安全系統(tǒng)工程學(xué) 課件 6.2網(wǎng)絡(luò)視頻-安全系統(tǒng)工程-綜合評價2

安全系統(tǒng)工程目錄緒論1事故致因理論2系統(tǒng)安全分析3系統(tǒng)安全評價4系統(tǒng)安全預(yù)測5系統(tǒng)安全決策67實務(wù)-安全評價6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)層次分析法的分析步驟、優(yōu)缺點和局限性層次分析方法改進(jìn)方法關(guān)鍵知識點引導(dǎo)語安全評價中如何模擬人的決策思維？如何考慮多因素的綜合作用？重點回顧Delphi法(專家咨詢法)、相對比較法、連環(huán)比率法。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)(AnalyticHierarchyProcess，AHP)是美國匹茲堡大學(xué)教授薩蒂(T.L.Saaty)于20世紀(jì)70年代提出的一種系統(tǒng)分析方法。創(chuàng)造和發(fā)展了一種綜合定性和定量分析、模擬人的決策思維過程、解決多因素復(fù)雜系統(tǒng)特別是難以用定量描述的系統(tǒng)的分析方法。層次分析法(AHP)假定我們已知n只西瓜的重量總和為1，每只西瓜的重量分別為W1，W2，…，Wn。把這些西瓜兩兩比較(相除)，很容易得到表示n只西瓜相對重量關(guān)系的比較矩陣(以后稱之為判斷矩陣)：層次分析法的基本原理6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)顯然aii=1，aij=1/aji，aij=aik/ajk；i,j,k=1,2,…,n,故稱A為互反矩陣，且:即n是A的一個特征根，每只西瓜的重量是A對應(yīng)于特征根n的特征向量的各個分量。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)提出一個相反的問題，如果事先不知道每只西瓜的重量，也沒有衡器去稱量，我們?nèi)缒茉O(shè)法得到判斷矩陣(比較每兩只西瓜的重量是最容易的)，能否導(dǎo)出西瓜的相對重量呢?顯然是可以的，在判斷矩陣具有完全一致性的條件下，可以通過解特征值問題:

AW=λmaxW求出正規(guī)化特征向量(即假設(shè)西瓜總重量為1)，從而得到n只西瓜的相對重量。同樣，對于復(fù)雜的社會公共管理問題，通過建立層次分析結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造出判斷矩陣，利用特征值方法即可確定各種方案和措施的重要性排序權(quán)值，以供決策者參考。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)把要解決的問題分層系列化。即根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的目標(biāo)，將問題分解為不同的組成因素，按照因素之間的相互影響和隸屬關(guān)系將其分層聚類組合，形成一個遞階的、有序的層次結(jié)構(gòu)模型。對模型中每一層次因素的相對重要性，依據(jù)人們對客觀現(xiàn)實的判斷給予定量表示，再利用數(shù)學(xué)方法確定每一層次全部因素相對重要性次序的權(quán)值。通過綜合計算各層因素相對重要性的權(quán)值，得到最低層(指標(biāo)層)相對于最高層(總目標(biāo))的相對重要性次序的組合權(quán)值，以此作為評價的依據(jù)。應(yīng)用AHP的思路：目標(biāo)A準(zhǔn)則C1準(zhǔn)則C2準(zhǔn)則C3方案P1方案P2方案P3方案P4目標(biāo)層A準(zhǔn)則層C方案層P最高層表示解決問題的目的，即應(yīng)用AHP所要達(dá)到的目標(biāo)；中間層表示采用某種措施和政策來實現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)，一般又分為策略層、約束層、準(zhǔn)則層等；最低層表示解決問題的措施或政策(即方案)。遞階的層次結(jié)構(gòu)模型圖運用AHP進(jìn)行系統(tǒng)分析，首先要將所包含的因素分組，每一組作為一個層次，按照最高層、若干有關(guān)的中間層和最低層的形式排列起來。建立層次結(jié)構(gòu)模型6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)AHP的分析步驟：6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)構(gòu)造判斷矩陣表示針對上一層次與之有關(guān)的指標(biāo)，本層次各有關(guān)指標(biāo)相對重要性的判斷。本層次的各有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較后，來建立判斷矩陣，判斷矩陣具有下述性質(zhì)：分析步驟：aij—指標(biāo)Ai與Aj相對于其上一層指標(biāo)重要性的比例標(biāo)度，一般采用1~9比例標(biāo)度對重要性程度賦值。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)標(biāo)度含義1表示兩個指標(biāo)相比，具有同等重要性3表示兩個指標(biāo)相比，前者比后者稍微重要5表示兩個指標(biāo)相比，前者比后者明顯重要7表示兩個指標(biāo)相比，前者比后者強烈重要9表示兩個指標(biāo)相比，前者比后者極端重要2，4，6，8表示相鄰判斷的中間值倒數(shù)是上述判斷的相反情況6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)計算單一準(zhǔn)則下指標(biāo)的相對權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗設(shè)判斷矩陣A的最大特征根為λmax，其相應(yīng)的特征向量為W，解判斷矩陣A的特征根問題；所得的W經(jīng)歸一化后即為同一層次相應(yīng)指標(biāo)對于上一層相關(guān)指標(biāo)相對重要性的權(quán)重向量。(其中，

是最大不相容程度標(biāo)量)W反映了帶有偏差的相對重要性，度量由于與A不相容所造成的

與A的誤差。若矩陣是完全相容的，則有=n;當(dāng)稍有不相容時，則有>n。這樣就可以用(-n)作為度量相容偏離性的指標(biāo)。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)定義判斷矩陣A的一致性比率CR(ConsistencyRatio)：為最大特征值即最大不相容程度；n為判斷矩陣A的維數(shù)。RI(RandomIndex)為隨機構(gòu)造的正互反矩陣的平均一致性指標(biāo)。其中，CI(ConsistencyIndex)為矩陣的相容指標(biāo)，其計算公式為：n12345678910RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.451.49若，認(rèn)為判斷矩陣A有相容性、具有滿意的一致性，而據(jù)此計算的權(quán)重集W也可以接受，否則調(diào)整判斷矩陣。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)層次總排序計算同一層次所有因素對于最高層(總目標(biāo))相對重要性的排序權(quán)值，稱為層次總排序。由最高層到最低層逐層進(jìn)行的，若上一層次A包含m個因素A1，A2，…，Am，其層次總排序的權(quán)值分別為a1，a2，…，am；A層次的下一層次包含n個因素Cl，C2，…，Cn，對于A層次的評價因素A，的單排序的權(quán)值分別為c1，c2，…，cn,(若元素Cj與Ai沒有聯(lián)系，則取cij=0)，此時C層次的元素總排序的權(quán)值集M為：式中：6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)層次分析法存在的問題層次分析法存在的問題和改進(jìn)層次結(jié)構(gòu)的構(gòu)造問題比較尺度的設(shè)定問題兩兩比較的必要性問題結(jié)果的合理性問題6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)層次結(jié)構(gòu)的構(gòu)造問題層次分析法所討論的所有層次結(jié)構(gòu)模型有兩個基本假設(shè)條件：層次內(nèi)部因素之間不存在相互影響或支配作用，或者可以忽略;層次之間存在自上而下、逐層傳遞的支配關(guān)系，沒有反饋作用或?qū)娱g的循環(huán)影響。在實際工作中，是具有較復(fù)雜結(jié)構(gòu)關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)：層次內(nèi)部因素之間存在相互影響；下層反過來對上層有支配作用，形成循環(huán)，從而無法區(qū)分上下層；既在層次內(nèi)部之間存在相互影響，又在層次之間存在反饋作用。用層次分析法研究這些更復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)，需要引入超矩量、極限絕對權(quán)向量等概念，并建立相應(yīng)的算法。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)Saaty提出用1~9的比較尺度，即：因素兩兩相比的取值范圍是1~9及其互反數(shù)1，1/2，1/3，…，1/9。比較尺度的設(shè)定問題按照層次分析法的要求，必須給出判斷矩陣，每個判斷矩陣需要做n(n-1)/2次比較，若為了得到n個元素的排序，只要按一定的規(guī)則，就可以了。那么進(jìn)行n(n-1)/2次兩兩比較是否必要呢？此外，也有學(xué)者從簡略層次分析法的運算量出發(fā)，主張只構(gòu)造(或下三角)判斷矩陣即可，那么這樣做是否合理呢？兩兩比較的必要性問題6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)在實際工作中，認(rèn)為：判斷矩陣的一致性不好肯定是無法得到合理的結(jié)果矩陣質(zhì)量的前提，但是判斷矩陣一致性好并不意味著結(jié)果就致性檢驗標(biāo)準(zhǔn)僅能說明標(biāo)度者(通常為專家)邏輯思路清晰結(jié)果的合理性不僅要考慮邏輯思路是否清晰，還要注意就是不必請有關(guān)問題的專家，只要能夠保證判斷矩陣一致性的，這顯然是不合理的，甚至是荒謬的。結(jié)果的合理性問題6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)層次分析法的優(yōu)點系統(tǒng)性：層次分析把研究對象作為一個系統(tǒng)，按照斷、綜合思維方式進(jìn)行決策，是成為繼機理分析、起來的系統(tǒng)分析的一種重要工具。實用性：層次分析把定性和定量方法結(jié)合起來，能處理優(yōu)化技術(shù)無從著手的實際問題，應(yīng)用范圍很廣。簡潔性：具有中等文化程度的人即可了解層次分析的它的基本步驟，計算也非常簡便，所得結(jié)果簡單明確了解和掌握。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)層次分析法的缺點和局限性：與一般的評價方法相比，評價因素過多(超過9個)，標(biāo)度的工作量太大，容易引起評價專家的反感和判斷混亂；層次分析法的比較、判斷直到結(jié)果的運算都相對簡單，因此其不適于精度要求很高的問題；人的主觀因素的作用很大，這就使得決策結(jié)果可能難以為眾人(包括有關(guān)專家)所接受。對于既有定性指標(biāo)也有定量指標(biāo)的問題(這類問題更加普遍)討論和研究的不夠，具有局限性。對于己有備選方案的決策來說，層次分析法只能從現(xiàn)有的方案中選擇優(yōu)秀的方案，但是不能生成新的方案。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)一致性的基本概念：在層次分析法中通過同一準(zhǔn)則下進(jìn)行兩兩比較判斷而建立的判斷矩陣的一致性是很重要的概念。這個概念包括兩個方面的內(nèi)容：次序一致性和絕對一致性。次序一致性是指：若因素A比因素B重要，而因素B比因素C重要，則因素A應(yīng)比因素C重要。絕對一致性是指：若因素A比因素B重要3倍，因素B比因素C重要3倍，則因素A應(yīng)比因素C重要9倍。6.系統(tǒng)綜合安全評價技術(shù)針對不一致性判斷矩陣的