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1、安全决策(2),1,第九章 安全决策,决策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()准则和行动方案而进行的活动。决策通常有广义、一般和狭义的三种解释。 决策的广义解释包括抉择准备、方案优选和方案实施等全过程。 一般含义的决策解释是人们按照某个(些) 准则在若干备选方案中的选择,它只包括准备和选择两个阶段的活动。 狭义的决策就是作决定,就指抉择。 决策是人们行动的先导。决策学是为决策提供科学的理论和方法,以支持和方便人们做决策的科学;是自然科学与社会科学并涉及人类思维的新兴交叉学科。,安全决策(2),2,一个合理的准则(标准)体系,足够可靠的信息
2、数据,可供选择的决策方法,落实的决策组织和实施办法,是科学决策的基本要素。 广义的决策,都是在价值判断的基础上作出抉择和选择,它的基本准则就是效用,离开了效用准则,决策是非理性的、盲目的。 一般意义上的价值,至少应具有两个基本特性,其一是比较特性,其二是可度量性。,安全决策(2),3,决策过程,安全决策(2),4,二、决策要素 决策的要素有: 决策单元、准则体系、决策结构和环境、决策规则等。 1. 决策单元和决策者 决策者是指对所研究问题有权利、有能力作出最终判断与选择的个人或集体。其主要责任在于提出问题 , 规定总任务和总需求, 确定价值判断和决策规划, 提供倾向性意见,抉择最终方案并组织实
3、施。所谓决策单元常常包括决策者及共同完成决策分析研究的决策分析者,以及用以进行信息处理的设备。它们的工作是接受任务、输入信息、生成信息和加 工成智能信息,从而产生决策。,安全决策(2),5,2. 准则 ( 指标 ) 体系 对一个有待决策的问题 , 必须首先定义它的准则。在现实决策问题中 , 准则常具有层次结构, 包含有目标和属性两类,形成多层次的准则体系 , 如图 5-2 所示。,安全决策(2),6,安全决策(2),7,3. 决策结构和环境决策的结构和环境属于决策的客观态势(情况)。为阐明决策态势,必须尽量清楚地识别决策问题(系统)的组成、结构和边界,以及所处的环境条件。它需要标明决策问题的输
4、入类型和数量,决策变量(备选方案)集和属性集以及测量它们的标度类型 , 决策变量(方案)和属性间以及属性与准则间的关系。决策变量亦称可控(受控)变量,它是决策(评价)的客观对象。在自然系统中, 决策变量集常以表征系统主要特征的一组性能、参数形式出现, 由它们可以组合出无限多个备选方案,方案是连续型, 其范围由一组约束条件所限制。而在实际( 社会) 系统中 , 例 如安全系统 , 因变量之间 , 变量与属性之间的结构过于复杂 , 有许多是半结构化甚至非结 构化形式,尚难以给予形式化的表述,所以决策变量常以有限个离散的备选方案的形式出 现。决策变量的这两种类型(连续、离散),导致了两类不同的决策方
5、法,有人称前者为多 目标决策,称后者为多属性决策,二者又统称为多准则决策。,安全决策(2),8,决策的环境条件可区分为确定性和非确定性两大类。由于决策是面向未来发生事件所 作的抉择 , 所以决策的环境条件都带有不确定性 , 只是在很多情况下 , 正常环境出现的概 率很大 , 非正常条件发生的可能性很小 ( 即近似认为是小概率事件 ), 而认为环境条件是确 定的。在非确定性中 , 又分因果关系不确定的随机型和排中律不确定的模糊型。发展初期 的经典决策 , 就是在随机环境下进行的单准则优选 , 称之为统计决策。,安全决策(2),9,4. 决策规则 决策就是要从众多的备选方案中选择一个用以付诸实施的
6、方案,作为最终的抉择。在作出最终抉择的过程中, 要按照多准则问题方案的全部属性值的大小进行排序,从而依序择优。这种促使方案完全序列化的规则,便称为决策规则。决策规则一般粗分为两大类: 最优规则和满意规则。最优规则是使方案完全序列化的规则, 只有在单准则决策问题中, 方案集才是完全有序的,因此 , 总能够从中选中最优方案。 然而在多准则决策问题中 , 方案集是不完全有序的 , 准则之间往往存在矛盾性 , 不可 公度性 ( 各准则的量纲不同 ), 所以 , 各个准则均最优的方案一般是不存在的。因而 , 只能 在满意规则下寻求决策者满意的方案。在系统优化中, 用“满意解”替“最优解”, 就会使复杂问
7、题大大简化。决策者的满意性一般通过所谓“倾向性结构（信息）”来表述 , 它是多准则决策不可缺少的重要组成部分。,安全决策(2),10,一、确定性多属性决策方法二、评分法三、决策树法四、技术经济评价法五、稀少事件的风险估计,安全决策方法,安全决策(2),11,利用模糊数学的办法将模糊的安全信息定量化, 从而对多因素进行定量评价与决策, 就是模糊决策(评价) 。 这里所说的模糊的安全信息, 其实就是我们常说的描述与安全有关的定性术语。例如预测事故发生, 常用可能性很大 , 可能性不大或很小; 预测事故后果时, 常用灾难性的、非常严重的、严重的、一般的等术语进行区别。如何用这些在安全领域中常用的定性
8、术语进行评价和决策, 采用模糊数学的方法是行之有效的途径之一。,模糊决策,安全决策(2),12,传统的安全管理, 基本上是凭经验和感性认识去分析和处理生产中各类安全问题, 对系统的评价只有 安全”或 不安全”的定性估计。这样的分析, 忽略了问题性质的程度上的差异, 而这种差异有时是很重要的。例如在分析和识别高处作业的危险性时, 不能简单地划分为 安全”、 不安全”, 而必须考虑 “危险性”这个模糊概念的程度怎样。模糊概念不是只用 1”(安全),0”(不安全)两个数值去度量, 而是用01之间一个实数去度量, 这个数就叫 隶属度”。例如某方案对 操作性” 的概念有八成符合, 即称它对 操作性” 的
9、隶属度是0.8 。用函数表示不同条件下隶属度的变化规律称为 隶属函数”。隶属度可通过已知的隶属函数或统计法求得。 模糊决策主要分为两步进行: 首先按每个因素单独评判 , 然后再按所有因素综合评判。,安全决策(2),13,一、建立因素集,因素集是指以所决策 (评价) 系统中影响评判的各种因素为元素所组成的集合, 通常用U表示, 即 :U =u1,u2,um 各元素ui(i=1,2, ,m) 即代表各影响因素。这些因素通常都具有不同程度的模糊性。例如, 评判作业人员的安全生产素质时, 为了通过综合评判得出合理的值, 可列出影响作业人员的安全生产素质取值的因素, 一般包括 : u1安全责任心 ;u2
10、 所受安全教育程度 ; u3文化程度 ;u4作业纠错技能;u5监测故障技能 ; u6 一般故障排除技能 ;u7事故临界状态的辨识及应急操作技能。 上述原素 u1u7 都是模糊的, 由它们组成的集合, 便是评判操作人员的安全生产技能的因素集。,安全决策(2),14,二、建立权重集,一般说来, 因素集U中的各因素对安全系统的影响程度是不一样的。为了反映各因素的重要程度, 对各个因素应赋予一相应的权数Qi。由各权数所组成的集合 : A=1,2, ,m A 称为因素权重集,简称权重集。 各权数比应满足归一性和非负性条件 : 它们可视为各因素对重要”的隶属度。因此, 权重集是因素集上的模糊子集。,安全决
11、策(2),15,三、建立评判集,评判集是评判者对评判对象可能作出的各种总的评判结果所组成的集合。通常用 V 表示 , 即 : V =( 1,2, , n) 各元素i即代表各种可能的总评判结果。模糊综合评判的目的, 就是在综合考虑所有影响因素基础上, 从评判集中得出一最佳的评判结果。,安全决策(2),16,单独从一个因素进行评判, 以确定评判对象对评判集元素的隶属度, 称为单因素模糊评判。 设对因素集U中第 i 个因素 ui 进行评判, 对评判集 V 中第 j 个元素j的隶属度为rij,则按第 i 个因素灿的评判结果 , 可得模糊集合:Ri=（ri1，ri2，rin）同理 , 可得到相应于每个因
12、素的单因素评判集如下 :R1=（r11，r12，r1n）R2=（r21，r22，r2n） Rm=（rm1，rm2，rmn） 将各单因素评判集的隶属度行组成矩阵 , 又称为评判 (决策) 矩阵。,四、单因素模糊评判,安全决策(2),17,安全决策(2),18,实例分析,例 : 设评判某类事故的危险性 , 一般可考虑事故发生的可能性、事故后的严重度、对社会造成的影响以及防止事故的难易程度。这 4 个因素就可构成危险性的因素集 , 即 : U=( 事故发生的可能性(u1),事故后的严重程度 (u2), 对社会造成的影响程度 (u3),防止事故的难易程度 (u4) 。由于因素集中各因素对安全系统影响程
13、度是不一样的, 因此, 要考虑权重系数。若评判人确定的权重系数用集合表示 , 即权重集为 :A=(0.5,0.2,0.2,0.1)建立评判集。若评判人对评判对象可能作出各种总的评语为危险性很大、较大、一般、小 , 则评判集为 : V =( 很大(1) 、较大(2)、一般(3)、小(4),安全决策(2),19,对因素集中的各个因素的评判, 可用专家座谈的方式来评定。具体做法是, 任意固定一个因素,进行单因素评判, 联合所有单因素评判, 得单因素评判矩阵R 。如对事故发生的可能性(u1)这个因素评判,若有 40% 的人认为很大,50% 的人认为较大,10% 的人认为一般, 没有人认为会发生 , 则
14、评判集为：(0.4, 0.5, 0.1, 0) 同理 , 可得到其他 3 个因素的评判集, 即事故严重程度的评判集为 :(0.5, 0.4, 0.1, 0) 对社会造成影响程度的评判集为:(0.1, 0.3, 0.5, 0.1) 防止事故难易程度的评判集为 :(0, 0.3, 0.5, 0.2) 于是可将各单因素评判集的隶属度分别为行组成评判矩阵：,安全决策(2),20,则这类事故危险性综合评判模型为 : B =AR 将A和R代人, 计算 :,安全决策(2),21,安全决策(2),22,B 就代表评判集结果, 但是因为 0.4+0.5+0.2+0.1=1.2, 不容易看出百分比例关系,为此, 可进行归一化处理 : 也就是说, 对这类事故就上述4个因素的综合决策为: 相当 33% 的评价人认为危险性很严重 , 有42% 的人认为较严重, 有17% 的人认为危险性一般,有8%的评价人认为这类事故的危险性或风险性小。,安全决策(2),23,
