多级模糊综合评价

Multi-HierarchyFuzzyAssessment多级模糊综合评价5.3系统安全综合评价Comprehensiveassessmentofsystemsafety层次分析法AnalyticHierarchyProcess(AHP)AHPstructuresthetargetproblemintohierarchies.Theproblemwillbeseparatedintoseveralelements.AHPassemblesdifferentelementsintodistincthierarchiestoformamulti-hierarchystructuralmodelandfinallytoturnintoamatterofrelativeweightsorrelativeadvantageorderofthelowestlevel(schemes,measures,indexesandsoon)tothetoplevel(theoverallgoal)增大通风量瓦斯预抽…煤矿生产安全通风安全通风量达到2000m3/h

瓦斯浓度低于1%风速不高于0.4m/s供电、供排水、压风、提升运输安全TopIntermediateLowest1）邀请有关方面专家组成评价小组。学术专家和管理专家的比例建议为6:4，专家数量一般为8~15人，但不得少于5人。2）设计评价指标体系，确定评价因素集U，U=(U1，U2……Un)。构造层次分析的结构模型（hierarchystructuralmodel），层次可分为三类：（1）最高层（objective目标层）：这一层次中只有一个元素，它是问题的预定目标或理想结果；（2）中间层（criterions准则层）：这一层次包括要实现目标所涉及的中间环节中需要考虑的准则。该层可由若干层次组成，因而有准则和子准则之分；（3）最底层（measures方案层）：这一层次包括为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等，因此也称为措施层或方案层。3）构造两两判断矩阵在递阶层次结构中，设上一层元素C为准则，所支配的下一层元素为u1,u2,…,un对于准则C相对重要性即权重。（1）如果u1,u2,…,un对C的重要性可定量（如可以使用货币、重量等），其权重可直接确定。（2）如果问题复杂，u1,u2,…,un对于C的重要性无法直接定量，而只能定性，那么确定权重用两两比较方法。通常按1～9比例标度对重要性程度赋值，下表中列出了1～9标度的含义。标度含义1表示两个元素相比，具有同样重要性3表示两个元素相比，前者比后者稍重要5表示两个元素相比，前者比后者明显重要7表示两个元素相比，前者比后者强烈重要9表示两个元素相比，前者比后者极端重要2，4，6，8表示上述相邻判断的中间值aij倒数若元素i与

j的重要性之比为aij，那么元素j与元素i重要性之比为1/aji表4-1标度的含义Tab.4-1Themeaningofthescale4）进行一致性检验Consistencytestofthejudgementmatrix已知n个元素u1,u2,…,un对于准则C的判断矩阵为A，求u1,u2,…,un对于准则C的相对权重（和法和根法）

写成向量形式即为

计算判断矩阵的最大特征值λmax,近似计算式：（2）一致性检验.①计算一致性指标C.I.(Consistencyindex)②查找相应的平均随机一致性指标R.I.（Randomindex）③计算性一致性比例C.R.(Consistencyratio)

当C.R.＜0.1时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的；当C.R.≥0.1时，应该对判断矩阵做适当修正。

5）计算两级指标的组合权重，进行比较。矩阵阶数12345678R.L000.520.891.121.261.361.41矩阵阶数9101112131415R.L．1.461.491.521.541.561.581.59飞机驾驶舱人为因素为中心的安全评估体系（1）构建评价体系首先提取飞行时间中各种因素，绘制驾驶舱安全层次结构图

（1）驾驶舱安全层次结构图驾驶舱安全A外部天气条件C9人与硬件B1人与软件B2人与人B3驾驶舱工作环境C10友好界面C2人与环境B4机械设计C1机组素质C4交叉合作C3正副驾能力梯度C5正副驾交流C6机组间关系C7机组合作C8根据有关专家对一级指标和二级指标的重要程度的比较，构造判断矩阵，计算各级因素相对重要度。（2）构造判断矩阵各个判断矩阵的特征向量的分量即为该层元素对上一层因素的影响权重。而C层对于A层的影响权重可以通过相应的权重组合相乘算得，即(用MATLAB计算λmax)AB1B2B3B4W0C.RB111/51/71/30.0530.071<0.1可以接受B2511/330.2959B373150.507B431/31/510.143B1C1W1C.RC1110<0.1可以接受B2C2C3C4W2C.RC211/31/20.1666666670<0.1可以接受C3313/20.5C422/310.333333333B3C5C6C7C8W3C.RC5121/21/40.1851850.046<0.1可以接受C61/211/210.148148C72211/20.271605C841210.395062B4C9C10W4C.RC9120.66660<0.1可以接受C101/210.3334

（1）驾驶舱安全层次结构图驾驶舱安全A外部天气条件C90.67人与硬件B10.053人与软件B20.296人与人B30.507驾驶舱工作环境C100.33友好界面C20.167人与环境B40.146机械设计C11机组素质C40.333交叉合作C30.5正副驾能力梯度C50.185正副驾交流C60.148机组间关系C70.2716机组合作C80.395（3）C层对A层权重的确定C层对于A层的影响权重可以通过相应的权重组合相乘算得C1权重=W01·W11=0.053*1=0.053；C2权重=W02·W21=0.2959*0.1667=0.049452；C3权重=W02·W22=0.2959*0.5=0.1479；以此类推计算出其他二级指标的权重

按权重大小排序：C8>C3>C7>C9>C4>C5>C6>C1>C2>C10（4）评价结果分析由以上排序可以看出排在前几位的为机组合作、交叉合作、机组间关系、外部天气条件、素质、正副驾驶能力梯度、正副驾驶交流，排在后面的为机器设计、友好界面和驾驶舱工作环境。由此可以看出排在前几位的人为因素占很大的比重，这也充分说明了航空中人在安全天平上的分量。FuzzymathematicsmethodFMMisacomprehensivemethodbasedonfuzzymathematics.Ittransfersqualitativeassessmenttoquantitativeassessmentbymeansofsubordinationtheory(隶属度理论)infuzzymathematics.Anoverallassessmentoftheobjectswhicharerestrainedbymanyfactorscanbeworkedoutthroughfuzzymathematicswhichischaracteristicofresultsandgoodsystemic.Soitcanbettersolvefuzzyproblemswhicharedifficulttoquantify.AssessmentelementssetAssessmentsetFuzzyassessmentmatrixWeightsetFuzzytransferSafetyevaluationindicatorsofhoistingmachinesystem矿井提升机系统安全性评价指标采用专家打分法确定矿井提升机的可靠性权重。选择多位对多绳塔式提升机较为熟悉的专家，由他们给出矿井提升机各子系统影响整机安全性的权重值，然后取其平均值，得出矿井提升机可靠性权重A1=(0.12,0.14,0.10,0.12,0.13,0.13,0.14,0.12)

选择具有5年以上工作经验的技术人员和矿井提升机操作人员各10人在给定区间内对矿井提升机各子系统的安全可靠性进行评估,然后采用模糊统计法进行统计分析,得到矿井提升机各子系统的安全可靠性隶属度B1=A1*R1=(0.666,0.318,0.016,0)提升环境的隶属度矩阵专家打分法——提升环境各因素的权重A2=(0.4，0.3，0.2，0.1)

因此，B2=A2*R2=(0.526，0.278，0.146，0.050)安全管理系统权重Weightingcoefficientofsafetymanagementsystem安全管理系统权重向量A3=(0.18,0.21,0.25,0.16,0.20)。安全管理系统隶属度MembershipdegreeofsafetymanagementsystemB3=A3R3=(0.649,0.351,0,0)

矿井提升机系统安全性总体评价结果根据上述分析可以得到矿井提升机系统安全性U的总体评价矩阵（隶属度矩阵）此时R矩阵的含义？？通过对准则层的3个指标进行综合分析，得到矿井提升机系统安全性因素的权重向量A=(0.3，0.4，0.3)

。因此，矿井提升机系统安全性的综合评价结果B=(0.6049,0.3119,0.0632,0.0200)根据最大隶属度原则可知，该矿区主井罐笼提升系统总体上安全，且在较安全范围内的隶属度达0.9168，即该矿区主井罐笼提升机系统的安全程度或风险是在可接受范围内。从评价过程来看，应加强提升机的使用环境管理，提高提升井空气质量，减少因环境问题导致的提升机性能下降情况。矿井自然条件（A1）人员素质技术水平（A2）技术与装备保障（A3）制造缺陷（A32）维修保养和使用（A33）设计缺陷（A31）安全管理水平（A4）管理体制（A41）生产过程动态（A42）信息预测（A43）提升运输系统安全运行影响因素水文地质（A15）顶底板（A14）煤的自燃（A13）瓦斯（A11）矿尘（A12）安全意识（A24）持岗