第五章第五章 安全决策安全决策 安全系统工程安全系统工程本章的基本要求：本章的基本要求： 1.1.掌握系统安全评价的各种方法及其基本特点掌握系统安全评价的各种方法及其基本特点 2. 2.能够依据系统安全评价原理和评价方法，对具体系能够依据系统安全评价原理和评价方法，对具体系统进行评价，提出改进系统安全性能的意见或意向统进行评价，提出改进系统安全性能的意见或意向安全系统工程安全系统工程5.1 5.1 概概 述述 决策指人们在求生存与发展过程中决策指人们在求生存与发展过程中, ,以对事物发展以对事物发展规律及主客观条件的认识为依据规律及主客观条件的认识为依据, ,寻求并实现某种最佳寻求并实现某种最佳( (满意满意) )准则和行动方案而进行的活动决策通常有广义、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、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人们按照某个( (些些) ) 准则在若干备选方案中的选择准则在若干备选方案中的选择, ,它只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包括准备和选择两个阶段的活动狭义的决策就是作决定定, ,就指抉择就指抉择 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的理论和方法, ,以支持和方便人们做决策的科学以支持和方便人们做决策的科学; ;是自然是自然科学与社会科学并涉及人类思维的新兴交叉学科科学与社会科学并涉及人类思维的新兴交叉学科安全系统工程安全系统工程5.1 5.1 概概 述述( (续续2)2) 非确定型决策又可分为两类非确定型决策又可分为两类: :当决策问题自然状态当决策问题自然状态的概率能确定的概率能确定, ,即是在概率基础上做决策即是在概率基础上做决策, ,但要冒一定的但要冒一定的风险风险, ,这种决策称为风险型决策这种决策称为风险型决策; ;如果自然状态的概率不如果自然状态的概率不能确定能确定, ,即没有任何有关每一自然状态可能发生的信息即没有任何有关每一自然状态可能发生的信息, ,在此情况下的决策就称为完全不确定型决策在此情况下的决策就称为完全不确定型决策 风险型决策问题通常要具备如下五个条件风险型决策问题通常要具备如下五个条件:存在存在着决策者希望达到的一个明确目标着决策者希望达到的一个明确目标; ; 存在着决策者无存在着决策者无法控制的两种或两种以上的自然状态法控制的两种或两种以上的自然状态; ; 存在着可供决存在着可供决策者选择的两个策者选择的两个 或两个以上的抉择方案或两个以上的抉择方案; ; 不同的抉不同的抉择方案在不同的自然状态下的益损值可以计算出来择方案在不同的自然状态下的益损值可以计算出来; ; 每种自然状态出现的概率可以估算出来。
每种自然状态出现的概率可以估算出来安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素1.1.决策过程决策过程决策是人们为实现某个决策是人们为实现某个 ( ( 些些 ) ) 准则而制定、分析、准则而制定、分析、评价、选择行动方案评价、选择行动方案 , , 并组织实施的全部活动并组织实施的全部活动 ; ; 也是也是提出、分析和解决问题的全部过程主要包括提出、分析和解决问题的全部过程主要包括 5 5 个阶段个阶段 , , 如图如图 5-1 5-1 所示 安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续1)1)安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续2)2)2.2.决策要素决策要素 决策单元决策单元 所谓决策单元常常包括决策者及共同完成决策分析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研究的决策分析者, ,以及用以进行信息处理的设备它们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、生成信息和加的工作是接受任务、输入信息、生成信息和加 工成智能工成智能信息信息, ,从而产生决策。
从而产生决策 安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续3)3) 准则体系准则体系 对一个有待决策的问题对一个有待决策的问题, ,必须首先定义它的准则必须首先定义它的准则在现实决策问题中在现实决策问题中, ,准则常具有层次结构准则常具有层次结构, ,包含有目标包含有目标和属性两类和属性两类, ,形成多层次的准则体系形成多层次的准则体系, ,如图如图5-25-2所示 安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续4)4)安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续5)5) 准则体系准则体系 准则体系最上层的总准则只有一个准则体系最上层的总准则只有一个, ,一般比较宏观、一般比较宏观、笼统、抽象笼统、抽象, ,不便于量化、测算、比较、判断为此要不便于量化、测算、比较、判断为此要将总准则分解为各级子准则将总准则分解为各级子准则, ,直到相当具体、直观直到相当具体、直观, ,并可并可以直接或间接地用备选方案本身的属性以直接或间接地用备选方案本身的属性( (性能、参数性能、参数) )来来表征的层次为止。
在层次结构中表征的层次为止在层次结构中, ,下层的准则比上层的下层的准则比上层的准则更加明确具体并便于比较、判断和测算准则更加明确具体并便于比较、判断和测算, ,它们可作它们可作为达到上层准则的某种手段下层子准则集合一定要保为达到上层准则的某种手段下层子准则集合一定要保证上层准则的实现证上层准则的实现, ,子准则之间可能一致子准则之间可能一致, ,亦可能相互矛亦可能相互矛盾盾, ,但要与总准则相协调但要与总准则相协调, ,并尽量减少冗余并尽量减少冗余安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续6)6) 决策结构和环境决策结构和环境 决策的结构和环境属于决策的客观态势决策的结构和环境属于决策的客观态势( (情况情况) )为阐明决策态势明决策态势, ,必须尽量清楚地识别决策问题必须尽量清楚地识别决策问题( (系统系统) )的组成的组成、结构和边界、结构和边界, ,以及所处的环境条件它需要标明决策问以及所处的环境条件它需要标明决策问题的输入类型和数量题的输入类型和数量, ,决策变量决策变量( (备选方案备选方案) )集和属性集以集和属性集以及测量它们的标度类型及测量它们的标度类型 , , 决策变量决策变量( (方案方案) )和属性间以及和属性间以及属性与准则间的关系。
属性与准则间的关系安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续7)7) 决策结构和环境决策结构和环境 决策变量亦称可控决策变量亦称可控( (受控受控) )变量变量, ,它是决策它是决策( (评价评价) )的的客观对象在自然系统中客观对象在自然系统中, , 决策变量集常以表征系统决策变量集常以表征系统主要特征的一组性能、参数形式出现主要特征的一组性能、参数形式出现, , 由它们可以组由它们可以组合出无限多个备选方案合出无限多个备选方案, ,方案是连续型方案是连续型, , 其范围由一组其范围由一组约束条件所限制而在实际约束条件所限制而在实际( ( 社会社会) ) 系统中系统中 , , 例例 如如安全系统安全系统 , , 因变量之间因变量之间 , , 变量与属性之间的结构过变量与属性之间的结构过于复杂于复杂 , , 有许多是半结构化甚至非结有许多是半结构化甚至非结 构化形式构化形式, ,尚难尚难以给予形式化的表述以给予形式化的表述, ,所以决策变量常以有限个离散的所以决策变量常以有限个离散的备选方案的形式出备选方案的形式出 现决策变量的这两种类型现。
决策变量的这两种类型( (连续、连续、离散离散),),导致了两类不同的决策方法导致了两类不同的决策方法, ,有人称前者为多有人称前者为多 目标决策目标决策, ,称后者为多属性决策称后者为多属性决策, ,二者又统称为多准则二者又统称为多准则决策安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续8)8) 决策结构和环境决策结构和环境 决策的环境条件可区分为确定性和非确定性两大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类由于决策是面向未来发生事件所作的抉择, ,所以决所以决策的环境条件都带有不确定性策的环境条件都带有不确定性, ,只是在很多情况下只是在很多情况下 , ,正正常环境出现的概常环境出现的概 率很大率很大, ,非正常条件发生的可能性很非正常条件发生的可能性很小小( (即近似认为是小概率事件即近似认为是小概率事件),),而认为环境条件是确定而认为环境条件是确定的在非确定性中的在非确定性中, ,又分因果关系不确定的随机型和排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中律不确定的模糊型。
发展初期的经典决策, ,就是在随就是在随机环境下进行的单准则优选机环境下进行的单准则优选, ,称之为统计决策称之为统计决策安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续9)9) 决策规则决策规则 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方案实施的方案, ,作为最终的抉择在作出最终抉择的过程中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从而依序择优这种促使方案完全序列化的规则, ,便称为便称为决策规则决策规则一般粗分为两大类决策规则决策规则一般粗分为两大类: : 最优规则和满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意规则最优规则是使方案完全序列化的规则, , 只有在只有在单准则决策问题中单准则决策问题中, , 方案集才是完全有序的方案集才是完全有序的, ,因此因此 , , 总总能够从中选中最优方案能够从中选中最优方案 安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续10)10) 决策规则决策规则 然而在多准则决策问题中然而在多准则决策问题中, ,方案集是不完全有序的方案集是不完全有序的 , , 准则之间往往存在矛盾性准则之间往往存在矛盾性, ,不可公度性不可公度性( (各准则的量各准则的量纲不同纲不同),),所以所以, ,各个准则均最优的方案一般是各个准则均最优的方案一般是不存在不存在的。
因而的因而, ,只能在满意规则下寻求决策者满意的方案只能在满意规则下寻求决策者满意的方案在系统优化中在系统优化中, ,用用“满意解满意解”替替“最优解最优解”, ,就会使复就会使复杂问题大大简化决策者的满意性一般通过所谓杂问题大大简化决策者的满意性一般通过所谓“倾倾向性结构（信息）向性结构（信息）”来表述来表述, ,它是多准则决策不可缺少它是多准则决策不可缺少的重要组成部分的重要组成部分安全系统工程安全系统工程5.2 5.2 安全决策过程与决策要素安全决策过程与决策要素( (续续11)11)3.3.安全决策安全决策 安全决策与通常的决策过程一样安全决策与通常的决策过程一样, , 应按照一定的程应按照一定的程序和步骤进行序和步骤进行不同的是不同的是, , 在进行安全决策时在进行安全决策时, , 应根据应根据安全问题的特点安全问题的特点, , 确定。