第4章 系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)技術(shù)

1、v了解系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)的了解系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)的種類種類、預(yù)測(cè)、預(yù)測(cè)程序程序和預(yù)測(cè)和預(yù)測(cè)的的基本原理基本原理。v熟悉系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)的熟悉系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)法灰色預(yù)測(cè)法，并能夠，并能夠熟練的在安全生產(chǎn)中加以應(yīng)用。熟練的在安全生產(chǎn)中加以應(yīng)用。v預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)：由過去和現(xiàn)在推測(cè)未來，由已知推測(cè)由過去和現(xiàn)在推測(cè)未來，由已知推測(cè)未知。未知。v系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)：系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)：預(yù)測(cè)造成事故后果的許多前預(yù)測(cè)造成事故后果的許多前級(jí)事件，隨生產(chǎn)的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生什么樣的新危級(jí)事件，隨生產(chǎn)的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生什么樣的新危險(xiǎn)和不安全因素。險(xiǎn)和不安全因素。v預(yù)測(cè)的組成：預(yù)測(cè)的組成：預(yù)測(cè)信息、預(yù)

2、測(cè)分析、預(yù)測(cè)技預(yù)測(cè)信息、預(yù)測(cè)分析、預(yù)測(cè)技術(shù)、預(yù)測(cè)結(jié)果。術(shù)、預(yù)測(cè)結(jié)果。4.1.1預(yù)測(cè)的種類預(yù)測(cè)的種類1.按預(yù)測(cè)對(duì)象的范圍分：按預(yù)測(cè)對(duì)象的范圍分：v宏觀預(yù)測(cè)：生產(chǎn)行業(yè)、地區(qū)、集團(tuán)公司的安全狀況宏觀預(yù)測(cè)：生產(chǎn)行業(yè)、地區(qū)、集團(tuán)公司的安全狀況v微觀預(yù)測(cè)：生產(chǎn)單位的生產(chǎn)系統(tǒng)、子系統(tǒng)安全狀況微觀預(yù)測(cè)：生產(chǎn)單位的生產(chǎn)系統(tǒng)、子系統(tǒng)安全狀況2.按時(shí)間長(zhǎng)短分：按時(shí)間長(zhǎng)短分：v長(zhǎng)（遠(yuǎn)）期預(yù)測(cè)安全管理的重大決策提供依據(jù)長(zhǎng)（遠(yuǎn)）期預(yù)測(cè)安全管理的重大決策提供依據(jù)v中期預(yù)測(cè)（中期預(yù)測(cè)（1 15 5年）制定五年計(jì)劃和任務(wù)的依據(jù)年）制定五年計(jì)劃和任務(wù)的依據(jù)v短期預(yù)測(cè)（一年）制定年度計(jì)劃、季度計(jì)劃等短期預(yù)測(cè)（一年）制定年度計(jì)劃、季

3、度計(jì)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(diǎn)出發(fā)考慮系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)問題，并把系的觀點(diǎn)出發(fā)考慮系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)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(dǎo)事件的發(fā)展規(guī)律預(yù)測(cè)遲發(fā)事件的發(fā)展趨勢(shì)。用先導(dǎo)事件的發(fā)展規(guī)律預(yù)測(cè)遲發(fā)事件的發(fā)展趨勢(shì)。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(shì)。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(shì)。確定預(yù)測(cè)目的、確定預(yù)測(cè)目的、計(jì)劃、時(shí)間計(jì)劃、時(shí)間收集資料、收集資料、檢驗(yàn)現(xiàn)有資料檢驗(yàn)現(xiàn)有資料選擇預(yù)測(cè)方法、選擇預(yù)測(cè)方法、建立預(yù)測(cè)模

4、型、建立預(yù)測(cè)模型、進(jìn)行推測(cè)或計(jì)算進(jìn)行推測(cè)或計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)果的鑒預(yù)測(cè)結(jié)果的鑒定、修正預(yù)測(cè)定、修正預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)果確定預(yù)測(cè)目標(biāo)和任務(wù)確定預(yù)測(cè)目標(biāo)和任務(wù)輸入信息輸入信息預(yù)測(cè)處理預(yù)測(cè)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(yù)告未來的神諭之地。夠預(yù)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(yù)測(cè)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(yù)測(cè)法，是美國(guó)法，是美國(guó)蘭德公司蘭德公司于于20世紀(jì)世紀(jì)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(yù)測(cè)的。術(shù)預(yù)測(cè)的。v特爾斐法可用于科技預(yù)測(cè)、也可用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)；特爾斐法可用于科技預(yù)測(cè)、也可用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)；即可用于短期、也可用于長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。即可用于短期、也可用于長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。v對(duì)大量非技術(shù)性的無法定量分析的因素作出概率估算，對(duì)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(píng)估意見逐次收斂，最后集，使分散的評(píng)估意見逐次收斂，最后集中在協(xié)調(diào)一致的評(píng)估結(jié)果上，可信度較高，在國(guó)外得中在協(xié)調(diào)一致的評(píng)估結(jié)果上，可信度較高，在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用。到廣泛應(yīng)用。v利用專

6、家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、智慧等無法數(shù)量利用專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、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(jìn)行進(jìn)行信息交換，逐步取得較一致的意見，達(dá)到信息交換，逐步取得較一致的意見，達(dá)到預(yù)測(cè)的目的。預(yù)測(cè)的目的。特爾斐預(yù)測(cè)法實(shí)質(zhì)特爾斐預(yù)測(cè)法實(shí)質(zhì)（1）確定預(yù)測(cè)目標(biāo)）確定預(yù)測(cè)目標(biāo) 目標(biāo)選擇應(yīng)是本系統(tǒng)或?qū)I(yè)中對(duì)發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)選擇應(yīng)是本系統(tǒng)或?qū)I(yè)中對(duì)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(yù)測(cè)的課題，預(yù)測(cè)期限以中、遠(yuǎn)期為宜。期限以中、遠(yuǎn)期為宜。特爾斐預(yù)測(cè)法基本程序特爾斐預(yù)測(cè)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(wù)是：定。其主要任務(wù)是：負(fù)責(zé)對(duì)利用特爾斐法進(jìn)行預(yù)測(cè)的工作過程進(jìn)行負(fù)責(zé)對(duì)利用特爾斐法進(jìn)行預(yù)測(cè)的工作過程進(jìn)行設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)；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(yù)測(cè)整理預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)果和寫出預(yù)測(cè)和寫出預(yù)測(cè)報(bào)告書報(bào)告書。特爾斐預(yù)測(cè)法基本程序特爾斐預(yù)測(cè)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(yīng)盡量廣泛；應(yīng)盡量廣泛；嚴(yán)格專家嚴(yán)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(dāng)（一般以要適當(dāng)（一般

8、以2050人為宜，大型預(yù)測(cè)人為宜，大型預(yù)測(cè)可達(dá)可達(dá)100人左右）。人左右）。特爾斐預(yù)測(cè)法基本程序特爾斐預(yù)測(cè)法基本程序（4）設(shè)計(jì)評(píng)估意見征詢表）設(shè)計(jì)評(píng)估意見征詢表 表格每一欄目要緊扣預(yù)測(cè)目標(biāo)，力求達(dá)到預(yù)測(cè)事件表格每一欄目要緊扣預(yù)測(cè)目標(biāo)，力求達(dá)到預(yù)測(cè)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(jiǎn)明扼要簡(jiǎn)明扼要，填表時(shí)間一般以，填表時(shí)間一般以24 h為宜；為宜；填表方式簡(jiǎn)單，盡可能用填表方式簡(jiǎn)單，盡可能用數(shù)字?jǐn)?shù)字和和英文字英文字母表示專家母表示專家的評(píng)估結(jié)果。的評(píng)估結(jié)果。特爾斐預(yù)測(cè)法基本程序特爾斐預(yù)測(cè)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(shí)，專家管理小組盡量把背景資料提供給專家，同時(shí)，專家對(duì)不夠完善、準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)提出補(bǔ)充和評(píng)價(jià)；對(duì)不夠完善、準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)提出補(bǔ)充和評(píng)價(jià)；最常見的問題是要求專家對(duì)某項(xiàng)技術(shù)最常見的問題是要求專家對(duì)某項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的日期實(shí)現(xiàn)的日期做做出預(yù)言：出預(yù)言：不大可能實(shí)現(xiàn)不大可能實(shí)現(xiàn)成功概率成功概率10 %；實(shí)現(xiàn)與否可能性相等實(shí)現(xiàn)與否可能性相等成功概率成功概率50 %；基本上可能實(shí)現(xiàn)基本上可能實(shí)現(xiàn)成功概率成功概率90 %。特爾斐預(yù)測(cè)法基本程序特爾斐預(yù)測(cè)法基本程序（1）數(shù)量和時(shí)間答案的處理）數(shù)量和時(shí)間答案的處理 當(dāng)預(yù)測(cè)結(jié)果需要用數(shù)據(jù)或

10、時(shí)間表示時(shí)，專家們的回答當(dāng)預(yù)測(cè)結(jié)果需要用數(shù)據(jù)或時(shí)間表示時(shí)，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(shí)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(shí)間，常用常用中位數(shù)中位數(shù)和和上、下四分位點(diǎn)上、下四分位點(diǎn)的方法處理答案，求出預(yù)的方法處理答案，求出預(yù)測(cè)的期望值和時(shí)間。測(cè)的期望值和時(shí)間。專家意見的統(tǒng)計(jì)處理專家意見的統(tǒng)計(jì)處理 把把專家們的回答按從小到大的順序排列。如：當(dāng)有專家們的回答按從小到大的順序排列。如：當(dāng)有n個(gè)專家時(shí)，個(gè)專家時(shí)，共有共有n個(gè)（包括重復(fù)的）答數(shù)排列：個(gè)（包括重復(fù)的）答數(shù)排列： x1x2x3.xn-1xn中位數(shù)中位數(shù)按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：專家意見的統(tǒng)計(jì)處理專家意

11、見的統(tǒng)計(jì)處理（偶數(shù)）（奇數(shù)）knxxknxxkkk221211正整數(shù)。個(gè)數(shù)據(jù)；第個(gè)數(shù)據(jù)；第中位數(shù)；kkxkxxkk11（2）等級(jí)比較答案的處理）等級(jí)比較答案的處理 當(dāng)對(duì)某些項(xiàng)目的重要性進(jìn)行排序的要求時(shí)，一般采用當(dāng)對(duì)某些項(xiàng)目的重要性進(jìn)行排序的要求時(shí)，一般采用評(píng)分法評(píng)分法對(duì)答案進(jìn)行處理。對(duì)答案進(jìn)行處理。專家意見的統(tǒng)計(jì)處理專家意見的統(tǒng)計(jì)處理 當(dāng)要求對(duì)當(dāng)要求對(duì)n項(xiàng)排序時(shí)，首先請(qǐng)各位專家對(duì)項(xiàng)目按其重要性排序，項(xiàng)排序時(shí)，首先請(qǐng)各位專家對(duì)項(xiàng)目按其重要性排序，被評(píng)為第一位的給被評(píng)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(jì)算各目標(biāo)的重要程

12、度：分，然后按下列公式計(jì)算各目標(biāo)的重要程度：專家意見的統(tǒng)計(jì)處理專家意見的統(tǒng)計(jì)處理mjiMskmjNBsnijjniiij, 2 , 1, 2 , 111位的人數(shù)。贊同將某項(xiàng)目排在數(shù)；對(duì)問題作出回答專家人位的項(xiàng)目得分；排在第要求排序的項(xiàng)目個(gè)數(shù)；個(gè)目標(biāo)的得分比重；第個(gè)目標(biāo)的總得分；第參加比較的目標(biāo)總數(shù)；iNMiBnkjkjsmiimjjjj114.2.2 時(shí)間序列預(yù)測(cè)法時(shí)間序列預(yù)測(cè)法 利用觀察、記錄到的一組按時(shí)間順序排利用觀察、記錄到的一組按時(shí)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(duì)下一時(shí)期或以后若干時(shí)期的水平進(jìn)行推從而對(duì)下一時(shí)期或以后若干時(shí)期

13、的水平進(jìn)行推測(cè)。測(cè)。時(shí)間序列預(yù)測(cè)法包括時(shí)間序列預(yù)測(cè)法包括滑動(dòng)平均法滑動(dòng)平均法, ,周期變動(dòng)分周期變動(dòng)分析法析法, ,線性趨勢(shì)分析法等。線性趨勢(shì)分析法等。 4.2.3 計(jì)量模型預(yù)測(cè)法計(jì)量模型預(yù)測(cè)法v計(jì)量模型計(jì)量模型指指預(yù)測(cè)對(duì)象預(yù)測(cè)對(duì)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(jì)量模型預(yù)測(cè)法：計(jì)量模型預(yù)測(cè)法：利用這一方程式的計(jì)利用這一方程式的計(jì)算，根據(jù)主要影響因素的變化趨勢(shì)，對(duì)算，根據(jù)主要影響因素的變化趨勢(shì)，對(duì)預(yù)測(cè)對(duì)象的未來狀況進(jìn)行推測(cè)。預(yù)測(cè)對(duì)象的未來狀況進(jìn)行推測(cè)?；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(yù)測(cè)方法。它利用數(shù)

14、理統(tǒng)計(jì)原理，出發(fā)的預(yù)測(cè)方法。它利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，在大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過尋求數(shù)據(jù)在大量統(tǒng)計(jì)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(shì)。發(fā)展趨勢(shì)。 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(jì)數(shù)據(jù)月發(fā)

15、生的工傷事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)帶入計(jì)算公式可得：帶入計(jì)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(yù)測(cè)預(yù)測(cè)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(jì)數(shù)據(jù)月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計(jì)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(jì)數(shù)據(jù)月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計(jì)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(jì)數(shù)據(jù)月發(fā)生的工傷事故統(tǒng)計(jì)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(yù)測(cè)法馬爾柯夫鏈預(yù)測(cè)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(dāng)前狀況的影響。換句話說，在給定現(xiàn)在狀當(dāng)前狀況的影響。換句話說，在給定現(xiàn)在狀態(tài)時(shí)，事物的發(fā)展與過去狀態(tài)是無關(guān)的態(tài)時(shí)，事物的發(fā)展與過去狀態(tài)是無關(guān)的。v當(dāng)事物滿足馬爾柯夫性質(zhì)，且一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變當(dāng)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(shí)，可應(yīng)用馬爾為另一種狀態(tài)的規(guī)律又可知時(shí)，可應(yīng)用馬爾柯夫鏈預(yù)測(cè)法?？路蜴滎A(yù)測(cè)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(duì)例：某單位對(duì)1250名接觸矽塵人員進(jìn)行了健康檢查，發(fā)現(xiàn)名接觸矽