基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，包括：制定多個評價指標(biāo)生成評價指標(biāo)域；制定多個評價等級生成評價等級域，每一個評價等級對應(yīng)一個等級模糊子集；分別計算危險源對所述等級模糊子集的隸屬度，構(gòu)建隸屬度矩陣；計算所述評價指標(biāo)的權(quán)重向量；合成危險源的模糊綜合評價結(jié)果向量；計算風(fēng)險評價值；計算風(fēng)險值，根據(jù)風(fēng)險矩陣及所述風(fēng)險值判斷危險源的風(fēng)險情況。采用本發(fā)明，通過模糊矩陣以及層次分析法在風(fēng)險評價中的應(yīng)用，對風(fēng)險評價過程中出現(xiàn)的各種不確定因素、指標(biāo)進(jìn)行分析；設(shè)置一級指標(biāo)及二級指標(biāo)，從多方面進(jìn)行考量，分析更為全面，并形成可能性、嚴(yán)重性的危險值；風(fēng)險區(qū)域圖的曲線化，保證危險源的風(fēng)險情況穩(wěn)定。
【專利說明】基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航空管理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在空中交通管理中，影響風(fēng)險的因素通常是不確定的。在風(fēng)險評價過程中，有很多 影響因素的性質(zhì)和活動無法用數(shù)字來定量的描述，結(jié)果無法用單一的準(zhǔn)則來判斷，因此多 采用模糊數(shù)學(xué)方法來進(jìn)行處理。
[0003] 美國學(xué)者L.A.Zadeth于1965年首次提出模糊集合的概念，對模糊行為和活動建 立模型。模糊數(shù)學(xué)從二值邏輯的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)移到連續(xù)邏輯上來，把絕對的"是"與"非"變?yōu)?更為靈活的東西，以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法去處理模糊現(xiàn)象。
[0004] 此外，層次分析法（AnalyticHierarchyProcess簡稱ΑΗΡ)也是常用的手段，它 是20世紀(jì)80年代由美國運(yùn)籌學(xué)教授Τ.L.Satty提出的一種簡便、靈活而又實用的多準(zhǔn)則 決策方法，它根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的目標(biāo)將問題分解為不同的組成因素，并按照因素 間的相互關(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將其按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結(jié)構(gòu)模 型，然后按層分析，最終獲得最低層因素對于最高層（總目標(biāo)）的重要性權(quán)值。
[0005] 目前，在空中交通管理中，常用的預(yù)測方法主要有：
[0006] 專家預(yù)測法，是指由多個專家組成專家組進(jìn)行風(fēng)險預(yù)測的一種方法，又稱為"專家 調(diào)查法"。可分為兩種方式：（1)組織有關(guān)專家進(jìn)行調(diào)查研究，然后通過座談會的方式討論 得出預(yù)測的結(jié)論；（2)特爾斐法，運(yùn)用這種方法時，由協(xié)調(diào)者以函件形式，向有關(guān)專家發(fā)出 問題表，要求專家對問題表所列出的問題作明確回答，收獲的答卷經(jīng)協(xié)調(diào)者歸納整理和分 析后，再將結(jié)果以函件的形式發(fā)送給專家。但是，專家意見未必能反映客觀現(xiàn)實，而且各專 家的責(zé)任較為分散，估計的權(quán)數(shù)不宜確定，因此，一般僅適用于總額的預(yù)測，而用于區(qū)域、顧 客群、產(chǎn)品大類時可靠性差。
[0007] LEC風(fēng)險評價法，全稱作業(yè)危險性分析法，是一種危險定量計算方法。依據(jù)危險源 辨識記錄，定量計算每一種危險源所帶來的風(fēng)險，確定出做大風(fēng)險，列出清單下發(fā)，有計劃 的控制風(fēng)險。采用的計算方法：D=LXEXC，其中：D為風(fēng)險值，L為發(fā)生事故的可能性大 小，E為暴露于危險環(huán)境的頻繁程度，C為發(fā)生事故產(chǎn)生的后果。但是，LEC風(fēng)險評價法，在 對危險等級的劃分，一定程度上是憑借經(jīng)驗判斷，應(yīng)用時有其局限性，而且它是一種作業(yè)的 局部評價，因此不能普遍適用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估 方法，通過模糊矩陣以及層次分析法在風(fēng)險評價中的應(yīng)用，對風(fēng)險評價過程中出現(xiàn)的各種 不確定因素、指標(biāo)進(jìn)行分析。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估 方法，包括：由評價危險源的專家組制定多個評價指標(biāo)生成評價指標(biāo)域；由評價危險源的 專家組制定多個評價等級生成評價等級域，每一個評價等級對應(yīng)一個等級模糊子集；根據(jù) 所述評價指標(biāo)，分別計算危險源對所述等級模糊子集的隸屬度，構(gòu)建隸屬度矩陣；引用層次 分析法計算所述評價指標(biāo)的權(quán)重向量；根據(jù)所述隸屬度矩陣及權(quán)重向量合成危險源的模糊 綜合評價結(jié)果向量；根據(jù)所述權(quán)重向量及模糊綜合評價結(jié)果向量計算風(fēng)險評價值；根據(jù)所 述風(fēng)險評價值計算風(fēng)險值，根據(jù)風(fēng)險矩陣及所述風(fēng)險值判斷危險源的風(fēng)險情況。
[0010] 作為上述方案的改進(jìn)，所述評價指標(biāo)由一級指標(biāo)構(gòu)成，所述一級指標(biāo)包括人、機(jī)、 環(huán)、管；所述一級指標(biāo)由二級指標(biāo)構(gòu)成；所述人包括外籍機(jī)組影響、管制員工作狀態(tài)、班組 資源管理；所述機(jī)包括機(jī)載設(shè)備狀態(tài)、管制自動化系統(tǒng)狀態(tài)、雷達(dá)終端狀態(tài)；所述環(huán)包括空 中天氣情況、軍艦活動情況、工作場所的清潔度；所述管包括管制學(xué)員的在崗培訓(xùn)、風(fēng)險管 理的有效性、管制運(yùn)行操作程序。
[0011] 作為上述方案的改進(jìn)，所述評價等級包括可能性評價等級、嚴(yán)重性評價等級；所述 可能性評價等級包括極不可能、極少可能、可能、相當(dāng)可能、完全可能；所述嚴(yán)重性評價等級 包括可忽略、輕微的、嚴(yán)重的、危險的、災(zāi)難的。
[0012] 作為上述方案的改進(jìn)，所述引用層次分析法計算評價指標(biāo)的權(quán)重向量的方法包 括：根據(jù)所述評價指標(biāo)的相對重要性構(gòu)建判斷矩陣；根據(jù)所述判斷矩陣確定評價指標(biāo)的權(quán) 重向量；對所述判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗。
[0013] 作為上述方案的改進(jìn)，所述根據(jù)評價指標(biāo)的相對重要性構(gòu)建判斷矩陣的方法包 括：采用1、3、5、7、9及其倒數(shù)的標(biāo)度方法構(gòu)建判斷矩陣。
[0014] 作為上述方案的改進(jìn)，所述確定評價指標(biāo)的權(quán)重向量的方法包括：通過冪法迭代 計算所述判斷矩陣的最大特征根及所述最大特征根對應(yīng)的特征向量；對所述特征向量進(jìn)行 歸一化處理。
[0015] 作為上述方案的改進(jìn)，所述對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗的方法包括：計算一致性 指標(biāo)CI;計算平均隨機(jī)一致性指標(biāo)Ri;當(dāng)隨機(jī)一致性比率CR=Y7<0.10時，則判斷矩陣的 RI 一致性可接受，否則，判斷矩陣的一致性不可接受，需要重新構(gòu)建判斷矩陣并重新確定權(quán)重 向量。
[0016] 作為上述方案的改進(jìn)，所述根據(jù)權(quán)重向量及模糊綜合評價結(jié)果向量計算風(fēng)險評價 值的方法包括：根據(jù)所述權(quán)重向量及模糊綜合評價結(jié)果向量合成綜合評價向量；采用參數(shù) 表征法對所述綜合評價向量進(jìn)行處理，生成評價等級的風(fēng)險評價值。
[0017] 作為上述方案的改進(jìn)，所述根據(jù)風(fēng)險矩陣及所述風(fēng)險值判斷危險源的風(fēng)險情況的 方法包括：所述風(fēng)險矩陣劃分為不可接受區(qū)域、需緩解區(qū)域及可接受區(qū)域；若所述風(fēng)險值 處于不可接受區(qū)域內(nèi)，則危險源的風(fēng)險情況為不可接受；若所述風(fēng)險值處于需緩解區(qū)域內(nèi)， 則危險源的風(fēng)險情況為需緩解；若所述風(fēng)險值處于可接受區(qū)域內(nèi)，則危險源的風(fēng)險情況為 可接受。
[0018] 實施本發(fā)明，具有如下有益效果：
[0019] 本發(fā)明基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，通過模糊矩陣以及層次分析法 在風(fēng)險評價中的應(yīng)用，可對風(fēng)險評價過程中出現(xiàn)的各種不確定因素、指標(biāo)進(jìn)行分析。
[0020] 設(shè)置一級指標(biāo)、二級指標(biāo)，通過從人、機(jī)、環(huán)、管四個方面進(jìn)行考量，分析更為全面。
[0021] 采用設(shè)置權(quán)重，各因素指標(biāo)相互對比的方式進(jìn)行評價，從而形成一個可能性、嚴(yán)重 性的危險值。
[0022] 風(fēng)險區(qū)域圖的曲線化，保證危險源的風(fēng)險情況穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法的實施例流程圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法中引用層次分析法計算 評價指標(biāo)的權(quán)重向量的實施例流程圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法中風(fēng)險區(qū)域示意圖。

【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一 步地詳細(xì)描述。
[0027] 圖1是本發(fā)明基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法的第一實施例流程圖，包 括：
[0028]S101，由評價危險源的專家組制定多個評價指標(biāo)生成評價指標(biāo)域。
[0029] 例如，可由評價危險源的專家組集體推薦出P個評價指標(biāo)生成評價指標(biāo)域，u= IuijU2, ......，up}。
[0030] 更佳地，所述評價指標(biāo)由一級指標(biāo)構(gòu)成，所述一級指標(biāo)包括人、機(jī)、環(huán)、管。所述一 級指標(biāo)由二級指標(biāo)構(gòu)成，二級指標(biāo)包括外籍機(jī)組影響、管制員工作狀態(tài)、班組資源管理、機(jī) 載設(shè)備狀態(tài)、管制自動化系統(tǒng)狀態(tài)、雷達(dá)終端狀態(tài)、空中天氣情況、軍艦活動情況、工作場所 的清潔度、管制學(xué)員的在崗培訓(xùn)、風(fēng)險管理的有效性、管制運(yùn)行操作程序。其中，所述人包括 外籍機(jī)組影響、管制員工作狀態(tài)、班組資源管理；所述機(jī)包括機(jī)載設(shè)備狀態(tài)、管制自動化系 統(tǒng)狀態(tài)、雷達(dá)終端狀態(tài)；所述環(huán)包括空中天氣情況、軍艦活動情況、工作場所的清潔度；所 述管包括管制學(xué)員的在崗培訓(xùn)、風(fēng)險管理的有效性、管制運(yùn)行操作程序。
[0031]S102,由評價危險源的專家組制定多個評價等級生成評價等級域。
[0032] 相應(yīng)地，每一個評價等級對應(yīng)一個等級模糊子集。
[0033] 例如，可由評價危險源的專家組集體推選擇M個評價等級組成評價等級域，V= Iv1, V2J ......，VnJ。
[0034] 更佳地，所述評價等級包括可能性評價等級、嚴(yán)重性評價等級；其中，所述可能性 評價等級包括極不可能、極少可能、可能、相當(dāng)可能、完全可能；所述嚴(yán)重性評價等級包括可 忽略、輕微的、嚴(yán)重的、危險的、災(zāi)難的。即，可能性評價等級={極不可能，極少可能，可能， 相當(dāng)可能，完全可能}，嚴(yán)重性評價等級={可忽略，輕微的，嚴(yán)重的，危險的，災(zāi)難的}。
[0035]需要說明的是，在空管風(fēng)險管理的模糊綜合評價中，通常使用層次分析法來確定 評價指標(biāo)的相對重要性。
[0036] 例如，目標(biāo)層評價指標(biāo)為uA=IuA1,uA2}= {可能性，嚴(yán)重性}，目標(biāo)層指標(biāo)由一 級指標(biāo)構(gòu)成，UA1 =uA2 =IuB1,uB2,uB3,uBj= {人，機(jī)，環(huán)，管}，一級指標(biāo)由二級指標(biāo)構(gòu) 成，Ubi=IuC1,uC2,......，uCp}，i= 1，2,3,4。
[0037]S103,根據(jù)所述評價指標(biāo)，分別計算危險源對所述等級模糊子集的隸屬度，構(gòu)建隸 屬度矩陣。
[0038] 需要說明的是，在構(gòu)造了等級模糊子集后，需逐個對危險源從每個評價指標(biāo)Ui(i =1,2,……，p)上進(jìn)行量化，即確定從單個指標(biāo)來看，被評危險源對等級模糊子集的隸屬 度（RIUi),從而得到隸屬度矩陣：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，包括： 由評價危險源的專家組制定多個評價指標(biāo)生成評價指標(biāo)域； 由評價危險源的專家組制定多個評價等級生成評價等級域，每一個評價等級對應(yīng)一個 等級模糊子集； 根據(jù)所述評價指標(biāo)，分別計算危險源對所述等級模糊子集的隸屬度，構(gòu)建隸屬度矩 陣； 引用層次分析法計算所述評價指標(biāo)的權(quán)重向量； 根據(jù)所述隸屬度矩陣及權(quán)重向量合成危險源的模糊綜合評價結(jié)果向量； 根據(jù)所述權(quán)重向量及模糊綜合評價結(jié)果向量計算風(fēng)險評價值； 根據(jù)所述風(fēng)險評價值計算風(fēng)險值，根據(jù)風(fēng)險矩陣及所述風(fēng)險值判斷危險源的風(fēng)險情 況。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于， 所述評價指標(biāo)由一級指標(biāo)構(gòu)成，所述一級指標(biāo)包括人、機(jī)、環(huán)、管； 所述一級指標(biāo)由二級指標(biāo)構(gòu)成； 所述人包括外籍機(jī)組影響、管制員工作狀態(tài)、班組資源管理； 所述機(jī)包括機(jī)載設(shè)備狀態(tài)、管制自動化系統(tǒng)狀態(tài)、雷達(dá)終端狀態(tài)； 所述環(huán)包括空中天氣情況、軍艦活動情況、工作場所的清潔度； 所述管包括管制學(xué)員的在崗培訓(xùn)、風(fēng)險管理的有效性、管制運(yùn)行操作程序。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，所述 評價等級包括可能性評價等級、嚴(yán)重性評價等級； 所述可能性評價等級包括極不可能、極少可能、可能、相當(dāng)可能、完全可能； 所述嚴(yán)重性評價等級包括可忽略、輕微的、嚴(yán)重的、危險的、災(zāi)難的。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，所述 引用層次分析法計算評價指標(biāo)的權(quán)重向量的方法包括： 根據(jù)所述評價指標(biāo)的相對重要性構(gòu)建判斷矩陣； 根據(jù)所述判斷矩陣確定評價指標(biāo)的權(quán)重向量； 對所述判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，所述 根據(jù)評價指標(biāo)的相對重要性構(gòu)建判斷矩陣的方法包括：采用1、3、5、7、9及其倒數(shù)的標(biāo)度方 法構(gòu)建判斷矩陣。
6. 如權(quán)利要求4所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，所述 確定評價指標(biāo)的權(quán)重向量的方法包括： 通過冪法迭代計算所述判斷矩陣的最大特征根及所述最大特征根對應(yīng)的特征向量； 對所述特征向量進(jìn)行歸一化處理。
7. 如權(quán)利要求4所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，所述 對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗的方法包括： 計算一致性指標(biāo)CI ; 計算平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI ; ?7 當(dāng)隨機(jī)一致性比率CR=7<aio時，則判斷矩陣的一致性可接受，否則，判斷矩陣的 Rl 一致性不可接受，需要重新構(gòu)建判斷矩陣并重新確定權(quán)重向量。
8. 如權(quán)利要求1所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，所述 根據(jù)權(quán)重向量及模糊綜合評價結(jié)果向量計算風(fēng)險評價值的方法包括： 根據(jù)所述權(quán)重向量及模糊綜合評價結(jié)果向量合成綜合評價向量； 采用參數(shù)表征法對所述綜合評價向量進(jìn)行處理，生成評價等級的風(fēng)險評價值。
9. 如權(quán)利要求1所述的基于模糊矩陣層次分析法的風(fēng)險評估方法，其特征在于，所述 根據(jù)風(fēng)險矩陣及所述風(fēng)險值判斷危險源的風(fēng)險情況的方法包括 ： 所述風(fēng)險矩陣劃分為不可接受區(qū)域、需緩解區(qū)域及可接受區(qū)域； 若所述風(fēng)險值處于不可接受區(qū)域內(nèi)，則危險源的風(fēng)險情況為不可接受； 若所述風(fēng)險值處于需緩解區(qū)域內(nèi)，則危險源的風(fēng)險情況為需緩解； 若所述風(fēng)險值處于可接受區(qū)域內(nèi)，則危險源的風(fēng)險情況為可接受。
【文檔編號】G06Q50/30GK104376400SQ201410583777
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】高源
申請人:廣州市中南民航空管通信網(wǎng)絡(luò)科技有限公司