第五章安全决策课件.ppt

1、2023-1-18第五章安全决策第五章安全决策第五章安全决策第五章安全决策本章的基本要求：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第五章安全决策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,以对事物发展规以对事物发展规律及主客观条件的认识为依据律及主客观条件的认识为依据,寻求并实现某种

2、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、一般和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、方案优狭义的三种解释。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人们按照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,它只包括准备和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定选择两个阶段的活动。狭义的决策就是作决定,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的决策是人们行动的先导

3、。决策学是为决策提供科学的理论和方法理论和方法,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;是自然科学是自然科学与社会科学并涉及人类思维的新兴交叉学科。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第五章安全决策5.1 5.1 概概 述述(续续1)1)决策的分类方法很多。根据决策系统的约束性与随决策的分类方法很多。根据决策系统的约束性与随机性原理机性原理,可分为确定型决策和非确定型决策。可分为确定型决策和非确定型决策。确定型决策确定型决策:在一种已知的完全确定的自然状态下在一种已知的完全确定的自然状态下,选择满足目标要求的最优方案。选择满足目标要求的最优方案。确

4、定型决策问题一般应具备四个条件确定型决策问题一般应具备四个条件:存在着决策存在着决策者希望达到的一个明确目标者希望达到的一个明确目标(收益大或损失小收益大或损失小););只存只存在一个确定的自然状态在一个确定的自然状态;存在着决策者可选择的两个存在着决策者可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;不同的决策方案在确定的状态不同的决策方案在确定的状态下的益损值可以计算。下的益损值可以计算。非确定型决策非确定型决策:当决策问题有两种以上自然状态当决策问题有两种以上自然状态,哪哪种可能发生是不确定的种可能发生是不确定的,在此情况下的决策称为非确定型在此情况下的决策称为非确定型决策。决策。

5、安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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

6、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第五章安全决策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

7、现某个 (些些 )准则而制定、分准则而制定、分析、评价、选择行动方案析、评价、选择行动方案 ,并组织实施的全部并组织实施的全部活动活动 ;也是提出、分析和解决问题的全部过程。也是提出、分析和解决问题的全部过程。主要包括主要包括 5 5 个阶段个阶段,如图如图 5-1 5-1 所示。所示。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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第五章安全决策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

8、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、生成信息和加工成智能的工作是接受任务、输入信息、生成信息和加工成智能信息信息,从而产生决策。从而产生决策。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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

9、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。所示。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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第五章安全决策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。为此要将不便于量化、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,并可以

10、并可以直接或间接地用备选方案本身的属性直接或间接地用备选方案本身的属性(性能、参数性能、参数)来表来表征的层次为止。在层次结构中征的层次为止。在层次结构中,下层的准则比上层的准则下层的准则比上层的准则更加明确具体并便于比较、判断和测算更加明确具体并便于比较、判断和测算,它们可作为达到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证上层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,亦可能相互矛盾亦可能相互矛盾,但要但要与总准则相协调与总准则相协调,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第五章安全决策5.2

11、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。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

12、性与准则间的关系。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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，它是决策变量，它是决策(评价评价)的客的客观对象。在自然系统中，决策变量集常以表征系统主要观对象。在自然系统中，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，由它们可以组合出无特征的一组性能、参数形式出现，由它们可以组合出无限多个备选方案，方案是连续型，其范围由一组约束条限多个备选方案，方案是连续型，其范围由一组约束条件所限制。而在实际件所限制。而在实际(社会社会)系统中，例如

13、安全系统系统中，例如安全系统,因因变量之间，变量与属性之间的结构过于复杂，有许多是变量之间，变量与属性之间的结构过于复杂，有许多是半结构化甚至非结半结构化甚至非结 构化形式构化形式,尚难以给予形式化的表述尚难以给予形式化的表述,所以决策变量常以有限个离散的备选方案的形式出所以决策变量常以有限个离散的备选方案的形式出 现。现。决策变量的这两种类型决策变量的这两种类型(连续、离散连续、离散),),导致了两类不同的导致了两类不同的决策方法决策方法,有人称前者为多目标决策，称后者为多属性决有人称前者为多目标决策，称后者为多属性决策，二者又统称为多准则决策。策，二者又统称为多准则决策。安全系统工程安全系

14、统工程第五章安全决策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两大类。由于决策是面向未来发生事件所作的抉择择,所以决策的环境条件都带有不确定性所以决策的环境条件都带有不确定性,只是在只是在很多情况下很多情况下 ,正常环境出现的概正常环境出现的概 率很大率很大,非正常非正常条件发生的可能性很小条件发生的可能性很小(即近似认为是小概率事即近似认为是小概率事件件),),而认为环境条件是确定的。在非确定性中而认为环境条件是确

15、定的。在非确定性中,又又分因果关系不确定的随机型和排中律不确定的模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糊型。发展初期的经典决策,就是在随机环境下进就是在随机环境下进行的单准则优选行的单准则优选,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第五章安全决策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

16、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第五章安全决策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)

17、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,方案集是不完方案集是不完全有序的全有序的 ,准则之间往往存在矛盾性准则之间往往存在矛盾性,不可公不可公度性度性(各准则的量纲不同各准则的量纲不同),),所以所以,各个准则均最各个准则均最优的方案一般是不存在的。因而优的方案一般是不存在的。因而,只能在满意只能在满意规则下寻求决策者满意的方案。在系统优化中规则下寻求决策者满意的方案。在系统优化中,用用“满意解满意解”替替“最优解最优解”,就会使复杂问题就会使复杂问题大大简化。决策者的满意性一般通过所谓大大简化。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

18、表述来表述,它是多准则决策它是多准则决策不可缺少的重要组成部分。不可缺少的重要组成部分。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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。不同的是序和步骤进行。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,确定各个步骤的具体内容。确定各个步骤的具体内容。(1)(1)确定目标确定目标 决策过程首先需要明确目标决策过程首先需要明确目标,也就是要明确需要解也就是要明确需要

19、解决的问题。对安全而言决的问题。对安全而言 ,从大安全观出发从大安全观出发,安全决策所安全决策所涉及的主要问题就是保证人们的生产安全涉及的主要问题就是保证人们的生产安全,生活安全和生活安全和生存安全。但是这样的目标所涉及的范围和内容太大了生存安全。但是这样的目标所涉及的范围和内容太大了,以至于无法操作以至于无法操作,应进一步界定、分解和量化。应进一步界定、分解和量化。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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12)12)(2)(2)确定决策方案确定决策方案 在目标确定之后在目标确定之后,决定人员应依据科学的决策理论决定人员应依据科学

20、的决策理论,对对要求达到的目标进行调查研究要求达到的目标进行调查研究 ,进行详细的技术设计、进行详细的技术设计、预测分析预测分析,拟出几个可供选择的方案。拟出几个可供选择的方案。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策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13)13)(3)(3)潜在问题或后果分析潜在问题或后果分析 对安全问题对安全问题,考虑其决策方案后果考虑其决策方案后果,应特别注意如下应特别注意如下一些潜在问题一些潜在问题:人身安全方面人身安全方面:应特别注意有无生命危险应特别注意有无生命危险,有无造有无造成工伤的危险成工伤的危险,有无职业病和后遗症的危险。有无职

21、业病和后遗症的危险。人的精神和思想方面人的精神和思想方面:是否会造成人的道德、思想是否会造成人的道德、思想观念的变化观念的变化,是否会造成人的兴趣爱好和娱乐方式的变化是否会造成人的兴趣爱好和娱乐方式的变化,是否会造成人的情绪和感情方面的变化是否会造成人的情绪和感情方面的变化,是否会加重人是否会加重人的疲劳的疲劳,带来精神紧张带来精神紧张,影响个人导致不安全感或束缚感影响个人导致不安全感或束缚感的产生等。的产生等。人的行为方面人的行为方面 :能否造成人的生活规律、生活方能否造成人的生活规律、生活方式变化式变化 ,以及生活时间的划分等。以及生活时间的划分等。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5

22、.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14)14)(4)(4)实施与反馈实施与反馈 决策方案在实施过程中应注意制定实施规划决策方案在实施过程中应注意制定实施规划,落实落实实施机构、人员职责实施机构、人员职责,并及时检查与反馈实施情况并及时检查与反馈实施情况,使决使决策方案在实施过程中趋于完善并达到预期效果。策方案在实施过程中趋于完善并达到预期效果。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化1.1.量化等级与范围量化等级与范围 在某个属性上对若干个不同物体进行辨别时在某个属性上对若干个不同物体进行辨别时,普通人普通人能够正确区别属

23、性等级在能够正确区别属性等级在 5 5 级至级至 9 9 级之间。所以级之间。所以,我我们推荐定性属性量化等级取们推荐定性属性量化等级取5 5级至级至9 9级级,可能时尽量用可能时尽量用9 9个个等级。量化等级见下表等级。量化等级见下表安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化(续续1)1)2.2.量化方法量化方法 通过决策者通过决策者(专家专家)定性分析定性分析,分等级量化的结果分等级量化的结果,由于客观事物的复杂性、多样性和主观认识的局限性由于客观事物的复杂性、多样性和主观认识的局限性,所以往往具有不确定性、模糊性和随机性所以往往具有不确定性、模糊性

24、和随机性 ,可以采用集可以采用集值统计原理广集专家意见值统计原理广集专家意见 ,改善定性属性量化的有效改善定性属性量化的有效性。性。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化(续续2)2)3.3.属性函数属性函数F(X)F(X)规范化规范化 (1)(1)多属性决策多属性决策 在多属性决策问题在多属性决策问题(MADPMP)(MADPMP)的各属性函数的各属性函数j(x)j(x)(j=1,2,.,m)(j=1,2,.,m)之间，普遍存在下述之间，普遍存在下述3 3个方面的问题。个方面的问题。无公度性。即各无公度性。即各j(x)j(x)的量刚不同，不便于相互

25、的量刚不同，不便于相互比较和综合运算。比较和综合运算。变化范围不同。不便于比较综合运算。变化范围不同。不便于比较综合运算。对抗性。凡得益性属性，通常希望愈大愈优；对抗性。凡得益性属性，通常希望愈大愈优；凡损耗性属性，一般希望愈小愈优先。凡损耗性属性，一般希望愈小愈优先。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化(续续3)3)(2)(2)规范化处理算法规范化处理算法 常用的规范化处理算法较多，在选用时需注意量化标常用的规范化处理算法较多，在选用时需注意量化标度（序、区间和饿比列标度），允许进行变换的形式，度（序、区间和饿比列标度），允许进行变换的形式，以免

26、规范化后影响决策的质量。以免规范化后影响决策的质量。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化(续续4)4)4.4.权重及其量化方法权重及其量化方法 权重是表征子准则或因素对总准则或总目标影响或作权重是表征子准则或因素对总准则或总目标影响或作用大小的量化值。用大小的量化值。(1)(1)重要性权重要性权 对于子准则对于子准则(因素因素)的相对地位、作用的相对地位、作用,以及政策以及政策导向导向,激励等决策者的期望性因素激励等决策者的期望性因素,常用定性定量相结合常用定性定量相结合的方法的方法,根据专家或决策者的相对重要性信息进行量化。根据专家或决策者的相对

27、重要性信息进行量化。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化(续续5)5)(2)(2)信息量权重信息量权重2 2 由于各准则值所包含的信息量不同由于各准则值所包含的信息量不同 ,它们对被评价它们对被评价方案方案(决策方案决策方案)的作用也就不同。考虑信息量不同产生的作用也就不同。考虑信息量不同产生的影响的量化值称为信息量权重。的影响的量化值称为信息量权重。另外另外 ,当某些准则值在各被评价方案之间差异较大当某些准则值在各被评价方案之间差异较大时时,其分辨能力较强其分辨能力较强,包含的信息量就多包含的信息量就多,它们在综合评它们在综合评价、最终决策中的作

28、用就大价、最终决策中的作用就大,其信息权重系数也较大。其信息权重系数也较大。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化(续续6)6)(3)(3)独立性权重系数独立性权重系数3 3 虽然在理想准则体系中虽然在理想准则体系中,要求准则具有无冗余性要求准则具有无冗余性,在多属性决策方案中在多属性决策方案中,希望属性之间具有独立性希望属性之间具有独立性 ,但由但由于安全系统的高度复杂性于安全系统的高度复杂性,准则体系中各准则之间难免准则体系中各准则之间难免有部分重复信息存在有部分重复信息存在,使它们在综合评价或决策过程中使它们在综合评价或决策过程中过多地发挥了作

29、用过多地发挥了作用,为此为此 ,提出用独立性权重来抵前提出用独立性权重来抵前 “过多过多”的影响。的影响。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.3 5.3 定性属性的量化定性属性的量化(续续7)7)(4)(4)组合组合 (综合综合 )权重权重 根据根据MADMP MADMP 的实际需要和可能的实际需要和可能,可以从上述可以从上述3 3 个方个方面的权重中选用面的权重中选用,当用两种以上的权重时当用两种以上的权重时,就存在一个就存在一个如何组合的问题如何组合的问题,常用的有两种算法求取组合常用的有两种算法求取组合(综合综合)权权重重。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全

30、决策方法安全决策方法1.1.确定性多属性决策方法确定性多属性决策方法 (1)(1)优势法优势法 该方法的操作过程是该方法的操作过程是 ,从备选方案集从备选方案集 R R 中中 :R=R=x1,x2,x3,x4x1,x2,x3,x4 任取两个方案任取两个方案,(,(记为记为X1 X1 和和X2),X2),若决策者若决策者(或决或决策分析者策分析者)认为认为(或决策矩阵或决策矩阵A A已知已知)X1)X1 劣于劣于X2,X2,则剔去则剔去X1,X1,保留保留X2;X2;若无法区分两者的优劣时若无法区分两者的优劣时,皆保留。将留下的非劣方案与皆保留。将留下的非劣方案与 R R 中的第三个方案中的第三

31、个方案X3X3作比较作比较,如果它劣于如果它劣于X3,X3,则剔去前者则剔去前者 ,如此如此进行下去进行下去 ,经经 n-1 n-1 步后便确定了非劣解集步后便确定了非劣解集R R*pa pa。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续1)1)(2)连接法(满意法)该方法要求决策者对表征方案的每个属性提供一个可接受的最低值,称为切除值(cut-off values)。只有当一个方案的每个属性值均不低于对应的切除值时,该方案才能保留。即方案x被接受,即:式中 j0j 个属性的切除值。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决

32、策方法(续续2)2)(3)(3)分离法分离法该方法用来筛选方案时仍要对每个属性设定切除值该方法用来筛选方案时仍要对每个属性设定切除值 ,但但和连接法不同的是和连接法不同的是 ,并不要求并不要求 每个属性值都超过这每个属性值都超过这个值个值 ,只要求方案中至少有一个属性值超过切除值只要求方案中至少有一个属性值超过切除值就被保留。按此原就被保留。按此原 则方案则方案 z,z,即满足即满足 :安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续3)3)2.2.评分法评分法 评分法就是根据预先规定的评分标准对各方案所能达评分法就是根据预先规定的评分标准对各方案所能达到的

33、指标进行定量计算比较到的指标进行定量计算比较 ,从而达到对各个方案排序从而达到对各个方案排序的目的。它包括的目的。它包括5 5个方面个方面:(1)(1)评分标准评分标准 (2)(2)评分方法评分方法 (3)(3)评价指标体系评价指标体系 (4)(4)加权系数加权系数 (5)(5)计算总分计算总分 安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续4)4)3.3.决策树法决策树法 决策树法是风险决策的基本方法之一。决策决策树法是风险决策的基本方法之一。决策 树分析树分析方法又称概率分析决策方法。决策树法与方法又称概率分析决策方法。决策树法与 事故树分析一事故树分

34、析一样是一种演绎性方法样是一种演绎性方法 ,即是一种有序的概率图解法。即是一种有序的概率图解法。(1)(1)决策树形决策树形 安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续5)5)(2)(2)决策步骤决策步骤 决策步骤决策步骤 :根据决策问题绘制决策树根据决策问题绘制决策树;计算概率分计算概率分支的概率值和相应的结果节点的收益值支的概率值和相应的结果节点的收益值;计算各概率点计算各概率点的收益期望值的收益期望值;确定最优方案。确定最优方案。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续6)6)(3)(3)应用举例应用举

35、例 某厂因生产需要某厂因生产需要 ,考虑是否自行研制一个新的安全考虑是否自行研制一个新的安全装置。首先装置。首先 ,决定这个研制项目是否需要评审。如果评决定这个研制项目是否需要评审。如果评审审 ,则需要评审费则需要评审费 5000 5000 元元 ,不评审不评审 ,则可省去这则可省去这笔评审费用。是否进笔评审费用。是否进 行评审行评审 ,这一事件的决策者完全这一事件的决策者完全可以决定可以决定 ,这是一个主观抉择环节。如果决定评审这是一个主观抉择环节。如果决定评审 ,评审评审 通过概率为通过概率为 0.8,0.8,不通过的概率为不通过的概率为 0.2,0.2,这种不这种不能由决策者自身抉择的环

36、节称为客观随机抉能由决策者自身抉择的环节称为客观随机抉 择环节。接择环节。接下来是采取下来是采取“本厂独立完成本厂独立完成”形式还是由吵卡厂协形式还是由吵卡厂协作作完成完成“形式来研制这一安形式来研制这一安 全装置全装置 ,这也是主观环节。这也是主观环节。每种研制形式都有失败的可能每种研制形式都有失败的可能 ,如果研制成功如果研制成功 (无论无论那一种形那一种形 式式 ),),能有能有 6 6 万元收益万元收益 ;若采用若采用“本厂独本厂独立完成立完成“形式形式 ,则研制费为则研制费为 2.5 2.5 万元万元 ,成功概率为成功概率为0.7,0.7,失败概率为失败概率为 0.3;0.3;若采用

37、若采用 外厂协作外厂协作 形式形式 (包括先评审包括先评审 ),),则支付研制费用为则支付研制费用为 4 4 万元万元 ,成功概率成功概率为为 0.99,0.99,失败概率为失败概率为 0.01 0.01。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续7)7)解解:首先画出决策树首先画出决策树 ,如图如图 5-4 5-4 所示。所示。根据上述数据计算各结点的收益根据上述数据计算各结点的收益(收益收益 =效益效益-费用费用)按照期望值公式计算期望值按照期望值公式计算期望值 独立研制成功的期望值独立研制成功的期望值 :E(V0)=0.7E(V0)=0.730+

38、0.330+0.3(-30)=12(-30)=12 协作研制成功的期望值协作研制成功的期望值 :E(V7)=0.99E(V7)=0.9915+0.0115+0.01(-45)=14.4(-45)=14.4 根据期望值决策准则根据期望值决策准则 ,若决策目标是收益最大若决策目标是收益最大 ,则则采用期望值最大的行为方案采用期望值最大的行为方案;如果决策目标是使损失最如果决策目标是使损失最小小,则选定期望值最小的方案。本例选用期望值最大者则选定期望值最小的方案。本例选用期望值最大者,即选用协作完成式。即选用协作完成式。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(

39、续续8)8)4.4.技术经济评价法技术经济评价法 (1)(1)技术评价技术评价 技术评价步骤如下。技术评价步骤如下。确定评价的技术项目和评价指标集。确定评价的技术项目和评价指标集。明确各技术指标的重要程度明确各技术指标的重要程度.分别对各个技术指标评分。分别对各个技术指标评分。进行技术指标总评价。进行技术指标总评价。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续9)9)(2)(2)经济评价经济评价 经济评价的步骤如下经济评价的步骤如下:按成本分析的方法按成本分析的方法 ,求出各方案的制造费用求出各方案的制造费用Ci Ci。确定该方案的理想制造费用。确定该方

40、案的理想制造费用。确定经济价确定经济价。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续10)10)(3)(3)技术经济综合评价技术经济综合评价可以用计算法和图法进行技术、经济综合评价。可以用计算法和图法进行技术、经济综合评价。相对价相对价 W W 法。法。均值法均值法 W=0.5(Wt+Ww)(5-25)W=0.5(Wt+Ww)(5-25)双曲线法双曲线法 相对价相对价 W W 值越大值越大,方案的技术经济综合性能越好方案的技术经济综合性能越好 ,一般应取一般应取 W0.65W0.65。当。当 Wt,Ww Wt,Ww 两项中有一项数值较小两项中有一项数值较

41、小时时,用双曲线法能使用双曲线法能使 W W 值明显变小值明显变小,更便于对方案的更便于对方案的抉择。抉择。优度图法。优度图法。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.4 5.4 安全决策方法安全决策方法(续续)5.5.稀有事件的风险估计稀有事件的风险估计 当决策者要在多种抉择方案中做决策时当决策者要在多种抉择方案中做决策时,可能会遇可能会遇到某种稀少事件是否值得考虑到某种稀少事件是否值得考虑,或者在用智力激励法或者在用智力激励法进行风险辨别时进行风险辨别时,稀少事件如何估计的问题。稀少事件如何估计的问题。在稀少事件中有在稀少事件中有 2 2 种不同的风险估计种不同的风险估计:一类是称一类是

42、称外围外围“零零 -元穷大元穷大”的风险的风险,指的是那些发生的可能指的是那些发生的可能性很小性很小(几乎为零几乎为零)而后果却十分严重而后果却十分严重(几乎是无穷大几乎是无穷大)的事故，另一类是发生概率很小的事故，另一类是发生概率很小,后果不像前一类那后果不像前一类那么严重么严重,但涉及的面或人数却很多但涉及的面或人数却很多,并且易被一些偶并且易被一些偶然因素、另外的风险、与它们的作用相同或相反的其然因素、另外的风险、与它们的作用相同或相反的其他因素所掩盖的事。他因素所掩盖的事。前一类情况主要涉及明显事故的估计与价格前一类情况主要涉及明显事故的估计与价格,后后一类情况则主要是对潜在危险进行测

43、量和估计。一类情况则主要是对潜在危险进行测量和估计。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.55.5模糊决策模糊决策-评价评价 1.1.建立因素集建立因素集 因素集是指以所决策因素集是指以所决策 (评价评价)系统中影响评判的各种系统中影响评判的各种因素为元素所组成的集合因素为元素所组成的集合,通常用通常用U U表示表示,即即 :U=:U=u1,u2,umu1,u2,um 各元素各元素ui(i=1,2,m)ui(i=1,2,m)即代表各影响因素。这些即代表各影响因素。这些因素通常都具有不同程度的模糊性。因素通常都具有不同程度的模糊性。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.55.5模糊决策模

44、糊决策-评价评价(续续)2.2.建立权重集建立权重集 一般说来一般说来,因素集因素集U U中的各因素对安全系统的影响程中的各因素对安全系统的影响程度是不一样的。为了反映各因素的重要程度度是不一样的。为了反映各因素的重要程度,对各个因对各个因素应赋予一相应的权数素应赋予一相应的权数QiQi。由各权数所组成的集合。由各权数所组成的集合 :A=1,2,m (5-32)A=1,2,m (5-32)A A 称为因素权重集称为因素权重集,简称权重集。简称权重集。各权数比应满足归一性和非负性条件各权数比应满足归一性和非负性条件 :它们可视为各因素对它们可视为各因素对“重要重要”的隶属度。因此的隶属度。因此,

45、权权重重集是因素集上的模糊子集。集是因素集上的模糊子集。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.55.5模糊决策模糊决策-评价评价(续续)3.3.建立评判集建立评判集 评判集是评判者对评判对象可能作出的各种总的评评判集是评判者对评判对象可能作出的各种总的评判结果所组成的集合。通常用判结果所组成的集合。通常用 V V 表示表示 ,即即 :V=(1,2,n)V=(1,2,n)各元素各元素ii即代表各种可能的总评判结果。模糊综合即代表各种可能的总评判结果。模糊综合评判的目的评判的目的,就是在综合考虑所有影响因素基础上就是在综合考虑所有影响因素基础上,从从评判集中得出一最佳的评判结果。评判集中得出一

46、最佳的评判结果。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.55.5模糊决策模糊决策-评价评价(续续)4.4.单因素模糊评判单因素模糊评判 单独从一个因素进行评判单独从一个因素进行评判,以确定评判对象对评判以确定评判对象对评判集元素的隶属度集元素的隶属度,称为单因素模糊评判。称为单因素模糊评判。设对因素集设对因素集U U中第中第 i i 个因素个因素 ui ui 进行评判进行评判,对评判对评判集集 V V 中第中第 j j 个元素个元素jj的隶属度为的隶属度为rij,rij,则按第则按第 i i 个因个因素灿的评判结果素灿的评判结果 ,可得模糊集合可得模糊集合:Ri=Ri=（ri1ri1，ri2

47、ri2，rinrin）同理同理 ,可得到相应于每个因素的单因素评判集如下可得到相应于每个因素的单因素评判集如下:R1=R1=（r11r11，r12r12，r1nr1n）R2=R2=（r21r21，r22r22，r2nr2n）Rm=Rm=（rm1rm1，rm2rm2，rmnrmn）将各单因素评判集的隶属度行组成矩阵将各单因素评判集的隶属度行组成矩阵 ,又称为评又称为评判判 (决策决策)矩阵。矩阵。安全系统工程安全系统工程第五章安全决策5.55.5模糊决策模糊决策-评价评价(续续4)4)5.5.模糊综合决策模糊综合决策 单因素模糊评判单因素模糊评判,仅反映了一个因素对评判对象的影仅反映了一个因素对评判对象的影响。要综合考虑所有因素的影响响。要综合考虑所有因素的影响 ,得出正确的评判结果得出正确的评判结果,这就是模糊综合决策。这就是模糊综合决策。如果已给出决策矩阵如果已给出决策矩阵R,R,再考虑各因素的重要程度再考虑各因素的重要程度,即给定隶属函数或权重集即给定隶属函数或权重集 A,A,则模糊综合决策模型为则模糊综合决策模型为 :B=AR (5-35)B=AR (5-35)评判集评判集 V V 上的模糊子集上的模糊子集 ,表示系统评判集诸因素的表示系统评判集诸因素的相对重要程度。相对重要程度。安全系统工程安全系统工程2023-1-18第五章安全决策