基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路移动通信系统安全动态评估*

为了更有效地评估和防范铁路数字移动通信系统（GSM-R）的安全风险，针对未考虑系统不同时期系统风险状况不同、研究多局限于静态评估的不足，提出基于马尔可夫链的风险指数量化计算方法，构建基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路数字移动通信系统（GSM-R）风险评估模型。首先使用吸收马尔可夫链对通信系统风险进行定量计算，运用集对分析关联度的同一性、差异性和矛盾性动态分析通信系统安全风险的趋势，通过结合马尔可夫链计算下一阶段的关联度以获得通信系统最终安全风险评估结果，选取通信系统6个时间段数据进行分析，并进行验证。结果表明:本文评估方法能实现铁路数字移动通信系统（GSM-R）安全风险的全面动态评估，验证通信系统安全风险动态评估模型的科学性、有效性和可行性。     

基于集对分析的石化企业安全投资状况动态评价

石油化工企业的安全事故频发和职业危害严重,不仅造成重大经济损失,而且对社会造成了不良影响,不合理的安全投资是造成这种状况的主要原因之一,对企业现有安全投资状况进行评价是合理进行安全投资的前提和基础。本文针对石油化工企业安全投资评价中诸多不确定性因素和动态特征进行分析,运用集对分析和马尔可夫链理论,建立了基于集对分析石化企业安全投资状况的动态评价模型,为安全投资状况评价工作提供了一个新方法。以某石油化工企业为例,通过对该企业2006-2009年这四年安全投资状况进行动态评价分析,并预测出2010年该企业的安全投资状况。评价结果表明,将集对分析和马尔可夫链理论用于石化企业安全投资状况的动态评价与预测,起到了非常好的效果,能够为企业科学合理地作出正确决策提供理论依据。     

基于集对分析法的寒区输水工程冬季安全运行评价

为了对高寒地区输水工程冬季安全运行进行客观评价,及时掌握工程实时运行状态,以北疆某输水工程渠首段为例,建立寒区输水工程冬季安全运行评价指标体系,采用熵值法确定各指标权重,同时采用集对分析法构建冬季安全运行评价模型;随后,通过计算多元联系数和减法集对势对各级指标进行不确定分析,以确定该输水工程的安全运行等级;最后,将计算结果与采用模糊评价法得出的评价结果进行比较。结果显示:采用集对分析法计算的结果与模糊评价法完全一致,属于较安全等级,与实际情况吻合,表明基于集对分析法的安全评价模型有较好的准确性和合理性。此外,通过减法集对势的计算可以得出整个工程评价系统趋于同势,处于健康状态,发展趋势良好;而明渠的排冰设施指标风险性最大,处于病态,具有较大的脆弱性,是渠道冬季安全运行主要调控和维护的对象,需要对其进行加强防护。采用集对分析法评价可以为寒区输水工程冬季安全运行管理提供一定的科学依据和技术支持。     

联系熵在煤矿安全预评价中的应用

煤矿事故的发生具有随机性和动态性,其相应的安全预评价涉及到许多不确定因素,因此,可采用刻画确定不确定系统的集对分析(SPA)方法进行研究。根据集对分析方法及联系熵的含义,笔者对安全-事故集对进行同异反分析,指出应采取措施使系统保持同势,以趋于安全状态;并将联系熵的方法应用于煤矿安全预评价,建立煤矿安全预评价的联系熵模型,对各安全指标可计算出不同安全等级时的熵值范围,进而可得煤矿自然条件的安全等级。采用联系熵的方法进行煤矿安全预评价,计算简单,取得了较为精确、可靠的结果,为煤矿安全预评价等不确定系统的评价提供了一种新的思路。     

危险品物流系统危险性评价

阐述了建立危险品物流系统指标体系的原则,分析了危险品物流系统危险性评价指标体系与一般物流系统评价指标体系和一般危险性评价指标体系的区别.从物流系统各环节出发,根据"两类危险源"理论,选取能全面反映系统特性的指标,建立了危险品物流系统的危险性评价指标体系.采用层次分析法确定各指标的权重.将集对分析理论应用于危险品物流系统的危险性评价中,提出了危险等级的划分方法.由差异度i的不同取值,计算出联系数μ的取值范围.根据集对势可以分析出系统安全状况的发展趋势,为管理者查找事故隐患,采取预防措施指明方向.通过实例证明,该理论适合于危险性评价.为危险性评价工作提供一条新的途径,同时也为有关部门进行安全管理,制定相关标准提供理论依据.     

集对分析在锅炉汽包安全评估中的应用

为了对锅炉汽包进行安全评估,综合考虑"人-机-环境-管理"因素,从运行工况、汽包本体因素、员工素质因素和安全管理因素4个方面动态分析汽包失效影响因素,确定应力腐蚀、焊接热裂纹、应急能力和管理制度等22个评估指标,建立汽包安全评估指标体系。采用熵权法确定评估指标权重,结合集对分析理论对汽包安全等级和安全状态做出判定和预测。以昆明锅炉厂某锅炉汽包为研究对象对该评估模型进行实例应用,结果表明:集对分析理论对汽包的安全评估结果符合实际情况,适用于汽包的安全评估,为汽包安全评估工作提供一条新思路和方法。     

基于模糊数学和集对分析方法的尾矿库安全评价研究

针对尾矿库的特点建立指标体系,根据建立的指标体系,应用模糊数学的方法对尾矿库进行安全评价,确定尾矿库的安全等级.探讨了一种新的、简单并实用的集对分析的方法用于尾矿库安全状况发展趋势的预测,差异度i的取值,说明系统的同一、对立和不确定项之间的转化程度,反映出尾矿库的安全管理水平,是企业安全管理工作的"晴雨表"和"方向标".     

基于集对分析和马尔科夫链的航空维修安全动态评估

为有效解决航空维修安全评估过程中诸多不确定性问题,将集对分析(SPA)理论和马尔科夫链(MC)结合,建立航空维修安全动态评估模型。基于人-机-环系统理论,在构建评估指标体系的基础上,采用SPA理论中联系度的概念,以及同势、均势和反势的定义描述航空维修安全水平及其变化特征;运用MC模型确定的状态转移概率矩阵,预测航空维修安全动态变化趋势。以某航空兵机务大队为例,评估该单位维修安全动态变化趋势。计算结果表明,模型能有效刻画该机务大队维修安全动态变化特征,得出其安全状态等级为基本安全,总体安全水平具有减弱趋势。     

基于多层次集对分析的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价

退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系存在不足。根据库区污染物的垂向迁移过程划分3个理想层并逐层进行污染风险分析,整合常用地下水污染风险的评价方法建立评价指标体系。为降低评价系统的不确定性,在采用层次分析法确定各层指标权重的基础上,由指标层确定系统层的综合指数,将该综合指数当作观测值通过直线形测度函数确定系统层未知测度评价矩阵,由此建立了污染风险评价等级与集对分析联系数的对应关系,并进行集对势分析呈现风险态势,构建退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系。通过评价实例验证了构建的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系可行,评价结果属于中等污染风险等级,且集对势分析结果表明实际系统的污染风险态势较低。     

基于多维联系云模型的公路边坡施工安全风险评估

为有效规避山区公路边坡施工事故造成的损失，实现施工过程中风险的分级管理和有效防控，根据广西某公路边坡施工中的风险辨识和现行的边坡施工风险评估指标，建立了山区公路边坡施工安全风险评估指标体系和风险等级标准。首先，通过序关系分析法(Order Relation Analysis Method, G1法)和改进CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)法确定边坡施工风险各评估指标的主观权重和客观权重，并使用博弈论优化以得到各评价指标的最优权重。然后，利用集对分析的同异反原理改进多维云模型的云联系度，建立了基于集对分析的多维联系云模型。最后将该模型应用于广西某公路的6个施工边坡，得出各边坡施工的风险等级，同时将风险评估结果与其他5种评价方法进行对比。结果表明，基于多维联系云模型的边坡施工安全风险评估结果有效可靠，且能够有效确定边坡施工安全风险的转化态势。     

集对分析法在尾矿坝稳定性安全评价中的应用

本文运用相关性分析,将与尾矿坝稳定有关的参数和设计指标进行分类,建立了相互独立指标的尾矿坝稳定性评价指标体系,并应用集对理论建立了尾矿坝稳定性评价模型。随后通过国内尾矿库专家系统对体系各指标进行的评估,结合层次分析法,得到了各指标的权重;根据集对分析法,并将指标分成3个级别,由于归一化联系数μ的取值范围[-1,1],按照"均分原则",从而提出尾矿库运行期稳定等级的划分方法。最后,应用尾矿坝稳定性评价模型对某尾矿坝稳定性进行计算分析,实例分析表明,本文建立的尾矿坝稳定性评价指标体系和安全评价模型,可以用于评估尾矿库运行期稳定性的状况。     

基于SPA-Markov的飞行安全态势评估与预测研究

为提高航空公司飞行安全风险控制和预测水平,利用QAR数据作为支撑,结合集 对分析和马尔科夫理论建立飞行安全态势评估模型。该模型以QAR超限事件为评估指标 ,采用集对分析中的联系度来描述安全风险等级;运用马尔科夫理论确定安全状态的转 移概率矩阵,以预测飞行安全动态变化趋势。最后以某公司A320机队6个月发生频率最 高的7类超限事件对模型进行验证。结果表明:该公司2月、6月和预测月份的安全状态 为一般风险,其他月份为低风险;总体安全状态也为一般风险,并有增加趋势。     

基于灰色关联度的集对分析方法在高层建筑火灾危险性评价中的应用

为了对某钢管厂高层建筑进行火灾风险评估,基于高层建筑的防火、灭火设计要求,从防火系统、灭火系统、安全疏散和消防安全管理四个方面构建了高层建筑火灾危险性指标评价体系,并运用层次分析法确定了各火灾危险性影响因子的权重。根据集对分析的联系度模型对高层建筑进行火灾危险性评估,确定其安全等级。结合灰色关联度理论对差异度与同一度、对立度两组数据进行计算比较,选取绝对关联度大的值作为差异度系数i的值,从而可以确定各组联系度的值。根据联系度最大值所属的安全等级,确定了高层建筑的火灾危险等级为一般安全,结果与实际情况相符。     

基于五元联系数集对分析模型的绿色建筑施工安全风险评价

为了实现绿色建筑施工安全风险的动态分析与管理,以人员、管理、材料与技术、设备及环境5个方面为视角筛选出20个二级评价指标,并建立了绿色建筑施工安全风险评价指标体系;采用经粗糙集理论优化的层次分析法耦合熵值法的组合赋权法确定各评价指标权重;依据五元联系数的各阶偏联系数对评价指标进行集对势分析,基于集对分析理论的五元联系数建立绿色建筑施工安全风险评价模型,并结合长沙市某绿色建筑项目进行了实证分析.结果表明,该项目施工安全风险等级为较低,评价结果与调研结果一致.评价方法可真实反映绿色建筑施工安全风险评价过程中的随机性及不确定性,提高了绿色建筑施工安全风险评价的精度;评价模型可实现绿色建筑施工安全风险静态与动态评价的有效结合,为类似工程的施工安全风险评价提供参考.     

集对分析法在煤矿通风系统评价中的应用研究

通过分析煤矿通风系统的风险结构,建立评价指标体系;根据实际情况制定相应的检查表,建立了风险评价的层次结构模型.基于层次分析法和集对分析法,计算指标体系的权重和联系度,对煤矿通风系统进行同、异、反辩证分析,最终确定风险级别.     

大型机场滑行方案安全评估

为了查找大型机场地面管制滑行方案存在的不足,降低地面管制不安全事件的发生率,构建了针对地面管制滑行方案的安全评估模型.从跑道侵入的预防、减少滑行路线交叉、完善冲突管理措施、滑行方案复杂度、滑行道的使用原则、移交点选择的合理性等角度建立了评估指标体系.根据民航局相关文件将风险等级划分为可接受、可容忍和不可接受.由专家组对各指标权重和风险等级进行评估.引入灰色关联理论确定专家的权重,引入三角模糊数降低专家评估值的不确定性,引入集对分析理论表达各指标风险等级的不确定性,以置信度准则判断指标的风险等级.以某新建大型机场地面管制范围内的滑行方案为例,对其安全性进行了评估,结果表明,该模型的评估结果与专家组形成的共识是一致的.该模型理论充分,能客观综合多个专家的意见,用于机场地面管制滑行方案的评估结果可靠.     

基于层次分析法和SPA-马尔科夫链的煤气单元风险评估

为能更客观评估冶金企业煤气单元风险,解决冶金企业煤气单元标准化评审过程中分值介于界限值左右不能明确判定等级的情形,构建了基于层次分析法的SPA-马尔科夫链的煤气单元风险动态评估模型,根据相关标准规范构建了煤气单元风险评估指标体系,运用层次分析法赋予各评估指标合理的权重,通过SPA计算联系度反映单元风险的大小及变化趋势,运用马尔科夫链模型推算下一时段的联系度等,从而判断煤气单元下一周期的风险动向,为明确冶金企业煤气单元标准化等级提供参考方法。通过算例分析可知,构建的动态评估模型对于解决以上问题是科学、有效的。     

城市埋地燃气管道危险性SPA-Markov链评价预测模型

为对城市埋地燃气管道系统危险性进行动态评价及预测,为管理者提供更客观的、可靠的管理依据,将集对分析(SPA)理论和马尔科夫链相结合用于城市埋地燃气系统的动态评价中。针对城市埋地燃气管道系统存在不确定性和动态变化的特点,提出集状态评价和预测分析于一体的城市埋地燃气系统动态危险性评价预测方法。该方法利用SPA的多元联系数对系统的危险等级进行划分,运用马尔科夫链的遍历性,并将结果与集对势相结合,预测城市埋地燃气管道系统最终的危险水平。     

基于集对分析法的煤矿危险性评价

煤矿危险性评价包含因素较多导致评价是一个比较复杂的过程,评价方法已经成为一个关键问题。讨论了集对分析相关理论,并将集对分析引入煤矿危险性评价中,建立了煤矿危险性评价指标体系,针对不考虑煤矿评价指标权重与考虑指标权重两种情况,通过联系度与集对势综合判断煤矿危险性态势,并对某煤矿的危险性进行评价,在不考虑指标权重与考虑指标权重两种情况下均处于"一般安全"等级,但后者的安全等级程度更低,两种情况的态势均属于微同势,也说明了该煤矿存在安全隐患,需要采取相关的安全措施并加强安全管理,该方法为煤矿危险性评价提供了一条新的方法和手段。     

基于EW-SPA模型的海事码头安全评价

鉴于海事码头系统的复杂性,利用单一的集对分析理论难以对其做出准确的风险评价,因此,将熵权和集对分析理论加以组合,基于熵权和集对分析的基本理论,建立EW-SPA模型的海事码头安全评价研究方法。首先,综合分析影响码头安全的影响因素,建立包括自然环境、港口环境、交通环境3类一级指标及14项二级指标的海事码头安全评价指标体系。其次,应用专家调查法赋权与信息熵的理论确定权重,从而保证了原始信息的完整性,减少信息的流失。再次,运用集对分析原理计算集对联系度,对海事码头的安全状况进行评价和预测,从而克服了传统码头安全评价方法在处理不确定性方面的不足。最后,运用EW-SPA模型和熵权云模型对道仁矶海事码头的安全评价与预测进行比对分析,结果表明,将EW-SPA模型应用于海事码头的安全评价和预测,计算简单,评价结果较可靠。