系統(tǒng)安全決策

系統(tǒng)安全決策安全決策概述1）決策概念指人們在求生存與發(fā)展過程中，以對事物發(fā)展規(guī)律及主客觀條件的認識為依據(jù)，尋求并實現(xiàn)某種最佳(滿意)準則和行動方案而進行的活動。

2）決策要素合理的準則(標準)體系、足夠可靠的信息數(shù)據(jù)、可供選擇的決策方法、落實的決策組織和實施辦法。

3）安全決策的理解決策是在價值判斷的基礎(chǔ)上作出抉擇和選擇。安全的價值或效用是不容置疑的，所以，安全決策同樣是建立在安全價值判斷基礎(chǔ)上的。4）決策與評價關(guān)系決策與評價既有區(qū)別，又有共同點。決策和綜合評價有共同的理論基礎(chǔ)和組成要素，其方法和步驟大致相同。評價是指評價主體估測評價對象(客體)達到既定需求的過程。它是根據(jù)既定的準則體系來測評客體的各種屬性量值及其滿足主體需求的效用(價值)。決策是主體根據(jù)既定的準則考察客體什么情況下的最優(yōu)效用（價值）。決策往往是事前進行的選擇，而系統(tǒng)評價大多在事后進行。決策總是在多個備選方案中作抉擇，而系統(tǒng)評價可以只對一個方案進行評判。安全決策

5）決策的分類確定型決策、非確定型決策（1）確定型決策定義：在一種已知的完全確定的自然狀態(tài)下，選擇滿足目標要求的最優(yōu)方案。

條件：①存在著決策者希望達到的一個明確目標(收益大或損失小)；②只存在一個確定的自然狀態(tài)；③存在著決策者可選擇的兩個或兩個以上的抉擇方案；④不同的決策方案在確定的狀態(tài)下的益損值可以計算。安全決策

（2）非確定型決策定義：當決策問題有兩種以上自然狀態(tài)，事件發(fā)生是不確定的，在此情況下的決策稱為非確定型決策。包含：風險型決策、完全不確定型決策風險型決策：當決策問題自然狀態(tài)的概率能確定，即是在概率基礎(chǔ)上做決策，但要冒一定的風險。完全不確定型決策：如果自然狀態(tài)的概率不能確定，即沒有任何有關(guān)每一自然狀態(tài)可能發(fā)生的信息，在此情況下的決策就稱為完全不確定型決策。風險型決策條件：①存在著決策者希望達到的一個明確目標；②存在著決策者無法控制的兩種或兩種以上的自然狀態(tài)；③存在著可供決策者選擇的兩個或兩個以上的抉擇方案；④不同的抉擇方案在不同的自然狀態(tài)下的益損值可以計算出來；⑤每種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率可以估算出來。安全決策

安全決策過程與決策要素1）決策過程安全決策

2）決策要素決策要素：決策單元、準則體系、決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境、決策規(guī)則等。（1）決策單元和決策者決策者是指對所研究問題有權(quán)利有能力作出最終判斷與選擇的個人或集體。決策單元包括決策者及共同完成決策分析研究的決策分析者，以及用以進行信息處理的設(shè)備。（2）準則(指標)體系備選方案中，各方案一般可進行細化為各部分（相當于方案的下一層），對于一個大的系統(tǒng)，方案往往能夠細化為多層結(jié)構(gòu)形式。為了配合方案各層的選擇，決策準則也常具有層次結(jié)構(gòu)。其中，準則體系最上層的總準則只有一個，一般比較宏觀、籠統(tǒng)、抽象，不便于量化、測算、比較、判斷。而各級子準則，直到相當具體、直觀，并可以直接或間接地用備選方案本身的屬性(性能、參數(shù))來表征。安全決策

（３）決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境根據(jù)決策變量的類型（連續(xù)、離散），決策可分為多目標決策和多屬性決策，二者又統(tǒng)稱為多準則決策；根據(jù)決策環(huán)境條件可分為確定性和非確定性兩大類。（４）決策規(guī)則將多準則問題方案的全部屬性值的大小進行排序，從而依序擇優(yōu)。這種促使方案完全序列化的規(guī)則，便稱為決策規(guī)則。決策規(guī)則一般分為兩大類：最優(yōu)規(guī)則和滿意規(guī)則。安全決策

３）安全決策步驟（１）確定目標決策過程首先需要明確目標，也就是要明確需要解決的問題。安全決策所涉及的主要問題就是保證人們的生產(chǎn)安全，生活安全和生存安全。由于這樣的目標所涉及的范圍和內(nèi)容太大了，以至于無法操作，實際應(yīng)用中一般需要進一步界定、分解和量化。（２）確定決策方案對目標進行調(diào)查研究、詳細的技術(shù)設(shè)計、預(yù)測分析，擬出可供選擇的方案。安全決策

（３）潛在問題或后果分析對備選決策方案，決策者要向自己提出“假如采用這個方案，將要產(chǎn)生什么樣的結(jié)果；假如采用這個方案，可能導致哪些不良后果和錯誤?！钡葐栴}，從這些可能產(chǎn)生的后果中進行比較，以決定方案的取舍。（４）實施與反饋決策方案在實施過程中應(yīng)注意制定實施規(guī)劃，落實實施機構(gòu)、人員職責，并及時檢查與反饋實施情況。使決策方案在實施過程中趨于完善并達到預(yù)期效果。

安全決策

定性屬性的的量化１）量化等等級與范圍圍心理學家米米勒(GA··Miller)經(jīng)過實驗表表明，在某某個屬性上上對若干個個不同物體體進行辨別別時，普通通人能夠正正確區(qū)別屬屬性等級在在5級至9級之間。所所以，定性性屬性量化化等級取5級至9級，可能時時盡量用9個等級。量量化等級如如下表所示示。量化等級表表等級數(shù)量化值1234567899最差很差差較差相當較好好很好最好7最差很差差相當好很好最好5最差差相當好最好安全決策２）量化方方法由于客觀事事物的復(fù)雜雜性、多樣樣性和主觀觀認識的局局限性，決決策對象往往往具有不不確定性、、模糊性和和隨機性，，可以采用用集值統(tǒng)計計原理廣集集專家意見見，對定性性屬性進行行量化處理理。集值統(tǒng)計：：評價者對對某定性屬屬性值（fj(xi)）估計的等等級區(qū)間，，記第k個評價者估估價的區(qū)間間為[Z1k，Z2k]。若共有L個評價者，，可得L個區(qū)間值、、從而形成成一個集值值統(tǒng)計序列列，[Z11，Z21]，[Z12，Z22]…[Z1L，Z2L]，這L個子集疊加加在一起則則形成覆蓋蓋在評價值值軸上的一一種分布：：安全決策3）屬性函數(shù)數(shù)F（X）規(guī)范化（（歸一化））（1）線性變換換法式中的最優(yōu)值；；的最劣值。。安全決策當單屬性的的最優(yōu)（劣劣）值，難難于達到時時，用變化化緩和些的的S形曲線進行行變換。（2）S形變換法其中，安全決策4）權(quán)重及其其量化方法法權(quán)重是表征征子準則或或因素對總總準則或總總目標影響響或作用大大小的量化化值。一般包括：：重要性權(quán)權(quán)重、信息量權(quán)權(quán)重、獨立立性權(quán)重系系數(shù)、組合合（綜合））權(quán)重。（1）重要性權(quán)權(quán)重相鄰比較法法：A將同層次所所有子準則則（因素））fj=（j=1，2，……，m）按照上層準則則（或總準準則）的相相對重要性性排序。B求相鄰準則則的相對重重要性比值值，即：（j=1，2，……m），并假定定上一個準準則的相對對重要性始始終為1。C最后按求歸一化權(quán)權(quán)重系數(shù)，，其中，，安全決策（2）信息量權(quán)權(quán)重由于各準則則值所包含含的信息量量不同，它它們對被評評價方案（（決策方案案）的作用用也就不同同?？紤]信息量量不同產(chǎn)生生的影響的的量化值稱稱為信息量量權(quán)重。另外，當某某些準則值值在各被評評價方案之之間差異較較大時，其其分辨能力力較強，包包含的信息息量就多，，它們在綜綜合評價、、最終決策策中的作用用就大，其其信息權(quán)重重系數(shù)也較較大。確定方法：：變異系數(shù)法法安全決策變異系數(shù)法法A求各準則的的方差Dj其中準則期期望：式中——備選方案的第j個準則值。。B求各準則值值的變異系系數(shù)VjC歸一化變異異系數(shù)即得得信息權(quán)系系數(shù)：安全決策（3）獨立性權(quán)權(quán)重系數(shù)雖然在理想想準則體系系中，要求求準則具有有無冗余性性，在多屬屬性決策方方案中，希希望屬性之之間具有獨獨立性，但但由于安全全系統(tǒng)的高高度復(fù)雜性性，準則體體系中各準準則之間難難免有部分分重復(fù)信息息存在，使使它們在綜綜合評價或或決策過程程中過多地地發(fā)揮了作作用。可用相關(guān)系數(shù)數(shù)法確定。安全決策策相關(guān)系數(shù)數(shù)法若m個準則間間的相關(guān)關(guān)系數(shù)矩矩陣R=[rij]m×n可以求得得，根據(jù)據(jù)概率論論對rij的定義，，有相關(guān)關(guān)系rij：式中，協(xié)協(xié)方差均方差期望若則則對按按列列求和：：歸一化可可得獨立立性權(quán)重重系數(shù)：：安全決策策（4）組合（（綜合））權(quán)重根據(jù)實際際需要可可以從上上述3個方面的的權(quán)重中中選用，，當用兩兩種以上上的權(quán)重重時，就就存在一一個如何何組合的的問題，，常用的的有兩種種算法求求取組合合（綜合合）權(quán)重重①乘法：②加法：——3種權(quán)重的的權(quán)系數(shù)數(shù)，有。。式中安全決策策安全決策策方法安全決策策是一門門學科交交叉性很很強的一一門學問問，它既既含有從從運籌學學、概率率論、控控制論、、模糊數(shù)數(shù)學家等等引入的的數(shù)學方方法，也也會有從從安全心心理學、、行為科科學，計計算機科科學、信信息科學學引入的的各種社社會、技技術(shù)科學學。經(jīng)過多年年的發(fā)展展，主要要決策方方法包括括：多屬性決決策方法法、評分法、、決策樹樹法、技術(shù)經(jīng)濟濟評價法法和模糊糊決策法法。安全決策策決策樹法法決策樹形形方案節(jié)點點決策點結(jié)果節(jié)點點決策樹法法決策步驟驟繪制決策策樹計算概率率分支的的概率值值和相應(yīng)應(yīng)的結(jié)果果節(jié)點的的收益值值計算各概概率點收收益期望望值確定最優(yōu)優(yōu)方案決策樹法法決策樹分分析法的的優(yōu)點能顯示決決策過程程能把風險險決策的的各個環(huán)環(huán)節(jié)聯(lián)系系成一個個統(tǒng)一的的整體可進行定定性分析析和定量量分析決策樹法法例對某企業(yè)業(yè)計劃自自行研究究一種新新的安全全裝置的的事件進進行決策策，選擇擇合理的的方案，，具體條條件如下下：決定研制制項目是是否需要要評審。。若評審審，需要要評審費費5000元。如果果決定評評審，評評審?fù)ㄟ^過概率為為0.8，不通過過的概率率為0.2。研制此安安全裝置置可以采采用“本本廠獨立立完成””形式和和“外廠廠協(xié)作完完成”形形式。如如果研制制成功，，有6萬元收收益。。采用用“本本廠獨獨立完完成”，研制制費為為2.5萬元，，成功功概率率為0.7，失敗敗概率率為0.3.采用““外廠廠協(xié)作作完成成”，研制制費為為4萬元，，成功功概率率為0.99，失敗敗概率率為0.01。決策樹樹法根據(jù)決決策條條件畫畫出決決策樹樹123評審不評審(0)76獨立完成協(xié)作完成540.2不通過0.8通過(-5)1011成功0.99失敗0.01(-45)(15)89成功0.7失敗0.3(-30)(30)決策樹樹法根據(jù)數(shù)數(shù)據(jù)計計算各各節(jié)點點收益益(收益=效益-費用)1）獨立立研制制成功功的收收益：：60-5-25=30千元2）獨立立研制制失敗敗的收收益：：0-5-25=-30千元3）協(xié)作作研制制成功功的收收益：：60-5-40=15千元4）協(xié)作作研制制失敗敗的收收益：：0-5-40=-45千元決策樹樹法按照期期望值值公式式，計計算獨獨立研研制成成功的的期望望值協(xié)作研研制成成功的的期望望值根據(jù)期期望值值決策策準則則，即即選用用協(xié)作作完成成形式式。上報評評審環(huán)環(huán)節(jié)的的期望望值技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟評評價法法技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟評評價法法對抉擇擇方案案進行行技術(shù)術(shù)經(jīng)濟濟綜合合評價價時，，不但但考慮慮評價價指標標的加加權(quán)系系數(shù)，，而且且所取取的技術(shù)評評價和經(jīng)濟評評價都是視視為相對于于理想狀狀態(tài)的的相對對值。。更便于于決策策判斷斷與方方案篩篩選。。技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟評評價法法1．技術(shù)術(shù)評價價技術(shù)評評價步步驟：：(1)確定評評價的的技術(shù)術(shù)項目目和評評價指指標集集。(2)明確各各技術(shù)術(shù)指標標的重重要程程度。。在指指標集集的眾眾多技技術(shù)指指標中中，要要明確確哪些些是必必須滿滿足的的，即即所謂謂固定定要求求，低低于或或高于于該指指標就就不合合格；；要明明確哪哪些是是可以以給出出一個個允許許范圍圍的，，也即即有一一個最最低要要求；；還要要明確確哪些些是希希望達達到的的。(3)分別對對各個個技術(shù)術(shù)指標標評分分。技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟評評價法法(4)進行技技術(shù)指指標總總評價價。在在各個個技術(shù)術(shù)指標標評分分的基基礎(chǔ)上上，進進行總總的評評分，，即求求出各各技術(shù)術(shù)指標標的評評分值值與加加權(quán)系系數(shù)乘乘積之之和與與最高高分(理想想方方案案)的比比值值：：Wt=Vigi/n∑i=1ngi∑i=1nVmax=Vi∑i=1nnVmax技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟濟評評價價法法式中中：：Wt—技術(shù)術(shù)價價；；Vi—各技技術(shù)術(shù)評評價價指指標標的的評評分分值值；；gi—各技技術(shù)術(shù)評評價價指指標標的的加加權(quán)權(quán)系系數(shù)數(shù)；；Vmax—各技術(shù)評價指指標的最高分分；n—技術(shù)評價指標標數(shù)。技術(shù)價Wt越高，方案的的技術(shù)性能越越好。理想方方案的技術(shù)價價為1，Wt＜0.6表示方案不可可取。技術(shù)經(jīng)濟評價價法2．經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價的步步驟:(1)按成本分析的的方法，求出出各方案的制制造費用Ci；(2)確定該方案的的理想制造費費用。通常理想的制制造費是允許許制造費的0.7倍。允許制造費C：C=CM,min/ρρ=Cs/Ci=標準價格/制造費用式中：CM,min—合適的市場價價格；Cs—標準價格，是是研制費，制制造費、行政政管理費、銷銷售費、盈利利和稅金的總總和。技術(shù)經(jīng)濟評價價法(3)確定經(jīng)濟價確定經(jīng)濟價的的公式：Ww=CI/Ci=0.7C/CiCI為理想制造費費，經(jīng)濟價Ww值越大，經(jīng)濟濟效果越好。。理想方案的的經(jīng)濟價為1，表示實際生生產(chǎn)成本等于于理想成本。。Ww的許用值為0.7，此時，實際際生產(chǎn)成本等等于允許成本本。技術(shù)經(jīng)濟評價價法3．技術(shù)經(jīng)濟綜綜合評價可以用計算法法和圖法進行行技術(shù)、經(jīng)濟濟綜合評價。。(1)相對價W法。①均值法:W＝0.5(Wt十Ww)②雙曲線法:W＝(Wt十Ww)1/2相對價W值越大，方案案的技術(shù)經(jīng)濟濟綜合性能越越好，一般應(yīng)應(yīng)取W＞0.65。當Wt，Ww兩項中有一項項數(shù)值較小時時，用雙曲線線法能使W值明顯變小，，更便于對方方案的抉擇。。技術(shù)經(jīng)濟評價價法(2)優(yōu)度圖法利用模糊數(shù)學學的辦法將模模糊的安全信息定量量化，從而對多因因素進行定量量評價與決策策，就是模糊糊決策（評價價）。傳統(tǒng)的安全管理，，基本上是憑憑經(jīng)驗和感性性認識去分析析和處理生產(chǎn)產(chǎn)中各類安全全問題，對系系統(tǒng)的評價只只有“安全”或““不安全”的安性估計。。這樣的分析析，忽略了問問題性質(zhì)的程度上上的差差異，而這這種差差異有有時是是很重重要的的。例例如在在分析析和識識別高高處作作業(yè)的的危險險性時時，不不能簡簡單地地劃分分為““安全全”、、“不不安全全”，，而必必須考考慮“危險險性””這個模模糊概概念的的程度度怎樣樣。模模糊概概念不不是只只用““1”（安全全），，“0”（不安安全））兩個個數(shù)值值去度度量，，而是是用0-1之間一個實實數(shù)去去度量量，這這個數(shù)數(shù)就叫叫“隸隸屬度度”。。用函函數(shù)表表示不不同條條件下下隸屬屬度的的變化化規(guī)律律稱為為“隸屬屬函數(shù)數(shù)”，隸屬屬度可可通已已知的的隸屬函函數(shù)或或統(tǒng)計計法求得。。安全決決策模糊決決策模糊決決策法法模糊決決策主主要分分為兩兩步進進行：：首先按按每個個因素素單獨獨評判判；然后再再按所所有因因素綜綜合評評判。。1）建建立因因素集集因素集集是指指以所所決策策（評評價））系統(tǒng)統(tǒng)中影影響評評判的的各種種因素素為元元素所所組成成的集集合，，通常常用U表示，，即：：各元素素ui（i=1，2，…，m）即代代表各各影響響因素素。這這些因因素通通常都都具有有不同同程度度的模模糊性性。例如，，評判判作業(yè)業(yè)人員員的安安全生生產(chǎn)素素質(zhì)時時，為為了通通過綜綜合評評判得得出合合理的的值，，可列列出影影響作作業(yè)人人員的的安全全生產(chǎn)產(chǎn)素質(zhì)質(zhì)取值值的因因素,一般包包括:u1—安全責責任心心；u2—所受安安全教教育程程度；；u3—文化程程度；；u4—作業(yè)糾糾錯技技能；；u5—監(jiān)測故故障技技能；；u6—一般故故障排排除技技能；；u7—事故臨臨界狀狀態(tài)的的辨識識及應(yīng)應(yīng)急操操作技技能。。上述因因素u1~u7都是模模糊的的，由由它們們組成成的集集合，，便是是評判判操作作人員員的安安全生生產(chǎn)技技能的的因素素集。。安全決策策2）建立權(quán)權(quán)重集一般說來來，因素素集U中的各因因素對安安全系統(tǒng)統(tǒng)的影響響程度是是不一樣樣的。為了了反映各各因素的的重要程程度，對對各個因因素應(yīng)賦賦予一相相應(yīng)的權(quán)權(quán)數(shù)ai。由各權(quán)權(quán)數(shù)所組組成的集集合：A稱為因素素權(quán)重集集，簡稱稱權(quán)重集集。各權(quán)數(shù)ai應(yīng)滿足歸歸一性和和非負性性條件：：安全決策策3）建立評評判集評判集是是評判者者對評判判對象可可能作出出的各種種總的評評判結(jié)果果所組成的的集合。。通常用用V表示，即即：各元素vi即代表各各種可能能的總評評判結(jié)果果。模糊糊綜合評評判的目目的，就就是在綜綜合考慮慮所有影影響因素素基礎(chǔ)上上，從評評判集中中得出一一最佳的的評判結(jié)結(jié)果。安全決策策4）單因素素模糊評評判單獨從一一個因素素進行評評判，以以確定評評判對象象對評判判集元素素的隸屬屬度，稱為為單因素素模糊評評判。設(shè)對因素素集U中第i個因素ui進行評判判，對評評判集V中第j個元素vj的隸屬度度為rij，則按第第i個因素ui的評判結(jié)結(jié)果，可可得模糊糊集合：：同理，可可得到相相應(yīng)于每每個因素素的單因因素評判判集如下下：…將各單因因素評判判集的隸隸屬度行行組成矩矩陣，又又稱為評評判（決決策）矩矩陣。安全決策策5）模糊綜綜合決策策單因素模模糊評判判，僅反反映了一一個因素素對評判判對象的的影響。。要綜合考慮慮所有因因素的影影響，得得出正確確的評判判結(jié)果，，這就是是模糊綜合決決策。如果已給給出決策策矩陣R，再考慮慮各因素素的重要要程度，，即給定定隸屬函數(shù)或或權(quán)重集集A，則模糊糊綜合決決策模型型為：安全決策策例：設(shè)評判判某類事事故的危危險性，，一般可可考慮事事故發(fā)生生的可能能性、事事故后的的嚴重度度、對社社會造成成的影響響以及防防止事故故的難易易程度。。這4個因素就就可構(gòu)成成危險性性的因素素集，即即：U={事故的發(fā)發(fā)生的可可能性（（u1），事故故后的嚴嚴重程度度（u2），對社社會造成成的影響響程度（（u3），防止止事故的的難易程程度（u4）}。由于因素素集中各各因素對對安全系系統(tǒng)影響響程度是是不一樣樣的，因因此，要要考慮權(quán)權(quán)重系數(shù)數(shù)。若評評判人確確定的權(quán)權(quán)重系數(shù)數(shù)用集合合表示，，即權(quán)重重集為：：建立立評判判集集。。若若評評判判人人對對評評判判對對象象可可能能作作出出各各種種總總的的評評語語為為危危險險性性很很大大、、較較大大、、一一般般、、小小，，則則評評判判集集為為：：V={很大大（（v1）、、較較大大（（v2）、、一一般般（（v3）、、小?。ǎ╲4）}安全全決決策策對因因素素集集中中的的各各個個因因素素的的評評判判，，可可