系统安全决策

决策树形
决策树法
方案节点
决策点
结果节点
决策树法
决策步骤
❖绘制决策树 ❖计算概率分支的概率值和相应的结果节点
的收益值 ❖计算各概率点收益期望值 ❖确定最优方案
决策树法
决策树分析法的优点
❖能显示决策过程 ❖能把风险决策的各个环节联系成一个统一
的整体 ❖可进行定性分析和定量分析
决策树法
❖例
对某企业计划自行研究一种新的安全装置的事件进行 决策，选择合理的方案，具体条件如下：
安全决策
（2）非确定型决策 定义： 当决策问题有两种以上自然状态，事件发生是不确定的，在此情
况下的决策称为非确定型决策。 包含： 风险型决策、完全不确定型决策 风险型决策： 当决策问题自然状态的概率能确定，即是在概率基础上做决策，
但要冒一定的风险。 完全不确定型决策： 如果自然状态的概率不能确定，即没有任何有关每一自然状态可
安全决策
（３）决策结构和环境
根据决策变量的类型（连续、离散），决策可分为多目标 决策和多属性决策，二者又统称为多准则决策；根据决策环境 条件可分为确定性和非确定性两大类。
（４）决策规则
将多准则问题方案的全部属性值的大小进行排序，从而依 序择优。这种促使方案完全序列化的规则，便称为决策规则。 决策规则一般分为两大类：最优规则和满意规则。
2）独立研制失败的收益： 0-5-25=-30千元
3）协作研制成功的收益： 60-5-40=15千元
4）协作研制失败的收益： 0-5-40=-45千元
决策树法
❖ 按照期望值公式，计算独立研制成功的期望值
❖ 协作研制成功的期望值
❖ 根据期望值决策准则，即选用协作完成形式。 上报评审环节的期望值
技术经济评价法
安全决策
定性属性的量化
１）量化等级与范围 心理学家米勒(G A·Miller)经过实验表明，在某个属性上对若干 个不同物体进行辨别时，普通人能够正确区别属性等级在5级至9级之间 。所以，定性属性量化等级取5级至9级，可能时尽量用9个等级。量化 等级如下表所示。
量化等级表
量化 值
等级数
1
2
3
4
5
6
7
①乘法：
②加法：
式中
——3种权重的权系数，有
。
安全决策
安全决策方法
安全决策是一门学科交叉性很强的一门学问，它既含 有从运筹学、概率论、控制论、模糊数学家等引入的数学 方法，也会有从安全心理学、行为科学，计算机科学、信 息科学引入的各种社会、技术科学。
经过多年的发展，主要决策方法包括：多属性决策方 法、评分法、决策树法、技术经济评价法和模糊决策法。
(2)优度图法
安全决策
模糊决策
利用模糊数学的办法将模糊的安全信息定量化，从而对多因 素进行定量评价与决策，就是模糊决策（评价）。
众多技术指标中，要明确哪些是必须满足的， 即所谓固定要求，低于或高于该指标就不合格 ；要明确哪些是可以给出一个允许范围的，也 即有一个最低要求；还要明确哪些是希望达到 的。
(3)分别对各个技术指标评分。
技术经济评价法
(4)进行技术指标总评价。在各个技术指标评分的
基础上，进行总的评分，即求出各技术指标的
❖ 决定研制项目是否需要评审。若评审，需要评审费5000 元。如果决定评审，评审通过概率为0.8，不通过的概 率为0.2。
❖ 研制此安全装置可以采用“本厂独立完成”形式和“外 厂协作完成”形式。如果研制成功，有6万元收益。采 用“本厂独立完成”，研制费为2.5万元，成功概率为 0.7，失败概率为0.3.采用“外厂协作完成”，研制费 为4万元，成功概率为0.99，失败概率为0.01。
安全决策 3）属性函数F（X）规范化（归一化）
（1）线性变换法
式中
的最优值； 的最劣值。
安全决策
（2）S形变换法 当单属性的最优（劣）值，难于达到时，用变化缓和些的S形
曲线进行变换。
其中，
安全决策
4）权重及其量化方法 权重是表征子准则或因素对总准则或总目标影响或作用大小
的量化值。 一般包括：重要性权重、信息量权重、独立性权重系数、组
❖ 可以用计算法和图法进行技术、经济综合评价。
(1)相对价W法。
①均值法:
②双曲线法:
W＝0.5(Wt十Ww)
W＝ (Wt十Ww)1/2
❖ 相对价W值越大，方案的技术经济综合性能越好， 一般应取W＞0.65。
❖ 当Wt，Ww两项中有一项数值较小时，用双曲线法能 使W值明显变小，更便于对方案的抉择。
技术经济评价法
技术经济评价法
(3)确定经济价 ❖ 确定经济价的公式：
Ww = CI/ Ci = 0.7C/ Ci
❖ C好I为。理理想想制方造案费的，经经济济价价为W1w，值表越示大实，际经生济产效成果本越 等于理想成本。
❖ W许w的成许本用。值为0.7，此时，实际生产成本等于允
技术经济评价法
3．技术经济综合评价
❖技术经济评价法
对抉择方案进行技术经济综合评价时， 不但考虑评价指标的加权系数，而且所取 的技术评价和经济评价都是视为相对于理 想状态的相对值。
❖更便于决策判断与方案筛选。
技术经济评价法
1．技术评价
❖ 技术评价步骤： (1)确定评价的技术项目和评价指标集。 (2)明确各技术指标的重要程度。在指标集的
由于各准则值所包含的信息量不同，它们对被评价方案（ 决策方案）的作用也就不同。
考虑信息量不同产生的影响的量化值称为信息量权重。 另外，当某些准则值在各被评价方案之间差异较大时，其 分辨能力较强，包含的信息量就多，它们在综合评价、最终决 策中的作用就大，其信息权重系数也较大。
确定方法：变异系数法
安全决策
技术经济评价法
2．经济评价 ❖ 经济评价的步骤: (1)按成本分析的方法，求出各方案的制造费用Ci
； (2)确定该方案的理想制造费用。
通常理想的制造费是允许制造费的0.7倍。允 许
制造费C： C= CM,min /ρ
ρ = Cs/ Ci =标准价格/制造费用 ❖ 式中：
CM,min—合适的市场价格； Cs—标准价格，是研制费，制造费、行政管
8
9
9
最差 很差
差
较差 相当 较好
好
很好 最好
7
最差 很差
差
相当
好
很好 最好
5
最差
差
相当
好
最好
安全决策
２）量化方法 由于客观事物的复杂性、多样性和主观认识的局限性，决策对象 往往具有不确定性、模糊性和随机性，可以采用集值统计原理广集专 家意见，对定性属性进行量化处理。 集值统计：评价者对某定性属性值（fj(xi)）估计的等级区间，记 第k个评价者估价的区间为[Z1k，Z2k]。若共有L个评价者，可得L个区间 值、从而形成一个集值统计序列，[Z11，Z21]，[Z12，Z22]…[Z1L，Z2L] ，这L个子集叠加在一起则形成覆盖在评价值轴上的一种分布：
可用相关系数法确定。
安全决策
相关系数法
若m个准则间的相关系数矩阵R=[rij]m×n可以求得，根据概率论 对rij的定义，有相关系rij：
式中，协方差 均方差 期望
若
则
对 按列求和：
归一化可得独立性权重系数：
安全决策
（4）组合（综合）权重 根据实际需要可以从上述3个方面的权重中选用，当用两种
以上的权重时，就存在一个如何组合的问题，常用的有两种算 法求取组合（综合）权重
评分值与加权系数乘积之和与最高分(理想方案
)的比值：
n
∑
i=1Vigi源自/nWt=n
=
Vmax
∑
i=1
gi
n
∑
i=1
Vi
nVmax
技术经济评价法
❖式中：
Wt—技术价； Vi—各技术评价指标的评分值； gi—各技术评价指标的加权系数； Vmax—各技术评价指标的最高分； n—技术评价指标数。 ❖技术价Wt越高，方案的技术性能越好。理 想方案的技术价为1，Wt＜0.6表示方案不 可取。
安全决策
３）安全决策步骤
（１）确定目标
决策过程首先需要明确目标，也就是要明确需要解决的问题。 安全决策所涉及的主要问题就是保证人们的生产安全，生活安全和 生存安全。由于这样的目标所涉及的范围和内容太大了，以至于无 法操作，实际应用中一般需要进一步界定、分解和量化。
（２）确定决策方案
对目标进行调查研究、详细的技术设计、预测分析，拟出可供 选择的方案。
系统安全决策
安全决策
概述
1）决策概念 指人们在求生存与发展过程中，以对事物发展规律及主客观 条件的认识为依据，寻求并实现某种最佳(满意)准则和行动方案 而进行的活动。
2）决策要素 合理的准则(标准)体系、足够可靠的信息数据、可供选择的 决策方法、落实的决策组织和实施办法。
3）安全决策的理解 决策是在价值判断的基础上作出抉择和选择。安全的价值或 效用是不容置疑的，所以，安全决策同样是建立在安全价值判断 基础上的。
变异系数法 A 求各准则的方差Dj
其中准则期望：
式中
——备选方案 的第j个准则值。
B 求各准则值的变异系数Vj
C 归一化变异系数即得信息权系数：
安全决策
（3）独立性权重系数
虽然在理想准则体系中，要求准则具有无冗余性，在多 属性决策方案中，希望属性之间具有独立性，但由于安全系 统的高度复杂性，准则体系中各准则之间难免有部分重复信 息存在，使它们在综合评价或决策过程中过多地发挥了作用 。
决策树法
❖ 根据决策条件画出决策树
独立完成
0.8通过
评审 2
4
1
0.2不通过