区域自然灾害综合风险模糊随机评价方法

从自然灾害危险性、社会经济易损性和区域设防等多种角度建立了区域自然灾害综合风险评价指标体系。针对典型自然灾害综合风险评价影响因素具有随机性、模糊性和数据资料不精确等多种不确定性,利用蒙特卡洛方法模拟三角模糊数,把三角模糊数及其函数之间的运算简化为普通的实数之间的运算,从而建立区域自然灾害综合风险模糊随机评价模型。研究表明,在评价结果一致的前提下以置信区间形式表示的综合风险评价结果比其他常规方法,提供的信息更加丰富,充分反映了受多种不确定性因素综合影响的区域自然灾害综合风险评价的客观实际情况,研究结果可为区域防御自然灾害与提升综合抗灾能力提供决策依据。     

贫数据条件下海底电缆故障概率评估方法*

为解决贫数据引起海底电缆失效概率评估的不确定性影响,实施有效的海底电缆故障风险管理,提出1种耦合模糊集理论、层次贝叶斯分析（HBA）和贝叶斯网络的海底电缆失效概率评估方法,识别海底电缆失效致因因素,梳理各因素之间的关联关系,并采用贝叶斯网络(BN)构建海底电缆失效模型;根据数据源特点将电缆失效因素分为数据完全缺失和具有稀少的先兆数据,采用模糊集理论(FST)计算完全没有可用数据的失效致因发生概率,通过HBA估计有稀少数据失效致因的发生概率;以失效致因发生概率为输入,通过贝叶斯网络实现海底电缆失效概率的动态评估。研究结果表明:FST-HBA-BN方法可以解决基本风险因素的数据稀缺问题,量化评估海底电缆失效概率,研究结果可为贫数据条件下的电缆失效风险管理提供支撑。     

油气储运设施事故风险指数模糊逻辑评估方法

油气储运设施风险是其事故发生概率和事故后果的综合度量,而事故概率和后果的定量评估结果往往是具有不确定性的数据,以确定性风险评估准则为基础的传统风险矩阵法和风险值法显然难以评估油气储运设施风险。为此提出开展油气储运设施事故风险的模糊逻辑推理法,首先,对风险矩阵的概率语言等级和损失语言等级的边界进行定量划分;然后,建立油气储运设施风险矩阵模糊集和模糊逻辑推理规则;最后,通过风险模糊推理运算和模糊风险解模糊化以确定油气储运设施的风险水平。实例应用与分析表明,利用推荐方法可得到较为详尽的风险数据信息,不但风险指数更加清晰,而且其所属风险等级类别也更加明确,评估结果能更好地指导油气储运设施的风险管理。     

Uncertainty aspects in process safety analysis

Uncertainties of input data as well as of simulation models used in process safety analysis (PSA) are key issues in the application of risk analysis results. Mostly, it is connected with an incomplete and uncertain identification of representative accident scenario (RAS) and other vague and ambiguous information required for the assessment of particular elements of risk, especially for determination of frequency as well as severity of the consequences of RAS. The authors discuss and present the sources and types of uncertainties encountered in PSA and also methods to deal with them. There are different approaches to improve such analysis including sensitivity analysis, expert method, statistics and fuzzy logic. Statistical approach uses probability distribution of the input data and fuzzy logic approach uses fuzzy sets. This paper undertakes the fuzzy approach and presents a proposal for fuzzy risk assessment. It consists of a combination of traditional part, where methods within the process hazard analysis (PHA) are used, and “fuzzy part”, applied quantitatively, where fuzzy logic system (FLS) is involved. It concerns frequency, severity of the consequences of RAS and risk evaluation. In addition, a new element called risk correction index (RCI) is introduced to take into account uncertainty concerned with the identification of RAS. The preliminary tests confirmed that the final results on risk index are more precisely and realistically determined.     

基于模糊随机可靠性的边坡稳定性评价

影响边坡稳定性的因素中包含有很多的不确定性,这些不确定因素既具有随机性也具有模糊性。基于模糊分析理论,建立了模糊随机可靠性分析模型,提出了边坡模糊随机可靠性分析的点估计法,并运用该方法对一露天矿边坡稳定的的可靠性进行分析,通过对影响边坡稳定的各个力学参数进行模糊处理,然后应用统计矩点估计方法估计边坡的安全系数均值和可靠度,得出边坡的失稳概率。这种方法由于考虑到了各个力学参数的模糊性,比较符合客观实际,因而更具有实际指导意义。     

基于模糊贝叶斯网络的煤气化职业健康风险分析

针对煤气化行业职业健康风险影响因素不确定及模糊的特点,建立了职业健康风险计算模型。该模型将模糊数学与贝叶斯网络相耦合,模拟事件概率,找出导致风险的主要因素。通过分析煤气化行业中存在的多种风险因素,应用问卷调查法和模糊集理论模拟了根节点的发生概率,得出职业健康风险概率的预测值;应用贝叶斯网络反向推理的功能计算根节点后验概率并排序,确定了薄弱环节。该模型不仅能解决概率缺失情况下的风险量化推算问题,定量进行职业健康风险评估,还可以实现关键因素的识别,并能有针对性地提出改进措施,为职业健康风险预防提供决策依据。     

基于云模型的海上交通系统风险蒙特卡罗仿真

为扩展海上交通系统(MTS)风险的数据样本,更好地开展海上交通系统风险评估研究,有必要研究系统风险仿真中的模型与算法问题。在讨论不确定性信息中随机性和模糊性的基础上,引入云模型来取代概率分布参数下的蒙特卡罗仿真模型。经对无确定度的原始云特征参数求解,获得海上交通系统风险的还原云滴,有效增加海上交通系统风险数据样本,进而分析出风险数值仿真下的海上交通系统风险特征。通过有效性检验,云模型下仿真的变异系数比基于对数正态分布下仿真的结果更稳定。云模型下的仿真结果更准确地逼近原始样本的特性。风险的模糊性和随机性信息量化问题得到解决。     

基于人机工程的物流运输三参数风险评估模型

为了有效分析物流运输的风险状况,针对传统风险评估技术的不足,构建了一种以风险发生概率、风险后果和风险重要度为技术参数的物流运输风险三参数评估模型。首先,依据安全人机工程原理系统分析物流运输过程风险的影响因素,并建立物流运输风险评价指标体系。然后考虑风险因素的随机性和模糊性,提出了一种基于三角模糊数和模糊层次分析耦合的参数确定方法。最后,通过一个算例分析说明构建模型的有效性。结果表明,所提出方法用于物流运输风险定量分析优于传统风险评估技术。     

考虑洪涝灾害风险的城市应急避难场所选址研究*

为解决洪涝灾害下城市应急避难场所选址优化问题,将洪涝灾害风险评估与选址模型相结合。首先,运用灰色模糊综合评价法对洪涝灾害风险进行评价,得到洪涝灾害风险综合指数。然后,将综合指数归一化处理后作为权重引入疏散距离最小化和覆盖人口最大化的目标函数,结合最小化避难所数量,以最大服务范围、容量作为约束,构建引入洪涝灾害综合风险权重的多目标应急避难场所选址优化模型,并采用遗传算法对模型进行求解。最后,以武汉市作为实证研究对象验证模型的科学性和有效性。研究结果表明:在考虑洪涝灾害风险的情况下,应急避难场所选址方案可在接近最优解的情况下达到最优。研究结果可为城市防洪应急避难场所布局优化提供参考。     

Uncertainty representation and propagation in quantified risk assessment using fuzzy sets

It is generally acknowledged that there are substantial uncertainties present in any analysis of risk. This paper provides a brief overview of the current techniques used for uncertainty analyses, and highlights their inappropriateness for practical use in the complete risk assessment process. The concept of fuzzy sets as a means for quantifying uncertainty is introduced and a case study demonstrates the application of this method to a simple consequence analysis where parameter uncertainty is considered. The results of this fuzzy analysis are compared with those of a more traditional probabilistic approach using a Monte Carlo simulation. This comparison demonstrates that the novel approach of fuzzy sets is a more appropriate technique due to its non-statistical nature and that the amount of computation required is substantially reduced compared to the traditional probabilistic approach. The versatility of fuzzy set theory suggests that this approach could also be used to quantify other types of uncertainty present in the risk assessment process, including model uncertainty and expert opinion.     

基于AHP-模糊数学法洪涝灾害风险评估

以常州市主城区为例,根据地理位置、气象环境以及人口经济等统计情况,采用AHP法对常州市洪涝灾害风险进行指标分层,将致灾因子、孕育环境、承灾体、防灾减灾能力作为一级指标,下辖历史灾情等12个二级指标以及26个三级指标,并采用模糊数学法对评价集合进行归一标准化处理,得出常州市洪涝灾害现处于低风险状态。同时,对风险主因进行了分析,为常州市洪涝灾害风险管控、灾害救援提供参考。     

自然灾害风险评估指标体系及方法研究

提出一种基于灾害致灾因子、承灾体暴露性、脆弱性以及社区应急能力4方面因素的城市灾害(地震)风险评估体系。利用模糊隶属度函数和AHP法给出了一种可行的区域自然灾害风险评估方法。结果表明:基于给出的风险度量化公式、评估指标体系和评估方法,可以对城市灾害风险进行定量评估。模糊隶属度函数消除了量纲的影响使指标间具有可比性。AHP法可有效用于确定指标权重。基于风险度计算公式的灾害风险度综合评估指数,使城市自然灾害风险评估工作更具客观性。     

基于AHP-熵权法的城市燃气管道风险评价

为全面、客观地评价城市燃气管道风险,提出1种基于AHP-熵权法的城市燃气管道风险评价模型.该模型基于风险评价理论,结合管道失效可能性与后果严重性,构建包含105个评价底因素的城市燃气管道风险评价指标体系.针对城市燃气管道风险因素的复杂性和模糊性,引入模糊数学思想和方法,结合AHP和熵权法确定评价指标的综合权重,再运用模...     

基于未确知测度理论的公路隧道水害危险性评价

基于未确知测度理论,建立公路隧道水害危险性评价模型。从内因和外因的视角分析,同时将内因分为水害来源、通道、水量三个部分,采取隧道区降水量、地表水文情况、隧道区渗透系数、构造断裂带类型、围岩分级、岩土分类、单位涌水量、隧道区平均气温、隧道区植被覆盖率、隧道区地下水腐蚀性(酸性)、防排水措施情况、隧道施工分级、安全管理情况等共13项指标作为为确知测度模型的判别指标;根据相应的实测数据构建未确知测度函数,同时利用信息熵理论获得各判别指标的权重,依据置信度识别准则进行等级判定,最后得出公路隧道水害危险性评价结果。运用该方法对国内6条典型公路隧道的水害危险性进行评价,评价结果与公路隧道实际情况相吻合。因此,这种新方法能够应用到公路隧道水害的危险性评价中,并能解决公路隧道危险性评价的诸多因素不确定性问题,对其进行合理有效的评价。     

改进模糊Petri网在空管安全风险评估中的应用

科学、有效的空管安全风险评估是进行安全风险管理的重要环节,是保证航空事业健康发展的必要前提。遵循计划(P)—实施(I)—检查(C)—处理(A)的程序,建立了具有针对性的空管安全风险评价体系。在评估过程中采用模糊Petri网方法,同时针对其节点过多和变迁权值主观性强的缺点,引入风险等级阀值和层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),运用逆向搜索的方法简约复杂的模糊Petri网,在保证能够找出威胁安全的主要因素和准确评估空管系统安全状态的前提下,简化后续计算和推理过程,快速得到评价结果,实例验证该方法有效、可行。     

基于ANP和模糊证据理论的应答器系统风险评估方法研究

针对应答器系统风险评估过程中存在较大模糊性和主观性的问题,提出了基于网络分析法(ANP)和模糊证据理论的风险评估模型。首先,识别评估对象的风险因素,建立相应的ANP评价模型,采用专家均值置信法改进传统ANP,确定风险因素权重;然后利用模糊数学理论确定专家评语基本信度分配(BPA)函数,并运用折扣系数法修正证据理论,合成专家意见得到各风险因素的BPA函数;最后通过加权平均函数实现风险综合评判,依据最大隶属度原则确定风险等级。利用该评估模型对应答器系统功能失效进行了风险评估,验证了模型的可行性和有效性。     

Methodology for computer aided fuzzy fault tree analysis

Probabilistic risk assessment (PRA) is a comprehensive, structured and logical analysis method aimed at identifying and assessing risks of complex process systems. PRA uses fault tree analysis (FTA) as a tool to identify basic causes leading to an undesired event, to represent logical dependency of these basic causes in leading to the event, and finally to calculate the probability of occurrence of this event.To conduct a quantitative fault tree analysis, one needs a fault tree along with failure data of the basic events (components). Sometimes it is difficult to have an exact estimation of the failure rate of individual components or the probability of occurrence of undesired events due to a lack of sufficient data. Further, due to imprecision in basic failure data, the overall result may be questionable. To avoid such conditions, a fuzzy approach may be used with the FTA technique. This reduces the ambiguity and imprecision arising out of subjectivity of the data.This paper presents a methodology for a fuzzy based computer-aided fault tree analysis tool. The methodology is developed using a systematic approach of fault tree development, minimal cut sets determination and probability analysis. Further, it uses static and dynamic structuring and modeling, fuzzy based probability analysis and sensitivity analysis.This paper also illustrates with a case study the use of a fuzzy weighted index and cutsets importance measure in sensitivity analysis (for system probabilistic risk analysis) and design modification.     

基于数据场和云模型的洪水灾害风险等级评估

根据灾害风险系统的定义以及洪水灾害的特点,用灾情损失与地形危险性的综合作用描述洪水灾害风险。针对研究单元风险的内在联系和等级概念的模糊性、随机性,提出基于数据场和云模型的洪水灾害风险等级评估方法,以期为洪水灾害风险管理提供科学依据。以苏州市和上海市(崇明县除外)为例,首先用数据场对灾情数据进行扩散;再用云模型对地形进行等级划分;最后对两者进行耦合得到该地区的洪水灾害风险等级划分。结果表明:苏州市中心偏北区域和上海市中心区域综合风险等级最高,并向四周呈递减趋势;总体上中部风险等级最高,北部次之,南部最低。     

基于集对分析理论的洪水灾情综合评估方法

洪水灾情的评价工作对洪水灾害的分类管理具有重要的指导意义。为了提高洪水灾情评估的准确性,应用集对分析理论和方法,以受灾面积、受灾人口数、破坏房屋面积和经济损失作为评价因子,建立了灾情评估的集对分析模型,提出了基于集对分析理论的洪水灾情综合评估方法。集对分析是在一定的问题背景下,对集对中2个集合的确定性与不确定性以及确定性与不确定性的相互作用所进行的一种系统和数学分析,采用集对分析理论的洪水灾情综合评估方法得出的评价结果同灰色关联法、灰色聚类法、灰色模糊综合法、PCNN网络模型的评价结果进行了比较,表明其用于洪水灾情综合评价具有科学性和有效性。     

基于三角模糊理论的尾矿库风险评价研究

根据尾矿库的特点和我国现行的尾矿库安全生产监督管理法律法规及标准规范的要求,构建了尾矿库风险评价指标体系。综合考虑评价指标对风险发生可能性及后果严重程度的不同影响来确定指标权重,同时考虑到权重确定和指标赋值中的模糊性和不确定性等问题,选用三角模糊理论建立了尾矿库风险评价模型,并以本溪某尾矿库为例进行说明。理论分析和实例计算表明,该方法对尾矿库风险评价有很好的适用性。