安全系統(tǒng)工程第六章安全決策

1、Safety Engineering主講人：朱紅青主講人：朱紅青電話：電話： 62339035 Email: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與安全工程學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與安全工程學(xué)院概述概述事故致因理論事故致因理論系統(tǒng)安全分析系統(tǒng)安全分析事故樹分析事故樹分析系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)安全決策安全決策132465安全系統(tǒng)工程系統(tǒng)安全分析系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)安全決策與事故控制概率評(píng)價(jià)法定性方法定量方法指數(shù)法評(píng)分法決策樹等技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)法事故致因理論l 安全決策安全決策在在安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程里的地位及與其他內(nèi)容的關(guān)聯(lián)里的地位及與其他內(nèi)容的關(guān)聯(lián)安全決策概述安全決策過程與決策要素定性屬性的量化安全決策方法第

2、六章第六章 系統(tǒng)安全決策系統(tǒng)安全決策1234l第一節(jié)第一節(jié) 安全決策概述安全決策概述安全決策概念安全決策概念-決策決策決策決策認(rèn)識(shí)事物發(fā)展規(guī)律及主客觀條件，尋求并實(shí)現(xiàn)某種最佳準(zhǔn)則和行動(dòng)方案最佳準(zhǔn)則和行動(dòng)方案。有廣義、一般和狹義三種解釋：廣義解釋：廣義解釋：包括抉擇準(zhǔn)備、方案優(yōu)選和方案實(shí)施等全過程。一般含義：一般含義：按照某些準(zhǔn)則在若干備選方案中選擇，包括準(zhǔn)備和選擇兩個(gè)階段的活動(dòng)。狹義：狹義：作決定，即抉擇。廣義的決策，即在價(jià)值（生產(chǎn)價(jià)值或安全價(jià)值）價(jià)值（生產(chǎn)價(jià)值或安全價(jià)值）判斷的基礎(chǔ)上作出抉擇和選擇，其基本準(zhǔn)則就是效用，離開了效用準(zhǔn)則效用準(zhǔn)則，決策是非理性的、盲目的。價(jià)值的兩個(gè)基本特性：比較特

3、性和可度量性。（兩者相關(guān)）價(jià)值的另一種解釋價(jià)值的另一種解釋：客體對(duì)于主體需要的某種滿足。效用效用(utility)：指人們從商品消費(fèi)中得到的滿足。安全的價(jià)值或效用是不容置疑的，安全本身就是價(jià)值。安全是安全是相對(duì)的，所相對(duì)的，所以安全的價(jià)值具有比較特性以安全的價(jià)值具有比較特性；安全的價(jià)值是客觀的，雖然安全的社會(huì)效用、精神效用難于量化，但是安全的經(jīng)濟(jì)效用是可度量的。所以，安全決策同樣是建立在安全價(jià)值安全價(jià)值判斷基礎(chǔ)上。l第一節(jié)安全決策概述第一節(jié)安全決策概述安全決策概念安全決策概念-價(jià)值價(jià)值安全決策概念安全決策概念-決策與評(píng)價(jià)異同決策與評(píng)價(jià)異同評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)主體估測評(píng)價(jià)對(duì)象(客體)達(dá)到既定需求的過

4、程。根據(jù)既定的準(zhǔn)則體系來測評(píng)客體的各種屬性量值及其滿足主體需求的效用(價(jià)值)，以綜合評(píng)價(jià)原定需求滿足程度的活動(dòng)。評(píng)價(jià)通常亦有狹義和廣義兩種含義。狹義評(píng)價(jià)：決策過程的一個(gè)步驟。廣義評(píng)價(jià)：廣義評(píng)價(jià)：類似決策系統(tǒng)評(píng)價(jià)或綜合評(píng)價(jià)。決策和綜合評(píng)價(jià)有共同的理論基礎(chǔ)和組成要素，其方法和步驟大同小異。決策：決策：事前選擇系統(tǒng)評(píng)價(jià)大多大多在事后進(jìn)行；決策總是在多個(gè)備選方案中作抉擇，而系統(tǒng)評(píng)價(jià)可以只對(duì)一個(gè)方案一個(gè)方案進(jìn)行評(píng)判。 l第一節(jié)安全決策概述第一節(jié)安全決策概述安全決策概念安全決策概念- -準(zhǔn)則準(zhǔn)則l第一節(jié)安全決策概述第一節(jié)安全決策概述l第一節(jié)安全決策概述第一節(jié)安全決策概述 根據(jù)決策系統(tǒng)的約束性與隨機(jī)性原理約

5、束性與隨機(jī)性原理（即自然狀態(tài)的確定與否）可分為確定型決策和非確定型決策確定型決策和非確定型決策。 確定型決策：確定型決策：即是在一種已知的完全確定的狀態(tài)下，選擇滿足目標(biāo)要求的最優(yōu)方案。也就是說在這些決策問題中，所有與問題有關(guān)的事實(shí)和因素都是事先確切知道的。具備下列4個(gè)條件、（1）目標(biāo)（收益大或損失?。?）一個(gè)確定的自然狀態(tài)（3）兩個(gè)或兩個(gè)以上的抉擇方案（4）不同的決策方案的益損值可計(jì)算 舉例肯定會(huì)下雨出行的選擇非確定型決策：非確定型決策：當(dāng)決策問題有兩種以上自然狀態(tài)，哪種可能發(fā)生是不確定的，在此情況下的決策稱為非確定型決策。分為兩類：風(fēng)險(xiǎn)型決策：風(fēng)險(xiǎn)型決策：當(dāng)決策問題自然狀態(tài)的概率能確定，即

6、是在概率基礎(chǔ)上做決策，但是要冒一定風(fēng)險(xiǎn)。 完全不確定型決策：完全不確定型決策：如果自然狀態(tài)的概率不能確定，即沒有任何自然狀態(tài)可能發(fā)生的信息，在此情況下決策就稱為完全不確定型決策。l第一節(jié)安全決策概述第一節(jié)安全決策概述l第一節(jié)安全決策概述第一節(jié)安全決策概述風(fēng)險(xiǎn)型決策問題通常要具備如下五個(gè)條件：決策者希望達(dá)到的一個(gè)明確目標(biāo)；決策者無法控制的兩種或兩種以上的自然狀態(tài)；可供決策者選擇的兩個(gè)或兩個(gè)以上的抉擇方案；決策方案在自然狀態(tài)下的益損值可以計(jì)算出來；1. 每種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率可以估算出來。休息休息開 始了 解 待 解 決 的 決 策 問 題明 確 目 標(biāo) 、 標(biāo) 明 準(zhǔn) 則 、 辨 識(shí) 原 理構(gòu)

7、造 模 型 并 估 計(jì) 參 數(shù)方 案 集 X屬 性值 f1(x).fn(x)決 策 環(huán) 境 和 自然 狀 態(tài)決 定價(jià) 值 判 斷實(shí) 施 或 重 新 評(píng) 價(jià)提 出 問 題明 確 目 標(biāo)構(gòu) 造 模 型實(shí) 施方 案x分 析 -評(píng) 價(jià)購買火購買火險(xiǎn)或不險(xiǎn)或不購買火購買火險(xiǎn)險(xiǎn)發(fā)生火發(fā)生火災(zāi)或不災(zāi)或不發(fā)生火發(fā)生火災(zāi)災(zāi)后果后果l第二節(jié)安全決策過程與決策要素第二節(jié)安全決策過程與決策要素l第二節(jié)第二節(jié) 指數(shù)評(píng)價(jià)法指數(shù)評(píng)價(jià)法指數(shù)評(píng)價(jià)概念及內(nèi)容指數(shù)評(píng)價(jià)概念及內(nèi)容l決策單元決策單元l準(zhǔn)則（指標(biāo)）體系準(zhǔn)則（指標(biāo)）體系l決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境1.決策規(guī)則決策規(guī)則l第二節(jié)第二節(jié) 指數(shù)評(píng)價(jià)法指數(shù)評(píng)價(jià)法指數(shù)評(píng)價(jià)概念及內(nèi)容

8、指數(shù)評(píng)價(jià)概念及內(nèi)容 l第三節(jié)第三節(jié) 定性屬性的量化定性屬性的量化 等級(jí)數(shù)等級(jí)數(shù) 量量 化化 值值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 7 5 最差最差 很差很差 差差 較差較差 相當(dāng)相當(dāng) 較好較好 好好 很好很好 最好最好 最差最差 很差很差 差差 相相 當(dāng)當(dāng) 好好 很好很好 最好最好 最差最差 差差 相當(dāng)相當(dāng) 好好 最好最好l第三節(jié)定性屬性的量化第三節(jié)定性屬性的量化l第三節(jié)定性屬性的量化第三節(jié)定性屬性的量化)(,210)(1可證明：當(dāng)各方案的屬性值fj(xi)可以準(zhǔn)確定值時(shí)，對(duì)所有k，Z1kZ2kC(常數(shù))，則：則屬性值的估計(jì)值l第三節(jié)定性屬性的量化第三節(jié)定性屬性的量化l第三節(jié)定性屬性的

9、量化第三節(jié)定性屬性的量化)()(*00*0*）l第三節(jié)定性屬性的量化第三節(jié)定性屬性的量化0*l第三節(jié)定性屬性的量化第三節(jié)定性屬性的量化l第三節(jié)定性屬性的量化第三節(jié)定性屬性的量化jmjii1 l第三節(jié)定性屬性的量化第三節(jié)定性屬性的量化jmjii1決策方法決策方法一、ABC分析法（ABC管理法、主次圖法、排列圖、巴雷托圖法）二、評(píng)分法二、評(píng)分法三、決策樹法三、決策樹法四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法五、稀少事件的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)五、稀少事件的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)六、模糊綜合決策（評(píng)價(jià)）六、模糊綜合決策（評(píng)價(jià)）l第四節(jié)第四節(jié) 安全決策方法安全決策方法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法橫座標(biāo)為所要分析的對(duì)象，如某

10、一橫座標(biāo)為所要分析的對(duì)象，如某一系統(tǒng)中各組成部分的故障模式、某系統(tǒng)中各組成部分的故障模式、某一失效部件的各種原因，縱座標(biāo)是一失效部件的各種原因，縱座標(biāo)是橫座標(biāo)所標(biāo)示的分析對(duì)象的量值橫座標(biāo)所標(biāo)示的分析對(duì)象的量值表表1 1 化工系統(tǒng)安全管理不善出現(xiàn)事故類型統(tǒng)計(jì)化工系統(tǒng)安全管理不善出現(xiàn)事故類型統(tǒng)計(jì)020406080100120051015202530354067.0278.2686.1189.6692.8895.7997.7998.29100違違反反操操作作規(guī)規(guī)程現(xiàn)現(xiàn)場場缺缺乏乏檢檢查查不不懂懂操操作作技技術(shù)術(shù)違違反反勞勞動(dòng)動(dòng)紀(jì)紀(jì)律律勞勞動(dòng)動(dòng)組組織織不不合合理理操操作作錯(cuò)錯(cuò)誤誤沒沒有有安安全全規(guī)規(guī)程

11、程指指揮揮錯(cuò)錯(cuò)誤誤規(guī)規(guī)章章制制度度不不健健全全圖圖3 安全管理項(xiàng)目的巴雷托分布圖安全管理項(xiàng)目的巴雷托分布圖l第四節(jié)第四節(jié) 安全決策方法安全決策方法劃分劃分ABCABC類別的參考因素類別的參考因素類別類別程度程度因素因素l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法niiiikkg1l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法 被比者比較者 A B C D ki A 1 0 1 2 0.083 B 3 1 2 6 0.250 C 4 3 3 10 0.417 D 3 2 1 6 0.250 重要程度排序CB，DA l第四節(jié)安全決策方法

12、第四節(jié)安全決策方法序號(hào)方法名稱公式適用范圍 1 2 3 45分值相加法分值相乘法均值法相對(duì)值法有效值法 計(jì)算簡單直觀各方案總分相差大，便于比較計(jì)算簡單直觀能看出與理想方案的差距總分中考慮了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法模糊決策模糊決策(評(píng)價(jià)評(píng)價(jià))概念概念 利用模糊數(shù)學(xué)的辦法將模糊的安全信息定量化，從而對(duì)多因素進(jìn)行定量評(píng)價(jià)與決策，就是模糊決策(評(píng)價(jià)) 模糊安全信息：描述與安全有關(guān)的定性術(shù)語。 例如預(yù)測事故發(fā)生，常用可能性很大，可能性不大或很小可能性很大，可能性不大或很小；預(yù)測事故后果時(shí)，常用災(zāi)

13、難性的、非常嚴(yán)重的、嚴(yán)重的、一殷災(zāi)難性的、非常嚴(yán)重的、嚴(yán)重的、一殷的的等術(shù)語進(jìn)行區(qū)別。如何用這些在安全領(lǐng)域中常用的定性術(shù)語進(jìn)行評(píng)價(jià)和決策，采用模糊數(shù)學(xué)的方法是行之有效的途徑之一。第五節(jié)模糊決策第五節(jié)模糊決策(評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)) 傳統(tǒng)的安全管理，基本上是憑經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)去分析和處理生產(chǎn)中各類安全問題，對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)只有“安全”或“不安全”的定性估計(jì)。這樣的分析，忽略了問題性質(zhì)的程度上的差異，而這種差異有時(shí)是很重要的。例如在分析和識(shí)別高處作業(yè)的危險(xiǎn)性時(shí)，不能簡單地劃分為“安全”、“不安全”，而必須考慮“危險(xiǎn)性”這個(gè)模糊概念的程度怎樣。(1)模糊概念不是只用“1”(安全)，”0”(不安全)兩個(gè)數(shù)值去度量，而是

14、用01之間一個(gè)實(shí)數(shù)去度量，這個(gè)數(shù)就叫“隸屬度”。例如某方案對(duì)“操作性”的概念有八成符合，即稱它對(duì)“操作性”的隸屬度是08。用函數(shù)表示不同條件下隸屬度的變化規(guī)律稱為“隸屬函數(shù)”。隸屬度可通過已知的隸屬函數(shù)或統(tǒng)計(jì)法求得。l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法主觀法：l相對(duì)比較法l連環(huán)比例法客觀法：l變異系數(shù)法l熵值法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法)()(*00*0*）主觀法：l相對(duì)比較法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法專家1ABCA0.50.50.6B0.50.50.7C0.40.30.5權(quán)重0.350.3666670.283333主觀法：連環(huán)比例法l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法客觀法：(熵值法）l第四節(jié)安全決策方法第四節(jié)安全決策方法lnijijffkjHjdj計(jì)算值指標(biāo)U1-0.824755-0.910239230.7507240.2492760.170974U2