第4章 系統(tǒng)安全預測技術(shù)

1、v了解系統(tǒng)安全預測的了解系統(tǒng)安全預測的種類種類、預測、預測程序程序和預測和預測的的基本原理基本原理。v熟悉系統(tǒng)安全預測的熟悉系統(tǒng)安全預測的基本方法基本方法。v著重掌握著重掌握回歸分析法回歸分析法、灰色預測法灰色預測法，并能夠，并能夠熟練的在安全生產(chǎn)中加以應用。熟練的在安全生產(chǎn)中加以應用。v預測預測：由過去和現(xiàn)在推測未來，由已知推測由過去和現(xiàn)在推測未來，由已知推測未知。未知。v系統(tǒng)安全預測：系統(tǒng)安全預測：預測造成事故后果的許多前預測造成事故后果的許多前級事件，隨生產(chǎn)的發(fā)展會產(chǎn)生什么樣的新危級事件，隨生產(chǎn)的發(fā)展會產(chǎn)生什么樣的新危險和不安全因素。險和不安全因素。v預測的組成：預測的組成：預測信息、預

2、測分析、預測技預測信息、預測分析、預測技術(shù)、預測結(jié)果。術(shù)、預測結(jié)果。4.1.1預測的種類預測的種類1.按預測對象的范圍分：按預測對象的范圍分：v宏觀預測：生產(chǎn)行業(yè)、地區(qū)、集團公司的安全狀況宏觀預測：生產(chǎn)行業(yè)、地區(qū)、集團公司的安全狀況v微觀預測：生產(chǎn)單位的生產(chǎn)系統(tǒng)、子系統(tǒng)安全狀況微觀預測：生產(chǎn)單位的生產(chǎn)系統(tǒng)、子系統(tǒng)安全狀況2.按時間長短分：按時間長短分：v長（遠）期預測安全管理的重大決策提供依據(jù)長（遠）期預測安全管理的重大決策提供依據(jù)v中期預測（中期預測（1 15 5年）制定五年計劃和任務的依據(jù)年）制定五年計劃和任務的依據(jù)v短期預測（一年）制定年度計劃、季度計劃等短期預測（一年）制定年度計劃、季

3、度計劃等1. 系統(tǒng)工程原則系統(tǒng)工程原則v從從系統(tǒng)系統(tǒng)的觀點出發(fā)考慮系統(tǒng)安全預測問題，并把系的觀點出發(fā)考慮系統(tǒng)安全預測問題，并把系統(tǒng)中影響安全的因素用統(tǒng)中影響安全的因素用集合性集合性、相關(guān)性相關(guān)性和和階層性階層性協(xié)協(xié)調(diào)起來。調(diào)起來。2.類推和概率推斷原則類推和概率推斷原則v用先導事件的發(fā)展規(guī)律預測遲發(fā)事件的發(fā)展趨勢。用先導事件的發(fā)展規(guī)律預測遲發(fā)事件的發(fā)展趨勢。3.慣性原理慣性原理v根據(jù)事物發(fā)展的延續(xù)性，推斷系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢。根據(jù)事物發(fā)展的延續(xù)性，推斷系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢。確定預測目的、確定預測目的、計劃、時間計劃、時間收集資料、收集資料、檢驗現(xiàn)有資料檢驗現(xiàn)有資料選擇預測方法、選擇預測方法、建立預測模

4、型、建立預測模型、進行推測或計算進行推測或計算預測結(jié)果的鑒預測結(jié)果的鑒定、修正預測定、修正預測結(jié)果結(jié)果確定預測目標和任務確定預測目標和任務輸入信息輸入信息預測處理預測處理輸出結(jié)果輸出結(jié)果 ）v特爾斐特爾斐 (Delphi)又譯又譯“德爾德爾非非”，原是，原是古希臘古希臘的一座的一座古城名。在古希臘神話中，古城名。在古希臘神話中，人們把德爾菲城看成是能人們把德爾菲城看成是能夠預告未來的神諭之地。夠預告未來的神諭之地。v特爾斐法是第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的一種直觀預測特爾斐法是第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的一種直觀預測法，是美國法，是美國蘭德公司蘭德公司于于20世紀世紀40年代發(fā)明并首先用于技年代發(fā)明

5、并首先用于技術(shù)預測的。術(shù)預測的。v特爾斐法可用于科技預測、也可用于社會、經(jīng)濟預測；特爾斐法可用于科技預測、也可用于社會、經(jīng)濟預測；即可用于短期、也可用于長期預測。即可用于短期、也可用于長期預測。v對大量非技術(shù)性的無法定量分析的因素作出概率估算，對大量非技術(shù)性的無法定量分析的因素作出概率估算，并將概率估算結(jié)果告訴專家，充分并將概率估算結(jié)果告訴專家，充分發(fā)揮信息反饋和信發(fā)揮信息反饋和信息控制的作用息控制的作用，使分散的評估意見逐次收斂，最后集，使分散的評估意見逐次收斂，最后集中在協(xié)調(diào)一致的評估結(jié)果上，可信度較高，在國外得中在協(xié)調(diào)一致的評估結(jié)果上，可信度較高，在國外得到廣泛應用。到廣泛應用。v利用專

6、家的知識、經(jīng)驗、智慧等無法數(shù)量利用專家的知識、經(jīng)驗、智慧等無法數(shù)量化的化的模糊性的信息模糊性的信息，通過，通過通信通信的方式的方式進行進行信息交換，逐步取得較一致的意見，達到信息交換，逐步取得較一致的意見，達到預測的目的。預測的目的。特爾斐預測法實質(zhì)特爾斐預測法實質(zhì)（1）確定預測目標）確定預測目標 目標選擇應是本系統(tǒng)或?qū)I(yè)中對發(fā)展規(guī)劃目標選擇應是本系統(tǒng)或?qū)I(yè)中對發(fā)展規(guī)劃有有重大影響重大影響而且而且意見分歧較大意見分歧較大的課題，預測的課題，預測期限以中、遠期為宜。期限以中、遠期為宜。特爾斐預測法基本程序特爾斐預測法基本程序（2）成立管理小組）成立管理小組 管理小組人數(shù)從管理小組人數(shù)從兩人至十幾

7、人兩人至十幾人不等，隨工作量大小而不等，隨工作量大小而定。其主要任務是：定。其主要任務是：負責對利用特爾斐法進行預測的工作過程進行負責對利用特爾斐法進行預測的工作過程進行設計設計；提出可供選擇的提出可供選擇的專家名單專家名單；搞好專家征詢和輪間信息搞好專家征詢和輪間信息反饋工作反饋工作；整理預測整理預測結(jié)果結(jié)果和寫出預測和寫出預測報告書報告書。特爾斐預測法基本程序特爾斐預測法基本程序（3）選擇專家）選擇專家 專家總體的專家總體的權(quán)威權(quán)威程度較高；程度較高；專家的專家的代表面代表面應盡量廣泛；應盡量廣泛；嚴格專家嚴格專家的推薦的推薦和審定和審定程序程序；專家專家人數(shù)人數(shù)要適當（一般以要適當（一般

8、以2050人為宜，大型預測人為宜，大型預測可達可達100人左右）。人左右）。特爾斐預測法基本程序特爾斐預測法基本程序（4）設計評估意見征詢表）設計評估意見征詢表 表格每一欄目要緊扣預測目標，力求達到預測事件表格每一欄目要緊扣預測目標，力求達到預測事件和專家所關(guān)心的問題的和專家所關(guān)心的問題的一致性一致性；表格表格簡明扼要簡明扼要，填表時間一般以，填表時間一般以24 h為宜；為宜；填表方式簡單，盡可能用填表方式簡單，盡可能用數(shù)字數(shù)字和和英文字英文字母表示專家母表示專家的評估結(jié)果。的評估結(jié)果。特爾斐預測法基本程序特爾斐預測法基本程序（5）專家征詢和輪間信息反饋）專家征詢和輪間信息反饋 經(jīng)典特爾斐法一

9、般分為經(jīng)典特爾斐法一般分為34輪輪征詢；征詢；管理小組盡量把背景資料提供給專家，同時，專家管理小組盡量把背景資料提供給專家，同時，專家對不夠完善、準確的歷史數(shù)據(jù)提出補充和評價；對不夠完善、準確的歷史數(shù)據(jù)提出補充和評價；最常見的問題是要求專家對某項技術(shù)最常見的問題是要求專家對某項技術(shù)實現(xiàn)的日期實現(xiàn)的日期做做出預言：出預言：不大可能實現(xiàn)不大可能實現(xiàn)成功概率成功概率10 %；實現(xiàn)與否可能性相等實現(xiàn)與否可能性相等成功概率成功概率50 %；基本上可能實現(xiàn)基本上可能實現(xiàn)成功概率成功概率90 %。特爾斐預測法基本程序特爾斐預測法基本程序（1）數(shù)量和時間答案的處理）數(shù)量和時間答案的處理 當預測結(jié)果需要用數(shù)據(jù)或

10、時間表示時，專家們的回答當預測結(jié)果需要用數(shù)據(jù)或時間表示時，專家們的回答將是一系列可比較大小的數(shù)據(jù)或有前后順序排列的時間，將是一系列可比較大小的數(shù)據(jù)或有前后順序排列的時間，常用常用中位數(shù)中位數(shù)和和上、下四分位點上、下四分位點的方法處理答案，求出預的方法處理答案，求出預測的期望值和時間。測的期望值和時間。專家意見的統(tǒng)計處理專家意見的統(tǒng)計處理 把把專家們的回答按從小到大的順序排列。如：當有專家們的回答按從小到大的順序排列。如：當有n個專家時，個專家時，共有共有n個（包括重復的）答數(shù)排列：個（包括重復的）答數(shù)排列： x1x2x3.xn-1xn中位數(shù)中位數(shù)按下式計算：按下式計算：專家意見的統(tǒng)計處理專家意

11、見的統(tǒng)計處理（偶數(shù)）（奇數(shù)）knxxknxxkkk221211正整數(shù)。個數(shù)據(jù)；第個數(shù)據(jù)；第中位數(shù)；kkxkxxkk11（2）等級比較答案的處理）等級比較答案的處理 當對某些項目的重要性進行排序的要求時，一般采用當對某些項目的重要性進行排序的要求時，一般采用評分法評分法對答案進行處理。對答案進行處理。專家意見的統(tǒng)計處理專家意見的統(tǒng)計處理 當要求對當要求對n項排序時，首先請各位專家對項目按其重要性排序，項排序時，首先請各位專家對項目按其重要性排序，被評為第一位的給被評為第一位的給n分，第二位的給分，第二位的給n-1分，最后一位即第分，最后一位即第n位者給位者給1分，然后按下列公式計算各目標的重要程

12、度：分，然后按下列公式計算各目標的重要程度：專家意見的統(tǒng)計處理專家意見的統(tǒng)計處理mjiMskmjNBsnijjniiij, 2 , 1, 2 , 111位的人數(shù)。贊同將某項目排在數(shù)；對問題作出回答專家人位的項目得分；排在第要求排序的項目個數(shù)；個目標的得分比重；第個目標的總得分；第參加比較的目標總數(shù)；iNMiBnkjkjsmiimjjjj114.2.2 時間序列預測法時間序列預測法 利用觀察、記錄到的一組按時間順序排利用觀察、記錄到的一組按時間順序排列的數(shù)字序列，分析他們的變化方向和程度，列的數(shù)字序列，分析他們的變化方向和程度，從而對下一時期或以后若干時期的水平進行推從而對下一時期或以后若干時期

13、的水平進行推測。測。時間序列預測法包括時間序列預測法包括滑動平均法滑動平均法, ,周期變動分周期變動分析法析法, ,線性趨勢分析法等。線性趨勢分析法等。 4.2.3 計量模型預測法計量模型預測法v計量模型計量模型指指預測對象預測對象與其與其主要影響因素主要影響因素之間數(shù)量關(guān)系的方程式。之間數(shù)量關(guān)系的方程式。v計量模型預測法：計量模型預測法：利用這一方程式的計利用這一方程式的計算，根據(jù)主要影響因素的變化趨勢，對算，根據(jù)主要影響因素的變化趨勢，對預測對象的未來狀況進行推測。預測對象的未來狀況進行推測?；貧w分析法是一種從事物變化的回歸分析法是一種從事物變化的因果關(guān)系因果關(guān)系 出發(fā)的預測方法。它利用數(shù)

14、理統(tǒng)計原理，出發(fā)的預測方法。它利用數(shù)理統(tǒng)計原理，在大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過尋求數(shù)據(jù)在大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過尋求數(shù)據(jù)變化規(guī)律來推斷、判斷和描述事物未來的變化規(guī)律來推斷、判斷和描述事物未來的發(fā)展趨勢。發(fā)展趨勢。 事物變化的因果關(guān)系可用一組變量描述，事物變化的因果關(guān)系可用一組變量描述，即自變量與因變量之間的關(guān)系：即自變量與因變量之間的關(guān)系：確定關(guān)系確定關(guān)系和和相關(guān)關(guān)系相關(guān)關(guān)系。bxayb222xnxyxxyxa22xnxxynyxb2xbxaxy：xbnayyyxxxyLLLr2222)(1)(11ynyLxnxLyxnxyLyyxxxy例例1：某工廠前：某工廠前6月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)月發(fā)

15、生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)帶入計算公式可得：帶入計算公式可得：53.10916215091164212222xnxyxxyxa63. 09162116465021222xnxxynyxb由此可得到回歸方程為：由此可得到回歸方程為：xy63. 053.10代入代入 x=7，可，可預測預測7月份的工傷事故數(shù)：月份的工傷事故數(shù)：612. 67y例例2：某礦前某礦前10月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)bxaey bxay lnlnbxayxbaey xxaayy1,ln,lnxbay lnlnxbayaayyln,ln例例3：某工廠前：某工廠前6月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)

16、據(jù)378. 291621609.1291751.42212222xnxyxyxxa0789. 091621751.426609.1221222xnxyxnyxbaaln783.10378. 2eeaaxey0789. 0783.10621. 67y例例4：某礦前某礦前10月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計數(shù)據(jù),)0()0(2)0(1)0(Nxxxx，kJjkxx1)0(1）（,)1()1(2)1(1)1(Nxxxx，)1()1(xdtdxTNNTxxxy,)0()0(3)0(2，12)(12)()1(1)1()1(1)1(2NNxxxxBNTTyBBB1)( kexx)1(1)1(1

17、)1(1)1(1)(kkexx)0(1)1(1xx)1(1kx)1()1(1)0(1kkkxxx3 馬爾柯夫鏈預測法馬爾柯夫鏈預測法v馬爾柯夫性質(zhì)馬爾柯夫性質(zhì)：事物未來的發(fā)展及演變僅受事物未來的發(fā)展及演變僅受當前狀況的影響。換句話說，在給定現(xiàn)在狀當前狀況的影響。換句話說，在給定現(xiàn)在狀態(tài)時，事物的發(fā)展與過去狀態(tài)是無關(guān)的態(tài)時，事物的發(fā)展與過去狀態(tài)是無關(guān)的。v當事物滿足馬爾柯夫性質(zhì)，且一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變當事物滿足馬爾柯夫性質(zhì)，且一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的規(guī)律又可知時，可應用馬爾為另一種狀態(tài)的規(guī)律又可知時，可應用馬爾柯夫鏈預測法。柯夫鏈預測法。v系統(tǒng)從某種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到其他狀態(tài)的可能性大系統(tǒng)從某種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到其他狀態(tài)的可能性大小，用轉(zhuǎn)移概率描述。小，用轉(zhuǎn)移概率描述。 初始狀態(tài)向量：初始狀態(tài)向量： 狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣：狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣： ,)0()0(2)0(1)0(nssss，nnnnnnPPPPPPPPPp212122211211一次轉(zhuǎn)移向量：一次轉(zhuǎn)移向量：二次轉(zhuǎn)移向量：二次轉(zhuǎn)移向量：由此可得：由此可得：Pss)0()1(2)0()2(Pss)()0()(kkPss例：某單位對例：某單位對1250名接觸矽塵人員進行了健康檢查，發(fā)現(xiàn)名接觸矽