关键词:模糊事故树,中值法,模糊风险度
1 研究背景
模糊事故树分析法是对事故树分析法与模糊综合分析法的有机整合,通过对事故树进行模糊处理,将事故树节点模糊化,以模糊数来表示各事件的发生概率,可较好地解决因数据不完整而造成的误差等问题,是一种兼具定量与定性分析的事故风险评估法。
模糊事故树法分析的重点在于对事件概率进行模糊化处理,其分析流程为:(1)分析系统风险源因子;(2)编制事故树,明确其中的逻辑关系;(3)确定基本事件的模糊概率;(4)定性分析,求解最小割集与最小径集;(5)定量分析,求解顶上事件发生的模糊概率,进行基本事件的模糊重要度分析。
2事故树的模糊处理
2.1 逻辑门的模糊化
2.2发生概率的模糊数归一化
2.2.1可统计的基本事件概率
对于可通过统计资料获得精确发生概率的基本事件,其实际概率会在一定范围内波动。以三角模糊数为例,进行事故树基本事件发生概率的三角模糊化,将经过统计获得的精确概率值作为三角模糊数中的值;由专家根据其自身经验与事故系统实际情况进行判断,最终确定基本事件发生概率的边界值,其下边界为,上边界为。
语言值的模糊数归一化也可将语言值所对应概率值作为三角模糊数中的值,再由专家确定边界的值[1]。
2.2.2不可统计的基本事件概率
将难以获取到精确概率的风险事件视为不可统计的基本事件,其概率模糊化一般采用表征法,即由3人以上的专家组成团队,按照自身经验进行打分,给出基本事件的可能发生概率,取概率结果的平均值为值,标准差为值。
2.3顶上事件的模糊概率分布
。
(2)如果事故树的最小割(径)集中包含重复的基本事件,而事故树中不含重复的基本事件,则顶上事件模糊概率采用直接分步算法求得。由三角模糊数下的模糊与门及模糊或门的运算法则,逐层求得顶上事件的三角模糊数表达式为。
3基于中值法的模糊重要度分析
模糊事故树中各事件的概率均非精确值,而是由一定分布范围的模糊数来表示,中值法则是用基本事件的模糊重要度来反映其对顶上事件发生概率的影响程度。
假定模糊事故树中基本事件发生故障的概率函数为正有界闭模糊数,其中,为成为正有界闭模糊数的充要条件如下:
4改进的模糊重要度分析法
4.1 模糊重要度的改进
可以发现,通过中值法求解的模糊重要度值时,若出现最小割集无重复的基本事件,且包含的基本事件数量大于1的情况时,则无论基本事件的发生概率是否相同,都将得到相同的模糊重要度[2]。
因此,本文对基于中值定理的模糊重要度分析结果进行改进,具体思路为:以基本事件模糊概率的中值为发生概率,计算基本事件发生概率变化对顶上事件发生概率产生的影响程度。新的模糊重要度指标计算方法为:
4.2模糊风险度
进行风险评估时,应当同时考虑风险发生的可能性与其造成的损失程度,而基于模糊事故树模型得到的风险评估结果更侧重于研究风险事件发生概率对事故的影响程度。
投资经济学中利用模糊数学分析项目风险时,以风险隶属度与风险敏感度为模糊变量,建立投资项目风险模型。其中风险敏感度指标表示为项目风险受某风险指标变化而变化的程度[3],在事故树分析法中也被称为重要度指标。
因此,本文提出模糊风险度的概念,以基本事件发生的模糊概率指标与基本事件的模糊重要度指标作为变量,建立模糊事故树分析法中的顶上事件模糊风险度的计算模型。
定义1:模糊事故树模型中,顶上事件模糊风险度的计算公式为:
5总结与展望
一项事故的发生往往由多种因素造成,因此,如何准确识别、控制造成事故发生的风险源,制定有效的应对方案来保证系统环境的安全、稳定具有重要的现实意义和广泛的应用前景。本文针对模糊重要度分析中使用中值法的不足,对其进行改进,以基本事件模糊概率的中值为发生概率,计算基本事件发生概率变化是对顶上事件发生概率产生的影响程度。并提出模糊风险度的概念与模型,以基本事件的模糊发生概率与基本事件的敏感度的乘积来表示模糊事故树中顶上事件的风险程度,对模糊事故树风险评估方法进行改进与完善,避免了仅从事件的发生概率角度而得出不够全面的风险评估结果。
参考文献
[1] 朱文敏. 基于模糊事故树的地铁运营火灾风险评估[D]. 2018.
[2] 卢雷, 肖文杰. 改进的模糊事故树分析方法[J]. 电光与控制, 2010, 17(11):93-96.
[3] 潘允敬. 矿业投资经济风险因素与风险程度的模糊分析[J]. 金属矿山, 2001(1):1-2.
论文作者:朱文敏
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
标签:模糊论文; 概率论文; 事件论文; 事故论文; 发生论文; 风险论文; 中值论文; 《科学与技术》2019年21期论文;