民航系统安全的多层次模糊评估方法

民航系统安全的多层次模糊评估方法（精选7篇）

篇1：民航系统安全的多层次模糊评估方法

民航系统安全的多层次模糊评估方法

摘要：为对民航系统进行安全性评估,建立了评估指标体系和评估方法.采用模糊综合评判方法计算民航系统的管理安全度和由飞行、航空保障、维护与维修3个子系统安全度组成的人-机-环境安全度,在此基础上得出系统的综合安全度.系统的`安全度被划分为5个等级,当综合安全度小于4时,表明系统并没有达到较好的安全状态.通过对评估数据的分析,可找出其中被评以很差、差或对一般的隶属度较大的因素,分析问题所在,并加以整改. 作者： 马国忠米文勇刘晓东 Author： MA GuozhongMI WenyongLIU Xiaodong 作者单位： 西南交通大学交通运输学院,四川,成都,610031 期 刊： 西南交通大学学报 ISTICEIPKU Journal： JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY 年，卷(期)： ,42(1) 分类号： V328.1 关键词： 民航系统 安全评估 指标体系 模糊综合评判 安全度 机标分类号： TH7 TP3 机标关键词： 民航系统安全多层次模糊评估方法Civil Aviation环境安全度模糊综合评判方法评估指标体系维护与维修安全性评估评估数据安全状态子系统隶属度组成计算基础航空管理飞行 基金项目： 国家自然科学基金 民航系统安全的多层次模糊评估方法[期刊论文]西南交通大学学报 --2007,42(1)马国忠米文勇刘晓东为对民航系统进行安全性评估,建立了评估指标体系和评估方法.采用模糊综合评判方法计算民航系统的管理安全度和由飞行、航空保障、维护与维修3个子系统安全度组成的人-机-环境安全度,在此基础上得出系统的综合安全度.系统...

篇2：民航系统安全的多层次模糊评估方法

一般情况下, 综合评判过程要针对影响事物的多个影响因素进行总的评价, 如果在评价过程涉及到了模糊因素, 那么就称为模糊综合评判。模糊综合评判是对评判对象多项经济技术指标的综合考虑, 能够兼顾评判对象的各种特性和影响因素, 并对各项指标进行了量化处理, 同时根据指标的不同程度分配不同的权重, 从而能够计算出一个定量的综合评判数值。

模糊综合评判的实现首先要求建立模糊集合以表示影响评价目标的多个因素, 并构成因素集U;然后根据因素能够选取的评价等级, 构成模糊评判集合V, 并求出不同因素对各评价等级归属度;最后根据评价目标中各因素的不同权重进行模糊矩阵合成, 从而得到定量的评判解。具体到矿井通风系统安全评价上来, 则首先要构建评价模型并确定指标权重, 然后根据矿井的安全状况数据, 确定合适的指标评价准则, 最后进行指标的评价。

1.1 因素集的建立

评价因素的确定要客观、全面, 因为矿井通风系统的复杂性, 因此存在大量需要考虑的评价因素, 这里我们将这些影响因素进行多层次划分。假设将指标集U分成m个因素子集U={U1, U2…Um}, 其中每个子集Ui=包含n个指标Ui= (ui1, ui2…Um) 。那么, 按照现代化的系统安全理论进行分析, 就可以将矿井通风系统安全评价体系按照图1所示进行划分。同时将一级划分后得到的4个子系统进行进一步的划分, 得到如图2所示结果 (以系统环境为例进行图示) 。

其中, 图1中确定了目标层和准则层, 图2中确定了因素层。用U表示矿井通风系统的安全性, 则U1, U2, U3, U4分别表示准则层的系统环境、设施安全、安全管理和易发事故, 即U={U1, U2, U3, U4}。而第一个因素层则为U1={u11, u12, .., U16}, 等等。

1.2 评判集的建立

评判集是根据专家对评价指标等级进行打分汇总确定的, 不同的得分映射到不同的评价等级上。评判集是评判等级的集合, 假设评判集为V={v1, v2, v3, v4, v5}, 分别代表“很安全、安全、一般、危险、很危险”五个评判等级。

1.3 权重集合的建立

权重集是根据专家们的实际经验对各个因素的相对重要程度进行分析汇总后得到的, 在实际应用中, 各个因素乘以各自的权重得到的数值才能客观全面的代表该因素真实的重要性水平。假设指标权重集为H={H1, H2, .., Hn}, 因素权重集为h={h1, h2, ..hm}, 且要求

根据矿井安全专家、事故分析以及现场通风安全人员的投票, 比较了系统环境、设施安全性、系统安全管理以及易发事故的相对重要性, 并构造了矩阵。根据矩阵求解相关特征值和特征向量, 然后将特征向量进行归一化处理, 可以得到相应的权重向量W=[0.4438, 0.2932, 0.2630]。

同理, 可以得到矿井通风系统安全性评价体系第二级影响因素的相对权重, 如表1、表2所示。

1.4 评判指标隶属度的建立

定义评判指标隶属度集合 (如表2) 为:

其中, Ri代表对第i个因素进行评价的结果, 而Rij则代表了第i个评价因素对第j个评价指标的隶属度, 该值反映了评价因素和评价指标之间的模糊关系。具体来说:

进行综合评判的过程中, 专家组成员要对每个因素都按照评价等级的要求进行评判, 并对评判结果进行汇总。

1.5 进行综合评判

经过上面的分析可以得到最终的综合评判矩阵P。

其中, 要求pÂÁÁÂ1, 否则必须对数据集进行归一化。

在对矿井通风系统安全性进行评价时, 一般采用的是一票否决式的判定方法, 也就是说, 一旦发现任一矿井通风系统安全性评价指标不合格, 都认为矿井的通风系统存在不安全的情况。但是, 如果所有评价指标都合格的话, 就需要对所有指标进行综合评价。

当评价等级为“很安全”时, 就说明该矿井通风系统的安全性达到要求, 可以不进行任何后续整改措施。当评价等级为“安全”时, 则说明该矿井通风系统属于较安全级别, 只需要对得分较低的指标进行整改处理。当评价等级为“很危险”时, 则说明该矿井的通风系统处于特别不安全状态, 不能达到安全生产的基本要求, 需要进行停产处理。

2 矿井通风系统安全性模糊评估的实例解析

某单位矿井为低瓦斯小煤矿, 相对瓦斯的涌出量为20.09m3/min, 绝对瓦斯的涌出量为89.33m3/min。矿井目前采用机械式抽出通风作业方式, 矿井为中央并列式结构, 并拥有两个进风井:主立井和副立井, 以及一个回风井。同时, 西回风井还安装有两台液压式的可调轴流式通风机, 一台正常工作时使用, 一台留作备用, 通风机的额定功率为3200kW, 转速为750r/min, 叶片的角度为40°, 排风量能够达到26920m3min, 风机的负压为2350Pa。该矿井周围采掘面的空气温度为24℃, 煤尘具有一定的爆炸危险性。

3 结论

本文中提出的多层次模糊综合评判模型能够同时对影响系统多个因素进行综合的考虑, 显著提高了安全性评估的收敛速度、准确性和多目标决策的稳定性, 从而保证了矿井通风系统安全性评价的科学性和客观性。影响矿井通风系统安全可靠性的因素还有很多, 这里我们只是针对部分情况给予了说明, 在实际的生产过程当中, 为了进一步提高评估过程的全面性和科学性, 还需要对多方面的因素进行充分的考虑。

参考文献

[1]程卫民.煤矿安全评价中评价指标安全度值的确定[J].煤炭学报第22卷第3期, 1997 (6) .

[2]沈斐敏.矿井通风系统合理性的综合评判[J].山东矿业学院学报, 1986 (2) .

篇3：民航系统安全的多层次模糊评估方法

20世纪90年代以来,信息技术飞速发展,尤其是互联网技术的普遍应用,使信息化成为各国普遍关注的最重要的领域之一。2006年中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《2006—2020年国家信息化发展战略》,提出了到2020年我国信息化发展的战略目标。同时推动了政府信息化的建设,随着电子政务所承载的信息资源的增加和开放程度的加深,逐渐地带来了不少的安全威胁和安全隐患。因此信息安全风险评估问题越来越受到人们的重视,使人们意识到寻求一种有效的解决方案来应对这些威胁和风险。

国内外信息安全风险评估研究

风险评估最早于20世纪五六十年代开始应用于欧美核电厂的安全性评估中,随后在发达国家的航天工程、化学工业、环境保护、医疗卫生、交通运输、国民经济等众多领域得到推广和应用。电子政务信息安全是经济与社会信息化的先决条件之一,是国家信息化建设的重要内容。如何保证电子政务信息安全的可靠性,国内外很多学者对信息安全问题从信息安全的不同方面和不同角度进行了研究。通过文献查阅,举例比较、分析说明几种发展比较成熟的方法的优缺点如表1所示:

表1 各种方法的比较

电子政务信息安全风险评估要素模型的改进

根据对信息安全风险评估要素模型的研究,将模型作个对比分析:国际标准ISO 13335-1 中的信息安全风险评估要素模型是个一般的信息安全风险评估要素模型,模型中简单地介绍了威胁、脆弱性、资产、安全措施、资产、影响对风险的关系;国际标准ISO 15408在ISOISO 13335-1的基础之上增加了资产的所有者因素,并将安全措施改成对策,核心讨论了资产、弱点、威胁、风险、对策之间的关系;2005年,我国国务院信息化工作办公室发布的《信息安全风险评估指南》增加了围绕资产进行的业务战略、安全事件及残余风险,并讨论了它们与资产、弱点、威胁、风险、安全需求、安全措施的关系。电子政务信息的安全不同于一般的信息安全,具有特殊性,是国家与人民关注的重点,依据ISO 13335-1、ISO 15408、《信息安全风险评估指南》对电子政务信息安全评估要素模型进行改进。改进后的评估要素关系模型,如1所示:

图1 电子政务信息安全评估要素模型的改进

电子政务信息安全风险评估指标体系的构建

电子政务信息安全风险评估目前没有一个完全统一的评估指标体系,在评估时依据评估标准进行合适的筛选,以适应评估的需要。在依据国际标准ISO/IEC 17799《信息安全风险管理细则》、NIST SP800-26《信息技术风险安全自评估指南》、NIST SP800-53《美国联邦信息系统最低安全控制准则》和我国的《信息安全风险评估指南》以及查阅相关文献,充分考虑电子政务信息安全的特殊性,并结合改进后的电子政务信息安全风险评估要素关系模型,将技术、管理、人员、软件、硬件、信息资产合理融合,建立电子政务信息安全风险评估的指标体系。

为了全面客观地评估电子政务信息安全风险,本文设计了电子政务信息安全风险评估指标体系,建立了物理环境安全(A1)(机房访问策略(A11)、物理设施(A12)、温湿度(A13)、物理监控(A14)、电源安全(A15))、网络设备安全(A2)(网线(A21)、集线器(A22)、路由器(A23)、服务器(A24)、网络接口(A25))、人员安全(A3)(人员安全管理制度(A31)、人员能力(A32)、人员安全意识(A33)、人员岗位职责(A34)、身份认证(A35)、权限管理控制(A36))、通信操作安全(A4)(防火墙控制(A41)、防病毒软件升级(A42)、介质安全(A43)、配置管理(A44)、入侵检测(A45)、网络隔离(A46)、通信加密(A47)、文档(A48)、重要信息分类(A49)、数据备份(A410))、组织安全战略(A5)(信息安全组织机构(A51)、组织安全意识(A52)、安全保障能力(A53)、预警能力(A54)、组织安全教育与培训(A55)、信息安全发展规划(A56))、系统安全(A6)(操作系统访问控制(A61)、数据库访问控制(A62)、应用系统访问控制(A63)、系统开发与维护(A64))六个维度的指标体系,较全面地反应电子政务信息安全风险评估。

指标体系的效度是评估指标对评估对象的评估程度的评估反映并反映评价目的的达成。在电子政务信息安全风险评估指标确立中,如果确立指标不能反映评估对象的特性要求,则称该指标体系不具有高的效度。效度分为内容效度和结构效度,一般评价指标效度评定使用“内容效度比”,内容效度又称表面效度或逻辑效度,它是指所设计的题项能否代表所要测量的内容或主题。内容效度评定一般通过经验判断进行,通过熟悉该领域的工作者或专家来评判,并确定所确立的指标与测量内容范畴之间关系密切程度。内容效度缩写为CVR。它的计算公式为:

(1)

式中:ne为评价主体中认为某指标能够很好表示测量对象的数量;N为评价主体总人数。

一般认为当某指标适合的评价人数超过一半时,CVR就是正值;当评价主体中认为某指标适当与不合当的人数各占一半时,CVR=0;若所有评价主体都认为某指标不适当时,则CVR=-1,反之,CVR=1。在本研究中,找到了十五位专家对评估指标进行评估,经过分析如下图所示:

图2A11-A36的CVR值

图3A41-A64 的CVR值

在研究中,取指标值大于0.4以上的,经过上面的分析显示,网线(A21),网络接口(A25)远远小于0.4,所以应该将这二个指标删除,所以电子政务信息安全风险评估的指标集为表2。

表2电子政务信息安全风险评估指标体系

基于模糊层次分析的电子政务信息安全风险评估模型

(一)基于层次分析法的电子政务信息安全风险评估模型

层次分析法是美国匹兹堡大学教授A.L.Saaty于20世纪70年代提出的一种系统分析法。1977年举行的第一届国际数学建模会议上,Saaty教授发表了《无结构决策问题的建模——层次分析理论》。AHP是一种能将定性分析与定量分析相结合的系统分析法。对于不可能建立数学模型进行定量分析,它是分析多目标、多准则的复杂大系统的有力工具,具有思路清晰、方法简便、系统性强的特点。

解决问题的思路,首先,把要解决的问题分层化,即根据问题的性质和要達到的目标,将问题分解成为不同的组成因素,按照因素之间的因素影响和隶属关系将其分层聚类组合,形成了一个递阶的、有序的层次结构模型;然后,对模型中每一层次每一因素的相对重要性,依据人们对客观现实的判断给予定量表示,再利用数学方法确定每一层次全部因素相对重要性次序的权值;最后,通过综合计算各层因素相对重要性的权值,得到最低层相对于最高层的相对重要性次序的组合权值,以此作为评价和选择方案的依据。

1、建立层次结构模型

首先将所有的因素进行分级,每一组作为一个层,按照最高层、相关的中间层和最低层的形式排列起来。最高层表示解决问题的目的,即目标层;中间层表示采用某种方法或措施来实现即定目标层所涉及的中间过程,一般又分为策略层、约束层、准则层;最低层,表示解决问题的方法或措施。

图4 递阶的层次结构模型

根据电子政务信息安全风险评估指标集,将电子政务信息安全风险评估分为三个层次:第一层次为总目标层,即电子政务信息安全风险评估(A);第二层为准则层,包括六大方面;第三层为指标层共34项。电子政务信息安全风险评估的层次结构模型如图5所示:

图5 层次结构模型

2、构造判断矩阵

判断矩阵表示针对上一层次某因素而言,本层次与之相关的各因素之间的相对重要性。假定C层中因素Ck与下一层次中因素A1,A2,......An有联系,则构造的判断矩阵如下所示:

表3判断矩阵

其中,aij是对于Ck而言,Ai对Aj的相对重要性的数值表示,通常aij 取1,2,3,...9及他们的倒数,其含义为aij=3 ,表示Ai与Aj一样重要;aij=5,表示Ai比Aj稍微重要;aij=7,表示Ai比Aj明显重要;aij=9,表示Ai比Aj绝对重要。它们之间数2,4,6,8及各数的倒数具有相应的类似意义。

采用1~9的比例标度的依据是:其一,心里学的实验表明,大多数人对不同事物在相同属性上差别的分辨能力在5~9级之间,采用1~9的标度反映了大多數人的判断能力;其二,大量的社会调查表明,1~9的比例标度已为人产所熟悉和采用;其三,科学家考察和实践表明,1~9的比例标度已完全能区分引起人感觉差别的事情的各种属性。

3、权重计算

AHP的计算根本问题就是如何计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量,可采用方根方法。

1)A的元素按行相乘;(1)

(2)

3)将方根正规化,即得特征向量W,(3)

(4)

4、一致性检验

CI为层次总排序一致性指标;RI为层次排序平均随机一致性指标;CR为层次总排序随机一致性比例。计算公式如下

(5)

RI如表所示:

表4矩阵的平均随机一致性指标

当时,认为层次总排序的计算结果具有满意的一致性。

(二)基于模糊综合评价的电子政务信息安全风险评估模型

电子政务信息安全风险的评估采用模糊数学中模糊综合评判来评估。模糊综合评判是在模糊的环境中,考虑了多种因素的影响,关于某种目的对某事物作出的综合决断或决策。

设为n种因素构成的集合,称为因素集;为m种决断所构成的集合,称为评判集。一般地,各因素对事物的影响是不一致的,故因素的权重分配可视为U上的模糊集,记为

ai表示第i个因素ui的权重,它们满足规一化条件:。

另外,m个决定也并非都是绝对的肯定和否定,因此综合后的评判也应看作为V上的模糊集,记为,其中bj反映了第j种决断在评判总体V中所占的地位。

1、确定隶属度

用隶属度分别描述各子因素相对于评判集V的隶属程度,得出单因素模糊评判矩阵

(7)

其中,表示第个一级评估指标下的第个二级指标隶属于第个评判等级的程度,为一级指标的数目,为第个一级指标下的二级指标的数目,为评判集中评语的数目,的意义及求法如下:

首先对每个被评估的子因素进行评定,然后通过统计整理的方法得到相对于子因素的若干个评语:其中包括个V1级评语,Uij2个V2级评语……,以及Uijn个Vn级评语,则子因素层指标Uij隶属于第Vk级评语的程度,即隶属度为:

(8)

则子因素层指标Uij的隶属度向量为:,由此可得。

2、综合评判

1)一级模糊综合评判——利用模糊算子确定模糊关系矩阵 ,其中,

(9)

为第个一级指标所属的二级指标的排序权重向量。

2)二级模糊综合评判——确定被评估对象的最终评估结果

若输入一个权重,则输出一个综合评判

(10)

其中,(a1,a2,...,an)为总目标下所有一级指标的排序权重向量。

3)根据最大隶属度原则,确定被评估对象所属评判等级。

,即(b1,b2,...bm)为该向量的第K个分量,则根据模糊数学的最大隶属度原则,被评估对象的评估结果属于第K等级。

电子政务信息安全风险评估涉及到多因素的综合评估问题,由于各电子政务信息安全风险因素的风险情况是由人们的主观判断确定的,而且这种评估不可避免地带有结论上的模糊性。因此,要提高电子政务信息安全风险评估的可靠度,就必须找到一种能够处理多因素、模糊性及主观判断等问题的评估方法。所以,根据层次分析法和模糊综合评价法,结合电子政务信息安全风险评估的特点,构建模糊层次评估模型,由定性分析到定量分析,实现电子政务信息安全风险评估。

(作者单位:北方民族大学 ;西安交通大学)

篇4：民航系统安全的多层次模糊评估方法

大坝是我国实现经济现代化建设发展目标的重要基础设施, 其安全监测系统应用的可靠性是提升管理控制水平的关键。而大坝安全监测系统中的监测仪器设备本身就具有一定的效应度限制, 这就导致获取的系统运行情况信息缺乏稳定性。基于此, 相关建设人员可采用大坝安全多层次模糊综合评判方法, 来评判安全监测系统设备仪器提供的工程使用效应量数据可信度。这样一来, 水利工程建设人员就能根据安全监测系统产生的信息数据, 对建设使用管理方式进行调整, 以适应其实际运行过程中发生的变化。

1 多层次模糊综合评判方法的作用原理

模糊综合评判方法的作用原理, 是通过模糊变换技术原理与评判对象的各个影响因子, 建立一个综合评判体系。这样一来, 评判对象所在系统的研究人员就能根据数学手段, 通过度量每个评判影响因子, 来得到最终的评判结果。该方法实现了数学模型与度量结构判断的结合, 使得获取的评判结果更具可靠性。而多层次模糊综合评判方法, 就是通过假设给定的有限论域来转化为模糊变换。这里指的有限论域包括:因素集、评语集、模糊子集以及评判矩阵等。对于模糊综合评判模型的建立, 就是通过计算模糊变换的合成过程, 来实现模糊算子公理化结构的判断。就目前的科研成果来说, 可供选择的多层次模糊综合评判模型包括:主因素决定型和主因素突出。这两种模型均涉及到取大取小的运算, 这就使得一些有效信息出现的流失问题。为此, 模糊变换模型建立人员应将所有评判因子集中起来, 其实现评判对象有效信息的充分利用[1]。

2 基于安全监测系统大坝安全多层次模糊综合评判方法应用

2.1 大坝安全多层次模糊综合评判结构

相关研究表明, 基于安全监测系统的大坝多层系模糊综合评判方法主要作用于两方面, 即评判系统监测仪器的运行状态和评判各层次系统的大坝建设使用安全性。具体来说, 就是通过获取大坝安全监测系统的原始数据, 并将其整理成能够充分反映大坝建设各类作用效果的实际情况。这样一来, 研究人员就能根据其安全层次的分析结构, 来得出大坝安全监测仪器设备的运行状态[2]。如图1所示, 为大坝安全多层次模糊综合评判的结构示意图。在此情况下, 水利工程施工建设管理人员就能根据安全监测仪器设备给出的使用效应量, 来判断获取数据信息的可靠性。

2.2 获取评判因子集

大坝安全多层次模糊综合评判方法作用于安全监测系统的方面有很多, 即监测仪器布置的合理性、仪器工作环境、仪器运行精度情况、测值有效测次等。评判分析人员应结合大坝工程项目建设的实际情况, 找出模糊综合评判方法的作用对象。在选取评判因子集的过程中, 研究人员可按照《混凝土坝安全监测技术规范》 (DL/T5178-2003) 中的规范要求, 将坝体、坝肩、坝基以及会对工程造成重大影响的近坝岸坡作为安全监测系统的评判对象。由于评判因子坝体或是坝基的安全监测系统是相互影响的, 因此评判因子确定人员可将近坝岸坡以及坝肩作为大坝安全多层次综合模糊评判的主要对象。

2.3 评语集建立

一方面, 大坝安全监测系统仪器应设置好作用状态的评语等级, 即很好、好、一般、不好、很不好。另一方面, 评语集的建立还要囊括大坝工程项目的安全状态评语。即根据工程建设的设计规范标准, 划分不同的大坝安全综合评价论域, 将所处的安全程度划分为五个等级, 很安全、安全、一般、不安全以及很不安全[3]。

2.4 评判矩阵

基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判矩阵, 是通过获取监测仪器的隶属度以及大坝评判因子的隶属度来进行实际作用的。对于安全监测系统仪器设备的运行状态来说, 其量化程度非常困难, 这就使得模糊综合评判人员难以获得具有准确性的隶属函数。因此, 研究人员采用了模糊权数法, 即通过给出评语或得分, 来确定监测仪器设备运行所处的安全等级。此过程, 评判人员要采用模糊评判原理, 来获取仪器设备的整体运行状态信息, 从而为仪器评判因子提供相应的权重向量。如表1所示, 为监测仪器设备运行状态的评判因子。

而大坝评判因子隶属度的获取, 则应根据次级评判矩阵提供上级评判矩阵的方式来获得五级评判因子。因此, 多层次模糊综合评判人员可通过逐层评判结果, 来获取大坝监测安全系统作用的安全程度。此过程, 能够有效消除评判过程中人员的主观思维模式的影响, 从而使得评判方法的应用更具科学合理性[4]。此评判因子隶属度获取过程: (1) 要根据大坝安全监测系统确定的评语隶属关系, 来得出各个评判因子的评语得分向量, 从而组成评判矩阵。 (2) 经过从低层因子到高层因子的评判后, 就能得出评判第一层的大坝安全评语得分的隶属度向量。 (3) 经过计算就能得到大坝安全监测系统的运行状态。

3 基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判因子的权重分析

大坝安全多层次模糊综合评判因子的权重先要确定仪器设备的评判因子, 即从仪器布置情况、仪器运行环境、仪器运行精度、仪器运行可靠性、仪器运行稳定性以及仪器有效测次, 六个消毒来验证安全监测系统仪器的整体运行情况。然后, 就可以对大坝各层评判权重进行确定, 即评判相同监测项目下采用的不同监测方法以及相应的评判因子权重求解, 来划分大坝安全监测系统的作用形式[5]。具体来说, 就是结合大坝工程项目实际运行的条件, 来计算初始权重, 从而采用监测仪器对不理想的系统作用状态进行调整。上述即为最终权重的确定过程, 其结果充分反映了安全监测系统监测仪器的运行状态。

4 结束语

总而言之, 大坝安全多层次模糊综合评判方法的应用能够通过科学技术手段, 判断出安全监测系统仪器设备及其反映出的大坝整体运行状态数据的准确与否。为此, 相关建设人员应在明确其作用原理的基础上, 将其应用于实践, 从而提高水利工程项目建设使用的目标效果。

参考文献

[1]郑付刚, 游强强.基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法[J].河海大学学报 (自然科学版) , 2011, 04:407~414.

[2]江沛华, 汪莲.基于变权的多层次模糊综合评判在大坝安全评价中的应用[J].中国农村水利水电, 2010, 04:112~114.

[3]陆晨, 李子阳, 刘成栋, 刘红坤.大坝安全预警的综合信息模糊推理[J].南水北调与水利科技, 2014, 01:122~125.

[4]殷安庆, 黄铭, 蔚清, 杨运宝.大坝基岩变形安全监测模糊综合评价权值比较[J].人民黄河, 2013, 11:107~110.

篇5：民航系统安全的多层次模糊评估方法

关键词：模糊层次评价法；隧道；地质灾害评估

隧道建设是一项及其复杂又具有危险性的大型工程，技术难度高，需要经费大，而且时间较长。因其施工地点的环境的不确定性，所以在它从事先规划到建设，再到隧道的运营，都存在极大的风险和挑战。

一、模糊层次评价法

早在1965年，美国相关学者已经提出了关于模糊集合理论的观点，其主要是为了表示事物的某种不确定性。直到上世纪八十年代后期，日本才将这一理论的技术化成果运用于实践，可以毫不夸张地说，日本给予了模糊理论及其模糊法巨大的发展前景，模糊分析技术在各项高科技和医疗交通等基础领域的应用，也逐渐在学术界得到了普遍的认同。

（一）模糊层次评价法概述。模糊层次分析法，即模糊层次综合评价法，是模糊综合评价法和层次分析法结合起来使用的评价的方式。其运用一般来说分为两个步骤，一是用层次分析法确定所研究的因素集，再使用模糊综合评判确定最终结果。这样也就决定了它的特点，是一种定性与定量，二者相结合的评价模式。这也增加了其评价结果的有效性和可靠性。

（二）模糊综合评价法。这是模糊层次评价法的组成部分之一，主要用于描述模糊界限。它解决了在评价过程中出现的、人们很难准确加以描述的一系列问题。自然语言的模糊性导致评价结果的模糊现象，因此对形成数学模型加以测量是一件极其不易的工作。它很好的将定性的评价结果转化，成为更适用于研究的定量评价，使结果清晰，系统性较强。相对于各种传统的综合评价法，其应用更为广泛，局限性小，对于产生新问题的适应性强，因此更适合现代科技的发展。

（三）层次分析法。层次分析法指的是将一个复杂的问题系统化，从而分成多个个体作为分析对象，形成多层次的结构，再通过确定的量化模式计算权数以及排序，达到优化决策的目标。它将所需元素分若干层次，是一种侧重层次权重的分析决策方式。其优势在于，系统化的分析办法，调动了各部分的功能，使其充分作用于结果，清晰明确，便于操纵。它没有过分的使用高难度数学难点，但又不失逻辑性和客观性，简单实用，便于掌握。

二、隧道地质灾害评估

首先，地质灾害评估，是地质灾害灾情评估的简称，指的是在地质灾害活动中，包括其强度与损害程度的估算工作。

以青岛胶州湾海底隧道为例，该隧道建于断层，在复杂地质条件下隧道施工的灾害预警是依托于国家项目的研究，在当时建设过程中，以参考文献及大量的调研结果为基础，在已得出的断层破碎带的成因、基本构造、开发稳定性等分析结果中，我国就采用了数值模拟的理论分析，提出了良好的隧道在断层破碎带施工应注意的灾害预报和预警方法。

三、模糊层次分析法的应用

（一）分析方法。在应用之前，掌握综合分析的方法，更有利于之后的操作。1、建立影响因素的集合：由于模糊层次综合分析法是一模糊数学为基础的，其集合的建立与数学中的也类似，就是将所需要的评估对象以及影响其的各项因素列举，形成一个因素的集合。2、建立评价对象的集合：是评价主体对于可能出现的评价结果组成的集合3、建立相对权重的集合：这项集合的确立，需要结合层次分析法以及专家观点，得出各因素在总体中相对权重，根据评价指标权重，形成影响因素的权重集，并满足某项公式。4、建立判断矩阵：一般情况下，单一元素的评判，在本质上就是确立隶属度。在专家评定和结果统计后，形成模糊函数的判断矩阵。

（二）实际应用。在我国，南部地区以及在我国西部地区，山区较多，因此隧道在交通建设当中也承担着不小的地位。在我国的安徽省岳武高速安徽段的明堂山隧道，为分离式特长隧道，全长7.53km竖井339m。该隧道建设环境地质条复杂，施工难度大，突涌水较频繁，供电困难等。在建设初期，就可以采用模糊层次分析法对洞内挖掘实施危险性程度指标进行量化分级，将隧道建设所遇情况，以及将要发生可能发生的困难与危险进行预告与预警，能够让施工队能够更加安全的经行施工，也能够更多的去避免没有必要发生的危险。避免不必要的财产损失与人员伤亡。

相关步骤如下：1、建立因素集：对隧道挖掘危险进行列举分析，组成相应集合并进行分类并列表。2、确定风险评语集：对危险项进行相应的危险等级分级，算出相应风险因素的风险值并列表。3、建立风险因素权重集：算出隧道各风险影响因素权重值并列表。4、进行模糊综合评价：（1）进行单因素评估：对隧道项目施工的地質灾害风险进行单项因素的评估。（2）建立评估模型中的模糊关系：建立相关模糊关系矩阵。（3）综合评估：对各风险项目进行综合评分。

综上，得到隧道施工地质灾害风险评估结果并列表。

通过对隧道施工中可能遇到的地质灾害风险的评估得到结论：采用规范的地质灾害风险评价指标，避免产生人为弊病，快速确定风险指标，更加具有客观性；模糊层次评价法用定量与定性相结合的方法对地质条件进行相应评价；根据风险评估结果制定应对的施工方案与综合施工地质预报方案，降低施工风险，保证施工质量与安全。

结束语：我国地质条件复杂，山区多样化，公路隧道建设与铁路隧道建设是我国交通建设所要面对的难题之一，如何有效的解决与避免相应的地质灾害与突发灾害是现今亟待解决的问题。模糊层次分析法能够给出相应的地质灾害风险评估结果，为制定或完善施工方案和确定隧道施工综合超前地质预报方法提供了有效依据，保证工程质量与施工的顺利进行。

参考文献

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[2]乔晓霞.模糊层次分析法在山区公路地质灾害危险性评价中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2014，05：63-65.

篇6：民航系统安全的多层次模糊评估方法

关键词：模糊综合评价法,高校财务系统,安全评估方法

1模糊综合评价法分析

模糊数学是模糊综合评价法的基础,其能利用模糊关系将一些边界划分不清楚、定量困难的因素定量化,能全面的从多种因素对待评价对象的隶属等级状况进行客观的、综合的评价。其具体步骤如下。

1.1确定因素集合层次

将影响被评价对象的因素集进行分组,整个指标评价体系设为U,将U中的因素分为i组,可得U=(U1,U2,U3,…,Ui),设定Ui=(Ui1,Ui2,…,Uin),其中n代表U中第i组因素中含有的单因素个数。这就能将因素集分为了不同层次,U为高层次,Ui为低层次。

1.2设置评价集合和权重系数

首先,设定评价集V=(V1,V2,…,Vm),这个评价集能适用于任何层次的任何一组评价。设定Ui中各因素相对评价集的权重系数为:Ai=(ai1,ai2, …,ain)其中ai1+ai2+…+ain=1。Ain具体数值的大小则根据Ui中每一个因素的重要程度来进行分配。 指标评价体系中的各个子因素集合相对于评价集的权重系数集设定为A=(a1,a2,…,ai),其中,a1+a2+…+ai=1。

1.3求取综合评价矩阵

成立专门的专家小组,小组内每一个专家凭借自身经验和专业知识对每一个因素进行分析评价,确定评价的对象因素具体属于哪一个级别,求出单因素评定为特定层级专家人数占总专家人数的百分比,再根据复合运算即可得评价结果。

2高校财务系统安全评估指标

良好的财务系统不仅仅体现在会计理论与会计法规方面,同时也检验着会计实务能力,高校财务系统的主要工作是对高校内外资金流的处理和科学记录,在日常工作中,财务工作易受到外界环境以及人为因素的影响,会引起系统信息丢失、泄露等问题,财务系统安全问题的重要性可见一斑。

高校财务系统安全指标的建立是其安全评估的基础,以下是对高校财务系统安全评估指标的阐述。

一级指标包括通讯安全、逻辑安全、管理安全、系统安全4个方面,本文以通讯安全一级指标和管理安全一级指标为例,来阐述高校财务系统的安全指标。

通讯安全一级指标包含以下3个方面二级指标。1加密措施: 防止非法用户进入系统,确保系统网络的安全性;2审计跟踪指标:建立审计系统,监督网络通讯安全;3访问控制技术:验证输入口令,查看网络用户的合法化。

管理安全一级指标包含以下3个方面二级指标。1人员管理制度:财务岗位工作人员互相监督和制约,会计人员的道德教育和法律教育;2组织管理制度:将财务管理纳入到高校财务管理制度中;3事故处理预案:对于突发事故、日常事故等的应对方案预设。

3基于模糊综合评价法的高校财务系统安全评估方法

3.1高校财务系统安全评估因素集的确定

影响高校财务系统安全评估的因素较多,通过本文第二点阐述的高校财务系统安全评估指标,将通讯安全、管理安全、逻辑安全和系统安全这四个因素作为高校财务系统安全评估因素集U,U=(通讯安全因素,系统安全因素,逻辑安全因素,管理安全因素。

3.2高校财务系统安全评估的评价集

高校财务管理工作有着较大的特殊性,这就使得高校财务风险管理的各个因素评估模糊,需要设置各个因素的评价集,例如可以将各个因素的评价集设定为5个等级,V=(很差,较差,一般,较好, 很好),并相应的设定得分,比如很好级别为5分,较好级别为4分, 一般级别为3分,较差级别为2分,很差级别为1分。

3.3权重系数的确定

权重系数的确定方法很多,当前高校财务系统安全评估方法中应用较多的是专家估计法,则建立一定数量的专家组成的专家组, 专家组对高校财务系统安全问题进行全面客观地评估,根据采集到的所有专家信息的分析和判断,确定权重结果。

3.4高校财务系统安全评估单因素矩阵的确定

高校财务系统安全分为硬件安全和软件安全,其影响因素既有内部因素又有外部因素,且不同方面之间都有着相互制约的作用。

选取具有一定数量成员的专家组,每位专家根据自身经验,结合专业能力对不同的评价因素进行分析判断,确定其属于评价集中的哪一个级别,这样就能得到模糊评价矩阵。

根据模糊评价矩阵对进行高校财务系统安全问题的综合评价计算和分析评价,按照加权平均法计算得分及其分值隶属度。例如若分值隶属度达到了0.887 5,则在学校以100% 计的财务系统的安全水平的基础上,高校财务系统安全水平就达到了88.75%。

4结语

篇7：民航系统安全的多层次模糊评估方法

消除桥梁安全隐患最有效的一个方法就是进行桥梁检测, 即桥梁技术状况评定。

影响桥梁技术状况评定的因素很多, 且各因素之间的关系比较模糊, 很难进行准确地描述和求解。模糊综合评价法虽能较好的处理这种不确定性问题, 但评价过程中确立的隶属度和权重, 大多采用专家经验给出的方法, 带有一定的主观性[2]。而层次分析法是将定性和定量相结合的多目标决策分析方法, 它将主观判断结果用数量形式表达出来并进行科学处理, 减少了人为因素或不确定因素的影响[3], 但对于不确定性问题难以进行很好的处理。目前学者都集中在单独使用其中的一种方法应用在桥梁检测当中[4,5], 都有一定的缺陷, 所以本文采用将层次分析法和模糊综合评价法相结合的方法———模糊层次分析法来进行分析评价, 从而使评价结果更接近于实际。

1 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价, 即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。利用模糊综合评价法进行评价时, 可以归结为如下几个步骤[6]:

1) 给出备择的对象集:X= (x1, x2, …, xt)

2) 找出因素集 (或称指标集) :U={u1, u2, …, um}。表明我们对被评判事物从哪些方面来进行评判描述。

3) 找出评语集 (或称等级集) :V={v1, v2…vn}。这实际上是对被评判事物变化区间的一个划分。

4) 确定评判矩阵:R= (rij) m×n

5) 确定权数向量:A= (a1, a2, …, am)

6) 选择适当的合成算法。常用的是两种算法:加权平均型和主因素突出型。这两种算法结果大同小异。

7) 计算评判指标。

2 层次分析法

层次分析法 (Analytical Hierarchy Process, 简称AHP) 是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次, 在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。用AHP分析问题包括3步[7]:

1) 建立问题的层次结构模型;

2) 确定各层因素的权重。将同一层的因素与上一层中某个因素两两成对比较, 采用1~9及倒数标度其重要性, 如表1, 从而构造出判断矩阵, 据此计算各层因素的权重, 并通过计算判断矩阵的一致性以检验权重是否合理;

3) 计算待选方案对最终目标的相对权重及排序, 由此进行决策。

3 模糊层次分析法

模糊层次分析法是将模糊综合评价法和层次分析法相结合使用的一种综合评价方法。该方法使用模糊数代替点值构成判断矩阵, 然后求解权重向量, 通过模糊数矩阵和向量计算得到模糊数综合权重, 最后对其排序[8]。相对于传统的层次分析法, 模糊层次分析法能够在很大程度上解决点值打分毫无弹性的问题, 并且能够比较有效地降低专家的认为偏好对打分的影响[9]。模糊层次分析法的分析步骤如下[10]:

1) 确定评价方案的指标论域;

2) 确定评价指标的权向量;

3) 建立模糊关系矩阵R;

4) 进行磨合合成和作出决策。

4 应用实例

江南中桥为G4北京-港澳高速公路耒阳至宜章段内的1座桥梁, 建成于2001年, 桥梁全长65.08m, 桥面总宽27.0m。上部结构10型式为3×16m预应力钢筋混凝土空心板, 采用40号混凝土, 下部结构型式U型桥台及柱式墩。混凝土桥面铺装, 仿毛肋式伸缩缝, 板式橡胶支座。

4.1 层次分析结构

根据《公路桥梁技术状况评定标准》 (JTG/T H21-2011) , 我们可以建立如图1所示的层次分析结构。

4.2 构造判断矩阵

为了客观、科学地建立起两两比较判断矩阵, 通过对多位专家填写咨询表, 根据专家的咨询结果, 我们可以得出各个层次所对应的判断矩阵如下:

为了计算方便, 我们把该矩阵记作A, 简写为:

同理可得其他判断矩阵为:

4.3 一致性检验和层次单排序

理论上, 层次单排序计算问题可归结为计算判断矩阵的最大特征根及其特征向量的问题。一般来说, 计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量, 并不需要追求较高的精确度, 本文采用简单计算矩阵最大特征根及其对应特征向量的方根法[6]。

1) 计算判断矩阵每一行元素的乘积

2) 计算Mi的n次方根

3) 对向量正规化 (归一化处理) , 则W=[W1, W2, …, Wn]T即为所求的特征向量。

4) 计算判断矩阵的最大特征根其中 (AW) i表示向量AW的第i个元素。

一致性指标CI为:

CI表示判断矩阵偏离一致性的程度, CI值越小 (接近于0) , 表明判断矩阵的一致性越好。当阶数大于2时, 判断矩阵的一致性指标CI与同阶平均随机一致性指标RI (表2) 之比成为随机一致性比率, 记为CR。当时, 即认为判断矩阵具有满意的一致性, 否则就要调整判断矩阵, 使之具有满意的一致性。

利用这种方法, 我们可以求得各层次单排序及一致性检验结果, 具体如下。

对于判断矩阵A来说, 其计算结果为:

对于判断矩阵B1来说, 其计算结果为:

对于判断矩阵B2来说, 其计算结果为:

对于判断矩阵B3来说, 其计算结果为:

4.4 层次总排序

沿层次结构由上而下逐层计算, 就可以计算出最低层因素相对于最高层的排序值, 即层次总排序。如表3。层次总排序要进行一致性检验, 也是从上到下逐层进行的。但在实际操作中, 这一步常常可以省略。因为层次单排序通过一致性检验, 层次总排序的一致性检验用上面的公式计算加权平均时, 不会有太大偏离。

计算结果表明, 上部承重结构、桥墩和上部一般构件是影响桥梁总体技术状况的前三个因素。

4.5 模糊综合评判因素集

影响桥梁技术状况的因素, 已经由之前的层次分析法所归纳出来, 设因素集的集合为U, 故因素集为:

U={上部承重结构, 支座, 上部一般构件, 墩台基础, 桥墩, 翼墙、耳墙、护坡, 桥面铺装, 伸缩缝, 人行道及护栏, 照明标志}

4.6 模糊评价集

根据《公路桥梁技术状况评定标准》 (JTG/T H21-2011) , 桥梁主要部件技术状况评定标度分为1类、2类、3类、4类、5类[11]。1类为全新状态, 功能完好;2类功能良好, 局部缺损或污染;3类有中等缺损;4类有严重缺损;5类为最差, 已经不能达到安全通行的要求。

因此, 可将评价集最终评价目标的安全性等级划分为5类, 设评价集的集合为V, 则评价集为:

V={1类, 2类, 3类, 4类, 5类}

4.7 模糊评判矩阵

单独从上述各个因素出发, 按照每个因素评价指标为1类、2类、3类、4类、5类共5个等级, 根据桥梁的现场观测结果, 对桥梁进行评判, 得到评判矩阵为:

4.8 模糊综合评价

由表3可知, 各个影响因素的权数可确定如下:

于是, 评判模型为:B=A×R= (0.178, 0.153, 0.669, 0, 0)

根据最大隶属度原则, 评定该桥为3类桥的等级, 与实际情况相符。

5 结论

桥梁总体技术状况评定过程比较复杂, 需要考虑多种因素, 而且在现场检测打分的过程中 (分值为0~100) 会有随机性, 根据蝴蝶效应原理, 细微的分值差异就可能造成桥梁等级的变化。

本文将层次分析法和模糊综合评价法相结合, 分析出桥梁总体技术状况的主要影响因素为上部承重结构、桥墩和上部一般构件, 然后用模糊判断矩阵的0和1来代替100分制的打分系统, 降低了得分的随机性。之后对江南中桥进行了技术状况评定, 评定结果为3类桥的等级, 与实际情况相符, 说明该方法具有很高的实际应用价值, 能够为桥梁的维修、加固和检测等方面提供重要参考。

可是本文还存在着一些不足之处, 如层次分析的判断矩阵采用的是专家评估, 所以存在主观性, 不够客观。希望后续的研究能够解决这方面的问题。

摘要：桥梁总体技术状况评定过程比较复杂, 现场检测的过程中 (分值为0100) 细微的分值差异就可能造成桥梁等级的变化。文章采用模糊层次分析法分析出桥梁总体技术状况的主要影响因素为上部承重结构、桥墩和上部一般构件;用模糊判断矩阵的0和1来代替100分制的打分系统, 降低了得分的随机性;并通过实例进行了实际运用。

关键词：模糊层次分析法,安全隐患,桥梁检测

参考文献

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