第五章安全决策课件

《第五章安全决策课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章安全决策课件（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,第五章 安全决策第一节 概 述,2,1.决策的概念： 决策是指人们在求生存与发展过程中，以对事物发展规律及主客观条件的认识为依据，寻求并实现某种最佳（满意）准则和行动方案而进行的活动。 准则：与标准同义，是衡量、判断事物价值的标准，是事物对主体的有效性的标度，是比较评价的基准。 2.决策方法的分类 根据决策系统的约束性与随机性原理，可分为确定型决策和非确定型决策。,3,确定型决策：在一种已知的完全确定的状态下，选择满足目标要求的最优方案。 非确定型决策：当决策问题有两种以上自然状态，哪种可能发生是不确定的，在此情况下的决策称为非确定型决策。 非确定型决策又可分为两类： 风险型决策 完全不确

2、定型决策,决策问题自然状态的概率能确定，即是在概率基础上做决策，但要冒一定的风险。,自然状态的概率不能确定，即没有任何有关每一自然状态可能发生的信息。,4,第二节 安全决策过程和决策要素,5,一、决策与评价 决策与评价既有区别,又有共同点。 评价是指评价主体估测评价对象(客体)达到既定需求的过程。它是根据既定的准则体系来测评客体的各种属性量值及其满足主体需求的效用(价值), 以综合评价原定需求满足程度的活动。 评价通常亦有狭义和广义两种含义, 狭义的评价是作为决策过程的一个步骤;广义的评价与一般意义的决策相类似,常称为系统评价或综合评价。 所以,决策和综合评价有共同的理论基础和组成要素,其方法

3、和步骤也大同小异,只不过决策往往是事前进行的选择,而系统评价大多在事后进行;决策总是在多个备选方案中作抉择,而系统评价可以只对一个方案进行评判。,6,二、决策过程决策是人们为实现某个 ( 些 ) 准则而制定、分析、评价、选择行动方案 , 并组织实施的全部活动 ; 也是提出、分析和解决问题的全部过程。主要包括 5 个阶段 , 如图 5-1 所示。 在这种典型的决策过程中,系统分析、综合、评价是系统工程的基本方法 , 亦是决策(评价)的主要阶段。,7,8,三、决策要素 1. 决策单元 2. 准则体系 3. 决策结构和环境 4. 决策规则,9,决策五要素 根据杜拉克对“决策”的研究，决策包含了以下七

4、个要素： 1.判断决策是否必要 2.对问题进行分类 3.界定问题 4.判断什么是正确的决策 5.让别人接受你的决策 6.落实执行决策的具体行动 7.根据实际结果对决策进行检验,10,四、安全决策 1. 确定目标决策过程首先需要明确目标, 也就是要明确需要解决的问题。对安全而言 ,从大安全观出发, 安全决策所涉及的主要问题就是保证人们的生产安全, 生活安全和生存安全。但是这样的目标所涉及的范围和内容太大了,以至于无法操作, 应进一步界定、分解和量化。,11,例如: 生产安全是一个总目标, 它可以分解为预防事故发生, 消除职业病和改善劳动条件。而且, 对已分解的目标, 还应根据行业不同、现实条件不

5、同( 例如 ,经济保证、技术水平)、边界约束条件不同区分目标的实现层次和内涵。又如: 生活安全可以分解为个人生活安全、家庭生活安全和社会生活安全 , 也可以分解为生命安全、财产安全和生活舒适与健康、生存安全 ; 生存安全可以分解为自然灾害、人为灾害,也可分解为生态环境安全、灾害、交通安全以及突发事件(战争、冲突等)。,12,另外对于决策目标应有明确的指标要求; 对于技术问题,应有风险率、严重度、一定可靠度下的安全系数,以及事故率、时间域和空间域等具体量化指标; 对于难于量化的定性目标,则应尽可能加以具体说明。2. 确定决策方案在目标确定之后,决定人员应依据科学的决策理论,对要求达到的目标进行调

6、查研究 ,进行详细的技术设计、预测分析,拟出几个可供选择的方案。,13,首先,应根据总目标和指标的要求将那些达不到目标基本要求的方案舍弃掉,然后再 用加权法或其他数学方法对各个方案进行排序。排在第一位的方案也称为备选决策提案。备选决策提案不一定是最后决策方案,还需要经过技术评价和潜在问题分析,做进一步的慎重研究。3.潜在问题或后果分析对备选决策方案,决策者要归自己提出“假如采用这个方案,将要产生什么样的结果;假如采用这个方案,可能导致哪些不良后果和错误.” 等问题,从这些可能产生前后果中进行比较,以决定方案的取舍。,14,对安全问题,考虑其决策方案后果,应特别注意如下一些潜在问题:(1)人身安

7、全方面: 应特别注意有无生命危险,有元造成工伤的危险,有无职业病和后遗症的危险。(2) 人的精神和思想方面: 是否会造成人的道德、思想观念的变化,是否会造成人的兴趣爱好和娱乐方式的变化,是否会造成人的情绪和感情方面的变化,是否会加重人的疲劳,带来精神紧张,影响个人导致不安全感或束缚感的产生等。(3) 人的行为方面 : 能否造成人的生活规律、生活方式变化 , 以及生活时间的划分等。,15,4. 实施与反馈决策方案在实施过程中应注意制定实施规划, 落实实施机构、人员职责,并及时检查与反馈实施情况,使决策方案在实施过程中趋于完善并达到预期效果。,16,第三节 定性属性的量化,17,一、量化等级与范围

8、 心理学家米勒(G.A.Miller)经过实验表明, 在某个属性上对若干个不同物体进行辨别时, 普通人能够正确区别属性等级在 5 级至 9 级之间。所以, 我们推荐定性属性量化等级取5级至9级, 可能时尽量用9个等级。量化等级见表 5-1 。,18,二、量化方法 通过决策者(专家)定性分析, 分等级量化的结果, 由于客观事物的复杂性、多样性 和主观认识的局限性, 所以往往具有不确定性、模糊性和随机性 , 可以采用集值统计原理 广集专家意见 , 改善定性属性量化的有效性。 集值统计是经典统计和模糊统计的一种拓广。经典统计在每次实验中得到相空间的一个确定点，而集值统计每次实验得到相空间中的一个子集

9、，这个子集就是评价者对某定性属性值(j (xi) Z)估计的等级区间，记第k个评价者的区间为Z1k, Z2k。,19,若共有L个评价者，可得L个区间，从而形成一个集值统计序列Z11, Z21 Z12, Z22 Z1L, Z2L，这L个子集叠加在一起则形成覆盖在评价值轴上的一种分布： 可以证明：当各方案的属性值j(xi)可以准确定值时，对所有k, Z1k=Z2k=C（常数），则： 则属性值的估计值为：,20,三、属性函数F(X)规范化1、多属性决策在多属性决策问题的各属性函数j(x) (j=1,2,.,m)之间，普通存在下述3个方面的问题。（1）无公度性 即各j(x)的量纲不同，不便于相互比较和

10、综合运算。（2）变化范围不同 不便于比较和综合运算。（3）对抗性 凡得益性属性，通常希望愈大愈优先；凡损耗性属性，一般希望愈小愈优先。因为各个属性值经过规范化处理后，其变化范围均在0,1之间，故规范化处理亦称为规一化。,21,2、规范化处理算法常用的规范化处理算法较多，在选用时需注意量化标度（序、区间和比列标度），允许进行变换的形式，以免规范化后影响决策的质量。 (1)线性变换法： 式中,22,（2）S形变换法：当单属性的最优（劣）值，难于达到时，用变化缓和些的S形曲线变换之。 其中，,23,四、权重及其量化方法 权重是表征子准则或因素对总准则或总目标影响或作用大小的量化值。因为影响总目标的因

11、素往往很多,且其关系错综复杂 , 一般难于量化, 所以一方面把权重系数考虑成向量, 另一方面把权重系数按照其要表征的属性进行分解,如重要性权、信息量权、重复性权和可靠性权。,24,1. 重要性权对于子准则(因素) 的相对地位、作用, 以及政策导向, 激励等决策者的期望性因素,常用定性定量相结合的方法,根据专家或决策者的相对重要性信息进行量化。相邻比较法:(1) 将同层次所有子准则 (因素)fj(j=1,2, ,m) 按照上层准则(或总准则)的相对重要性排序。 (2) 求相邻准则的相对重要性比值,即:,25,且 Obj+1,j1(j=1,2, ,m), 并假定上一个准则的相对重要性始终为 1 。

12、(3) 其中,26,2. 信息量权重2由于各准则值所包含的信息量不同 , 它们对被评价方案(决策方案)的作用也就不同。考虑信息量不同产生的影响的量化值称为信息量权重。另外 , 当某些准则值在各被评价方案之间差异较大时, 其分辨能力较强,包含的信息量就多,它们在综合评价、最终决策中的作用就大,其信息权重系数也较大。,27,变异系数法 :(1)求各准则的方差 Dj: 其中准则值期望 : 式中j(xi) - 备选方案 xi 的第 j 个准则值。,28,(2)求各准则值的变异系数 Vj : (3)归一化变异系数即得信息权系数 :,29,3. 独立性权重系数3虽然在理想准则体系中, 要求准则具有无冗余性

13、, 在多属性决策方案中, 希望属性之间具有独立性 , 但由于安全系统的高度复杂性, 准则体系中各准则之间难免有部分重复信息存在, 使它们在综合评价或决策过程中过多地发挥了作用, 为此 , 提出用独立性权重来抵前 “过多” 的影响。相关系数法 :若 m 个准则间的相关系数矩阵R=rijmm可以求得 , 根据概率论对rij 的定义 ,有相关系数 rij：,30,若rij0, 则取rij=0 。对rij按列求和: 归一化可得独立性权重系数 :,31,4. 组合 ( 综合 ) 权重根据MADMP 的实际需要和可能, 可以从上述3 个方面的权重中选用, 当用两种以上的权重时, 就存在一个如何组合的问题,

14、 常用的有两种算法求取组合(综合)权重。(1) 乘法 : 该乘法特点是对各权重作用一视同仁, 只要某种作用小, 则组合权重系数小。,32,(2) 加法 : 加法的特点是各权重之间有线性补偿作用。,33,第四节 安全决策方法,根据决策环境, 考虑属性量化程度, 可以把多属性决策(MADM)问题区分为确定性和非确定性两类, 相应的决策方法就有确定性多属性决策方法、定性与定量相结合的决策方法和模糊多属性决策方法。本节重点介绍前两种决策方法 , 对于模糊性多属性决策 , 本节只从评价的角度作简单介绍。,34,一、确定性多属性决策方法 一种多属性决策 (MADM) 方法就是一个对属性及方案信息进行处理选

15、择的过程。该过程所用的基础数据主要是决策矩阵、属性j(jM) 和 / 或方案 Xi(iN) 的偏好信息(倾向性)。决策矩阵A一般由决策分析人员给出,它提供了分析决策问题的基本信息, 是各种MADM 方法的基础。需要指出的是,A 的元素从形式上看不一定非是定量化的,它们也可以是定性的,甚至是模糊的。,35,对应于确定性多属性决策则 A 多是定量化的 , j (jM) 和 / 或 Xi(iN) 的倾向性信息一般是由决策者给出。根据决策者对决策问题提供倾向 性信息的环节及充分程度的不同 , 可将求解 MADM 的问题的方法归纳为: 无倾向性信息的 方法、有关于属性的倾向性信息的方法和有关于方案的倾向

16、性信息的方法三类。 由于安全决策问题是个很复杂的课题, 本书只介绍一类无倾向性信息的决策方法 - 筛选方案的方法。,36,1. 优势法该方法的操作过程是 , 从备选方案集 R 中 :R=x1,x2,x3,x4任取两个方案,( 记为 和 ), 若决策者(或决策分析者) 认为(或决策矩阵A已知) 劣于 , 则剔去 , 保留 ; 若无法区分两者的优劣时, 皆保留。将留下的非劣方案与 R 中的第三个方案 作比较, 如果它劣于 , 则剔去前者 , 如此进行下去 , 经 n-1 步后便确定了非劣解集Rpa* 。,37,这种方法不需要对属性作任何假设和变换 , 也不要求确定权系数。那么经过这种方法筛选后 ,n 个原方案中将有多少个非劣方案保留下来呢 ? 卡尔皮尼 (H.c.calpine) 和戈尔 丁 (A.Golding) 导出了一个具 m 个属性 n 个方案的 MADM 问题经优势法筛选后保留下来 的非劣解期望数估计公式 :N(m,1)1+n+(n)2/2！+(n)m-3/(m-3)！ +(n)m-2/(m-2) ！ +