交通運(yùn)輸安全工程第12講2

1、五、五、 多指標(biāo)安全綜合評價多指標(biāo)安全綜合評價n原理： 對指標(biāo)體系的安全綜合評價方法，叫多指標(biāo)安全綜合評價法，它是把多個描述被評價對象不同方面且量綱不同的定性和定量指標(biāo)，轉(zhuǎn)化為無量綱的評價值，并綜合這些評價值以得出對該評價對象的一個整體評價。多指標(biāo)安全綜合評價法評價步驟： (1)明確評價對象。 (2)建立評價指標(biāo)體系。 (3)定性與定量指標(biāo)評價值的確定。 (4)評價指標(biāo)權(quán)系數(shù)的確定。 (5)確定指標(biāo)間合成關(guān)系，求綜合評價值。 (6)根據(jù)評價過程得到的信息，進(jìn)行系統(tǒng)分析和決策。 （一）指標(biāo)體系的建立（一）指標(biāo)體系的建立 1、指標(biāo)體系建立的原則 指標(biāo)體系必須科學(xué)地、客觀地、合理地、盡可能全面地反映

2、影響系統(tǒng)安全的所有因素。 指標(biāo)體系建立的九條原則間關(guān)系 ：目的性科學(xué)性突出性可行與實用性政令性時效性系統(tǒng)性可比性定性與定量相結(jié)合2、指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu) 指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)，是指形成指標(biāo)組合的邏輯關(guān)系和表達(dá)形式結(jié)構(gòu)。n事故指標(biāo) 單純的事故指標(biāo)并不足以表征系統(tǒng)的全部安全狀況。n隱患指標(biāo) 隱患指標(biāo)充分體現(xiàn)了事前安全的思想，即預(yù)防事故在其發(fā)生之前。隱患指標(biāo)由于綜合考慮了影響系統(tǒng)安全的所有因素，可以較為全面地反映系統(tǒng)的潛在危險性。（二）確定基礎(chǔ)指標(biāo)評價值（二）確定基礎(chǔ)指標(biāo)評價值 n基礎(chǔ)指標(biāo)即評價指標(biāo)體系中不能再進(jìn)一步分解的指標(biāo)，可分為定性基礎(chǔ)指標(biāo)和定量基礎(chǔ)指標(biāo)，簡稱定性指標(biāo)和定量指標(biāo)。 n基礎(chǔ)指標(biāo)評價值的確定可

3、分為兩部分，即定性指標(biāo)評價值的確定和定量指標(biāo)評價值的確定。 1、定性指標(biāo)評價值的確定 n定性指標(biāo)值具有模糊和非定量化的特點(diǎn)，很難用精確數(shù)字來表示，只能采用模糊數(shù)學(xué)的方法對模糊信息進(jìn)行量化處理，主要有等級比重法和專家評分法。2、定量指標(biāo)評價值的確定n由于定量指標(biāo)的計量單位各不相同，不具有可比性。因此，在確定指標(biāo)實際值之后，還必須解決指標(biāo)間的可綜合性問題，即進(jìn)行指標(biāo)的無量綱化處理，通過一定的數(shù)值變換來消除指標(biāo)間的量綱影響。直線型隸屬函數(shù)：XmaxXmin01(a)效益型指標(biāo)XmaxXmin01(b)成本型指標(biāo)XmaxXmin01(c)適中型指標(biāo)Xm（1）效益型(即指標(biāo)值越大越好)指標(biāo)式中 Y定量指

4、標(biāo)評價值； X有量綱指標(biāo)實際值； Xmax有量綱指標(biāo)最大值； Xmin有量綱指標(biāo)最小值。minmaxminminmaxminmax0100100XXXXXXXXXXXYXmaxXmin01(a)效益型指標(biāo)（2）成本型(即指標(biāo)值越小越好)指標(biāo) 式中 Y定量指標(biāo)評價值； X有量綱指標(biāo)實際值； Xmax有量綱指標(biāo)最大值； Xmin有量綱指標(biāo)最小值。 maxmaxminminmaxmaxmin0100100XXXXXXXXXXXYXmaxXmin01(b)成本型指標(biāo)（3）適中型(即指標(biāo)值越接近某一固定值越好)指標(biāo) 式中 Y定量指標(biāo)評價值； X有量綱指標(biāo)實際值； Xmax有量綱指標(biāo)最大值； Xmin有量

5、綱指標(biāo)最小值； Xm適中型指標(biāo)的固定值。 XmaxXmin01(c)適中型指標(biāo)Xmmaxminmaxmaxmaxminminmin,0100100XXXXXXXXXXXXXXXXXXYmmmm（三）指標(biāo)體系的賦權(quán)處理（三）指標(biāo)體系的賦權(quán)處理 對于帶有定性指標(biāo)的指標(biāo)體系的賦權(quán)方法，目前主要包括統(tǒng)計均值法、二項系數(shù)法、兩兩比較法、環(huán)比評分法、層次分析法等。其中，較為有效的是層次分析法。層次分析法(簡稱AHP) 的基本過程：n首先將復(fù)雜問題分解成遞階層次結(jié)構(gòu)。n然后將下一層次的各因素相對于上一層次的各因素進(jìn)行兩兩比較判斷，構(gòu)造判斷矩陣，通過對判斷矩陣的計算，進(jìn)行層次單排序和一致性檢驗。n最后進(jìn)行層次

6、總排序，得到各因素的組合權(quán)重，并通過排序結(jié)果分析和解決問題。運(yùn)用AHP確定權(quán)重的步驟：1、建立遞階層次結(jié)構(gòu)n把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個層次分析的結(jié)構(gòu)模型。在這個結(jié)構(gòu)模型下，復(fù)雜問題被分解為若干元素，這些元素又按其屬性分成若干組，形成不同層次。同一層次的元素對下一層次的某些元素起支配作用，同時它又受上一層次元素的支配。2、構(gòu)造判斷矩陣 對于遞階層次結(jié)構(gòu)中各層的元素可以依次相對于與之有關(guān)的上一層元素，進(jìn)行兩兩比較，從而建立一系列的判斷矩陣。 判斷矩陣A=（aij）nn具有下述性質(zhì)： aij0，aij=1/aji，aii=1（i,j=1,2,n） 其中，aij(i，j=1，2，n)代表元素Ui

7、與Uj相對于其上一層元素重要性的比例標(biāo)度。判斷矩陣的值反映了人們對各因素相對重要性的認(rèn)識，一般采用19比例標(biāo)度對重要性程度賦值。標(biāo)度及其含義如下表所示。 判斷矩陣標(biāo)度及其含義 ： 標(biāo)標(biāo) 度度含含 義（兩個元素相比）義（兩個元素相比）1具有同等重要性具有同等重要性3前者比后者稍微重要前者比后者稍微重要5前者比后者明顯重要前者比后者明顯重要7前者比后者強(qiáng)烈重要前者比后者強(qiáng)烈重要9前者比后者極端重要前者比后者極端重要2，4，6，8表示上述相鄰判斷的中間值表示上述相鄰判斷的中間值倒數(shù)倒數(shù)若元素若元素i i與元素與元素j j的重要性之比為的重要性之比為a aij,ij,那么元素那么元素j j與元素與元素

8、i i重要性之比為重要性之比為a ajiji=1/a=1/aijij 3、計算單一準(zhǔn)則下元素的相對權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗 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的特征根問題： AW=maxW 所得W經(jīng)歸一化后，即為同一層次相應(yīng)元素對于上一層次某一因素相對重要性的權(quán)重向量。 計算一致性指標(biāo)CI： CI=(max-n)/(n-1) 其中，n為判斷矩陣階數(shù)。 若隨機(jī)一致性比率CRCIRI0.10，則判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要調(diào)整判斷矩陣的元素取值。 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI取值見下表。平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI取值： n n1 12 23 34 45 56 67 78 89

9、 91010RIRI0.000.000.000.000.580.580.900.901.121.121.241.241.321.321.411.411.451.451.491.494、計算組合權(quán)重及一致性檢驗 計算組合權(quán)重是指計算同一層次所有因素對于最高層因素相對重要性的權(quán)重。 若上一層次A含有m個因素A1，A2，Am，其組合權(quán)值為a1，a2，am，下一層次B包含n個因素Bl，B2，Bn，它們對于因素Aj的相對權(quán)值分別為b1j，b2j，bnj(當(dāng)Bi與Aj無關(guān)時，bij=0)，此時B層因素的組合權(quán)重由下表給出。組合權(quán)重計算表：A1A2AmB層組合權(quán)重a1a2amB1b11b12b1mB2b21

10、b22b2mBnbn1bn2bnmmjnjjba1mjjjba12mjjjba11n此外，還需要進(jìn)行遞階層次組合判斷的一致性檢驗，該步也是從上到下逐層進(jìn)行的。若B層某些因素相對于Aj的層次單排序一致性指標(biāo)為CIj，相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)為RIj，則B層隨機(jī)一致性比率為: n當(dāng)CR 前者比后者稍微重要前者比后者稍微重要33，55前者比后者明顯重要前者比后者明顯重要55，77前者比后者強(qiáng)烈重要前者比后者強(qiáng)烈重要77，99前者比后者極端重要前者比后者極端重要倒數(shù)倒數(shù) ，0. 5表示表示ai比比aj重要重要;反之，若反之，若rij 0. 5，則表示，則表示aj比比ai重要。重要。 2. 1rij表示

11、表示ai不比不比aj重要的隸屬度，而重要的隸屬度，而ai不比不比aj重要，重要，則則aj比比ai重要，又因重要，又因aj比比ai重要的隸屬度為重要的隸屬度為rji，故，故rji=1-rij，特別地，當(dāng)，特別地，當(dāng)i=j時，有時，有rii =0.5，也即元素同，也即元素同自身進(jìn)行重要性比較時，重要性隸屬度為自身進(jìn)行重要性比較時，重要性隸屬度為0.5。 設(shè)表示元素設(shè)表示元素a1, a2, ., an兩兩比較重要程度兩兩比較重要程度的模糊判斷矩陣的模糊判斷矩陣R為：為：nnnnnnrrrrrrrrrR.212222111211 元素元素a1, a2, ., an的權(quán)重分別為的權(quán)重分別為w1,w2,wn，由的定義知，由的定義知，rij表示元素表示元素ai比元素比元素aj重要的隸屬度，重要的隸屬度，rij越大，越大，ai就比就比aj越重要，越重要，rij=0. 5時，表示時，表示ai和和aj同等同等重要。另一方而，由權(quán)重的定義知，重要。另一方而，由權(quán)重的定義知，wi是對元素是對元素ai的重的重要程度的一種度量，要程度的一種度量，wi越大，元素越大，元素ai就越重要。因而，就越重要。因而，wiwj的大小在一定程度上也表示了元素的大小在一定程度上也表示了元素ai比比aj重要的重要的程度，且程度，且wiwj越大，越大，ai比比aj就越重要。這樣，通過兩就