人負(fù)傷率的預(yù)測結(jié)果千人負(fù)傷率的預(yù)測結(jié)果 年代序列年代序列 原始序列原始序列 1 1 5.7700 5.7700 2

50、 2 5.0490 5.0490 5.0269 5.0269 3 3 4.2000 4.2000 4.1950 4.1950 4 4 3.4270 3.4270 3.5015 3.5015 5 5 2.9710 2.9710 2.9235 2.9235 預(yù)測序列預(yù)測序列 5.7700 5.7700 年代序列年代序列 原始序列原始序列 預(yù)測序列預(yù)測序列 6 6 2.4418 2.4418 7 7 2.0404 2.0404 8 8 1.7059 1.7059 9 9 1.4273 1.4273 10 10 1.1953 1.1953 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰

51、色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)25) 25) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 在已知時區(qū)內(nèi)，該產(chǎn)業(yè)部年千人負(fù)傷率的遞減率最在已知時區(qū)內(nèi)，該產(chǎn)業(yè)部年千人負(fù)傷率的遞減率最高為高為18%18%，最低為，最低為11%11%，平均為，平均為15%15%?；疑A(yù)測結(jié)果表明：?；疑A(yù)測結(jié)果表明：在預(yù)測時區(qū)內(nèi)，負(fù)傷率的遞減率也在此范圍內(nèi)波動。因在預(yù)測時區(qū)內(nèi)，負(fù)傷率的遞減率也在此范圍內(nèi)波動。因為任何系統(tǒng)均要符合系統(tǒng)的慣性原理，均要維持動態(tài)平為任何系統(tǒng)均要符合系統(tǒng)的慣性原理，均要維持動態(tài)平衡狀態(tài)。可以說，預(yù)測結(jié)果是合理而可信的。出現(xiàn)災(zāi)變衡狀態(tài)?？梢哉f，預(yù)測結(jié)果是合理而可信的。出現(xiàn)災(zāi)變或突變時例外?；蛲?/p>

52、變時例外。 作者類比了社會自然死亡率，提出技術(shù)風(fēng)險中，年千作者類比了社會自然死亡率，提出技術(shù)風(fēng)險中，年千人負(fù)傷率的控制目標(biāo)為人負(fù)傷率的控制目標(biāo)為1.11.1。從預(yù)測結(jié)果來看，該產(chǎn)業(yè)。從預(yù)測結(jié)果來看，該產(chǎn)業(yè)部的負(fù)傷率在預(yù)測時區(qū)內(nèi)難以達(dá)到控制目標(biāo)值。因此，部的負(fù)傷率在預(yù)測時區(qū)內(nèi)難以達(dá)到控制目標(biāo)值。因此，需要在安全方面做出較大努力，爭取早日達(dá)到控制目標(biāo)需要在安全方面做出較大努力，爭取早日達(dá)到控制目標(biāo)值。值。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)26) 26) 3 3）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng)）灰色預(yù)測與安全系統(tǒng) 事故傷亡率不可能無限制地遞減至事故傷亡率不

53、可能無限制地遞減至0 0，在達(dá)到一定，在達(dá)到一定數(shù)值之后，將會出現(xiàn)非常緩慢的遞減變化乃至停滯，數(shù)值之后，將會出現(xiàn)非常緩慢的遞減變化乃至停滯，也可能出現(xiàn)回升。因此，每過一定的時間間隔，必須也可能出現(xiàn)回升。因此，每過一定的時間間隔，必須剔除舊信息，補(bǔ)充新信息，重新建模預(yù)測。剔除舊信息，補(bǔ)充新信息，重新建模預(yù)測。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)27) 27) 4 4）灰色決策與安全系統(tǒng)）灰色決策與安全系統(tǒng) 所謂決策，是指選定一個合適的對策，去對付某個事所謂決策，是指選定一個合適的對策，去對付某個事件的發(fā)生，以取得最佳效果?；疑到y(tǒng)理論提出了灰

54、色件的發(fā)生，以取得最佳效果?；疑到y(tǒng)理論提出了灰色決策，是因為決策模型的建立，都是按灰思想處置的，決策，是因為決策模型的建立，都是按灰思想處置的，按灰色模型尤其是按按灰色模型尤其是按GM(1,1)GM(1,1)模型得到的。顯然，決策模型得到的。顯然，決策包括了四個要素：需要處理的事件，處理該事件的對策，包括了四個要素：需要處理的事件，處理該事件的對策，用某對策處理該事件的效果，評價效果的標(biāo)準(zhǔn)即目標(biāo)。用某對策處理該事件的效果，評價效果的標(biāo)準(zhǔn)即目標(biāo)。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)28) 28) 4 4）灰色決策與安全系統(tǒng)）灰色決策與安全系

55、統(tǒng) 灰色決策包括灰色局勢決策、灰色層次決策灰色決策包括灰色局勢決策、灰色層次決策與灰色規(guī)劃?；疑謩輿Q策是指在事件與對策的與灰色規(guī)劃?；疑謩輿Q策是指在事件與對策的二元組合基礎(chǔ)上所作的決策。灰色層次決策是一二元組合基礎(chǔ)上所作的決策?；疑珜哟螞Q策是一種將各個決策集團(tuán)（層次）的意向與職能作協(xié)調(diào)、種將各個決策集團(tuán)（層次）的意向與職能作協(xié)調(diào)、統(tǒng)一、折衷的決策。統(tǒng)一、折衷的決策。 灰色決策中提出了灰靶思想。決策好比打靶，灰色決策中提出了灰靶思想。決策好比打靶，靶越大越容易擊中。只要進(jìn)入某個區(qū)域就可看作靶越大越容易擊中。只要進(jìn)入某個區(qū)域就可看作是滿意的，這個區(qū)域稱為灰靶。灰靶決策給決策是滿意的，這個區(qū)域稱

56、為灰靶?；野袥Q策給決策執(zhí)行人一定的自主權(quán)，為執(zhí)行人提供了一個發(fā)揮執(zhí)行人一定的自主權(quán)，為執(zhí)行人提供了一個發(fā)揮智慧的機(jī)會，或者說灰決策中包含有智能因素。智慧的機(jī)會，或者說灰決策中包含有智能因素。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)29) 29) 4 4）灰色決策與安全系統(tǒng)）灰色決策與安全系統(tǒng) 灰色決策為科學(xué)的安全決策提供了有效灰色決策為科學(xué)的安全決策提供了有效的方法與手的方法與手 段?；疑珱Q策方法可應(yīng)用安全投資決策、通段。灰色決策方法可應(yīng)用安全投資決策、通風(fēng)系統(tǒng)及其風(fēng)系統(tǒng)及其 他安全系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、傷亡事故預(yù)防和塵他安全系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、傷亡事故預(yù)防和塵毒治理方案毒治理方案 的優(yōu)選等方面。的優(yōu)選等方面。 安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程 7.3 7.3 灰色理論和安全系統(tǒng)灰色理論和安全系統(tǒng)( (續(xù)續(xù)30) 30) 5 5）灰色控制與安全系統(tǒng)）灰色控制與安全系統(tǒng) 決策的執(zhí)行稱為控制。所謂灰色控制是決策的執(zhí)行稱為控制。所謂灰色控制是指本征性灰色系統(tǒng)的控制，或系統(tǒng)中含灰指本征性灰色系統(tǒng)的控制，或系統(tǒng)中含灰參數(shù)的控制，或用參數(shù)的控制，或用GM(1,1)GM(1,1)模型構(gòu)成的預(yù)模型構(gòu)成的預(yù)測控制?；疑刂频幕痉椒ㄊ峭ㄟ^系統(tǒng)測控制?；疑刂频幕痉椒ㄊ峭ㄟ^系統(tǒng)行為數(shù)據(jù)列，尋找系統(tǒng)行為發(fā)展變化的規(guī)行為數(shù)據(jù)列，尋找系統(tǒng)行為發(fā)展變化的