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安全综合评价中的若干问题及其改进方法

作者: 发布时间:2017-08-03

【摘要】针对目前广泛应用的安全综合评价法,分析了它存在的若干问题,并提出了改进方法。首先,根据评价指标的时间把评价指标分为静态和动态评价指标;并提出了评价指标的常权和变权原理及非线性无量纲模糊处理方法;最后,建立了安全综合评价的结构模型,使得安全综合评价这一方法更具有实用性、合理性和可操作性。

  【关键司】综合评价 问题 方法

  1 引言

  安全综合评价法是目前最为广泛应用的安全评价法之一,它能较好地解决复杂、模糊、随机系统的安全评价问题。且在评价过程中,大多数学者都对评价对象系统建立广义目标函数,并将各个评价指标综合成一个能从整体上衡量评价对象系统是否安全的综合指数。而要把众多指标综合到一起,就必须考虑指标的自身特征、指标间的逻辑关系、指标的权值和指标的量化处理等问题,否则,就无法进行综合,也就失去了安全综合评价的合理性和真正价值。因此,笔者对安全综合评价中所存在的问题进行了分析和讨论,并提出了改进的方法,以确保这一方法的合理性和实用性。

  2 综合评价法中存在的问题分析

  在综合评价中,一般采用多层次指标进行评价。故本层次对上一层次的安全度评价可用下述模型描述:

  B=W·U (1)

  式中,W-指标集的权重向量;U-指标集的安全度值。

  要完成综合评价,其评价步骤为:①评价指标体系的建立;②确定评价指标的权系数;③评价指标的模糊无量纲化处理;④确定评价结构,求综合评价值;⑤评价值的确定和决策。

  现就评价过程中存在的几个问题分析如下:

  2.1 评价指标的时间特性

  安全评价的核心问题,是评价指标的确定。不同的指标体系结构就会得出不同的评价结论。关于评价指标的建立准则问题,在一些文献中已作了详细阐述,如系统性、科学性、特殊性、普遍性及可量化原则等,但对指标在综合评价中的时间特性并没有分析和研究。因为,在综合评价过程中,评价的目的是快速地对系统进行安全评价并找出事故隐患,实行的是动态评价,系统的动态评价周期由系统特性来决定。

  描述系统特征的评价指标很多,包括:人、机、环境和管理指标。在这些指标中,有些指标评价值变化速度是较为缓慢的,与动态评价周期相比是相对平稳的,而要把这些指标综合到一起评价时,一些指标就不断地被重复评价,增加了评价工作量和评价时间,甚至影响动态的评价结果。因此,根据动态评价周期,把评价指标进行分类,把评价值变化速度小于动态评价周期的评价指标定义为相对静态评价指标;反之,则定义为动态评价指标。通常把人的基本素质(包括安全技术素质、安全操作水平、文化素质等)和安全基础管理(包括安全监察、安全标准、安全资金、安全培训、安全责任等)作为相对静态评价指标,而把与系统相关的其它指标作为动态评价指标。相对评价周期根据具体情况来确定。这样把相对静态评价和动态评价结合在一起对系统进行综合评价。动态评价找出系统的直接隐患,相对静态评价找出系统的间接隐患。

  2.2 评价指标的常权和变权

  综合评价中,由于要从整体上反映评价系统的安全本质,从而涉及多个指标。这就存在一个问题,当其中一至两个重要指标特别危险时,评价系统就会出现危险;而由于评价指标太多,无论采用何种综合方法(算子),都有可能使其中少数指标危险度被其它指标中和,使评价系统危险度并不明显,从而失去了评价的公正性和客观性。在目前的综合评价方法中,这一问题并没有解决,其主要原因是因为无论指标的危险度值如何变化,指标权值总是不变的,权值以“不变”应“万变”,在实际应用中就不能突出问题的严重程度。而变权的指标权值因评价时空的变换而变化,在不同条件下取不同的权值,即随指标危险度值的不同而变化。变权反映了指标的本质属性,解决了由于评价指标众多而引起的评价不合理现象。

  对变权的方法目前研究不多。文献给出了不同的变权公式,尽管所使用的方法不同,但其实质是相同的,即用指标的状态量来确定变权数值。

  根据文献,变权向量是指标常权向量W和状态变权向量S/x的(归一化)Hardarmard乘积,即:

  W(x)=(W·Sx)/

  式中,Sx-指标的状态变权向量,Sx=(S1(x),S2(x),…Sm(x));W(x)-指标的变权向量,W(x)=(W1(x),W2(x),…Wm(x));X-指标的状态值向量,X=(x1,x2…xm);W-指标的常权向量,W=(w1,w2<.sub>,…wm)。

  在安全评价中,指标的状态值一般取区间值[0,10]或[0,100],故指标的状态变权向量可有:

  Sj(x1,x2…,xm)=(1/x1)(1/x2)…(1/xj-1)(1/xj+1…(1/xm)=(3)

  可得:Wj( x1,x2…,xm)=[WjSj( x1,x2…,xm)]/=Wjxj/(4)

  为了保证变权能在安全综合评价中可靠应用,现作如下约定:

  1)为保证Sx的连续性,规定若任一指标xj的危险度评价值为0时,xj的危险度评价值取1,此时并不影响综合评价结果;

  2)变权是为了突出主因素,故在综合评价时,保对主因素作变权处理;

  3)变权的条件是,主因素评价指标的危险状态值大于规定的最小危险度值时,在评价指标内作变权处理。

  2.3 评价指标的非线性无量纲模糊处理

  安全评价的目的是得出系统状态的危险度。从评价指标体系中可看出,其意义和表现形式各不相同,指标之间不具可比性、综合性,必须对定量指标进行无量纲化处理,即把性质、量纲各异的指标转化为可以进行综合的一个相对数量化值。实质上,指标无量纲化处理是求解在一定区间内的模糊隶属函数。而模糊隶属函数的确定仍然是没有很好解决的问题。在综合安全评价中,目前大部分采用直线性处理方法,这种处理方法简单,可它是等比例变化,对一些指标就不合理。例如,瓦斯浓度越大,其危险度应该升高越快,而瓦斯浓度低时,升高比例相同,显然有不妥这处。所以,对不同的指标应采用不同的处理方法。隶属度函数可用模糊统计法、三分法或增量法确定。

  2.4 安全评价结构模型的确定

  安全评价结构模糊通常是一个多层空间模型,以适应综合评价指标体系的层次结构。在以往的评价中,强调指标之间的纵向关系,也就是说指标间必须具有相互独立性。而有些评价指标之间既有一定的独立性,又有一定的相关性,就很难处理。因此,安全评价结构模型不仅要考虑纵向关系,还要考虑横向关系。

  2.5 评价集的确定和决策

  给出评价集的目的是确定系统的整体危险度,故评价集可用确定隶属函数的方法来解决。但据评价过程可知,同一评价值,其隐患可能不同,采取的治理措施就有显著差别。因此,在决策过程中,不仅要考虑综合评价值所对应的危险程度,还必须考虑评价体系内各个评价隐患指标的危险度值,两者有机的结合,才能反映整个系统的危险程度,才能进行可靠的决策。

  3 结论

  对目前广泛使用的综合评价法中所存在的评价指标的时间特性、常权、非线性无量纲模糊处理方法及评价结构模型等问题进行了分析和探讨,并提出了改进的方法,以使这一综合评价法更趋合理和完善,更具有实用性和操作性。


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