基于云模型的模糊綜合評(píng)判法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用_徐征捷.pdf

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1、第14卷第2期安全與環(huán)境學(xué)報(bào)Vol．14No．22014年4月JournalofSafetyandEnvironmentApr．，2014文章編號(hào):1009-6094(2014)02-0069-04性概念，若定量值x∈U，且x是定性概念C的一次隨機(jī)實(shí)現(xiàn)，x對(duì)C的確定度(隸屬度)μC(x)∈［0，1］是具有穩(wěn)定傾向的基于云模型的模糊綜合評(píng)判隨機(jī)數(shù)，則x在論域U上的分布稱(chēng)為云，每個(gè)x稱(chēng)為一個(gè)云滴*法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用(x，μC(x))。云由許許多多的云滴組成，每一個(gè)云滴就是這個(gè)定性概念映射到數(shù)域空間的一個(gè)點(diǎn)。云的數(shù)字特征反映了定徐征捷，張友鵬，蘇宏升性概念的定量特征，用期望E

2、x、熵En和超熵He3個(gè)數(shù)值來(lái)(蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，蘭州730070)表征［5］，見(jiàn)圖1。摘要:針對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中定性概念模糊性和隨機(jī)性共期望Ex是論域空間最能夠代表定性概念C的點(diǎn)。熵En存的特點(diǎn)，提出了一種基于云模型的模糊綜合評(píng)判法，用于對(duì)列控中反映定性概念C的不確定性。熵越大，概念越宏觀，模糊性和心的臨時(shí)限速功能進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在確定因素集、評(píng)語(yǔ)集和權(quán)重集的隨機(jī)性也越大，確定性量化越難。超熵He是熵的不確定度基礎(chǔ)上，利用云模型中的逆向云發(fā)生器將常規(guī)模糊綜合評(píng)判法中的綜量，反映了在數(shù)域空間代表該語(yǔ)言值的所有點(diǎn)的不確定度的合評(píng)判矩陣和權(quán)系數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換為以

3、云模型數(shù)字特征表示的矩陣，然后凝聚性，即云滴的凝聚度。超熵越大，云滴的離散度越大，隸進(jìn)行模糊綜合評(píng)判得到評(píng)價(jià)云模型。通過(guò)MATLAB將評(píng)語(yǔ)云模型和屬度的隨機(jī)性越大，云的“厚度”也越大。評(píng)價(jià)云模型分別仿真顯示，從而確定評(píng)估對(duì)象的最終風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。結(jié)果1.2云發(fā)生器表明，利用云模型構(gòu)建的隸屬度函數(shù)能夠充分表征風(fēng)險(xiǎn)因子的模糊性［6］云發(fā)生器主要分為兩大類(lèi)，分別為正向云發(fā)生器和逆和隨機(jī)性，評(píng)估結(jié)果直觀、符合實(shí)際情況。［7］向云發(fā)生器。正向云發(fā)生器是從定性到定量的映射，它根關(guān)鍵詞:安全工程;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;云模型;模糊綜合評(píng)判法據(jù)云的數(shù)字特征(Ex，En，He)產(chǎn)生云滴，實(shí)現(xiàn)了從語(yǔ)言值表達(dá)中

4、圖分類(lèi)號(hào):X951文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2014.02.016的定性信息中獲得定量的范圍和分布規(guī)律。逆向云發(fā)生器是實(shí)現(xiàn)從定量值到定性概念的轉(zhuǎn)換模型，它可以將一定數(shù)量的0引言精確數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以數(shù)字特征(Ex，En，He)表示的定性概念。高速鐵路速度的提高和行車(chē)間距的縮短，意味著對(duì)系統(tǒng)2基于云模型的模糊綜合評(píng)判法安全性的考驗(yàn)更為顯著。因此，需要開(kāi)展高鐵技術(shù)設(shè)備專(zhuān)業(yè)基于云模型的模糊綜合評(píng)判法流程圖見(jiàn)圖2。首先明確測(cè)試、第三方認(rèn)證和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，進(jìn)一步研究高鐵建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從而建立因素集和評(píng)語(yǔ)集，其次確定權(quán)系統(tǒng)性安全

5、評(píng)價(jià)方法，完善評(píng)價(jià)體系，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行全面系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)。列控中心是我國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)地面核心設(shè)備，廣泛應(yīng)用在我國(guó)高速客運(yùn)專(zhuān)線上，對(duì)于保障列車(chē)在高速［1］行駛下的安全起著至關(guān)重要的作用。對(duì)列控中心相關(guān)功能進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)于我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的系統(tǒng)保障和安全認(rèn)證工作會(huì)有一定的促進(jìn)作用。目前，已有的故障樹(shù)分析［1］［2］［3］法、模糊層次分析法、灰色模糊理論法等評(píng)價(jià)方法，對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有一定的參考作用，但這些方法大多忽略了評(píng)價(jià)過(guò)程中出現(xiàn)的各種不確定性，即模糊性和隨機(jī)性，評(píng)價(jià)過(guò)程過(guò)分依賴(lài)一種精確運(yùn)算的數(shù)學(xué)模型，或是以一種閾值的方式對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)評(píng)價(jià)過(guò)程中的

6、定性圖1云及其數(shù)字特征［4］概念很難做出清楚的解釋。Fig．1Cloudanditsdigitalcharacters云模型是一種定性知識(shí)描述與定性概念及其定量數(shù)值之［5］間的轉(zhuǎn)換模型。通過(guò)云模型達(dá)到定量概念和定性概念之間的相互不確定性轉(zhuǎn)換，充分考慮其隨機(jī)性，為鐵路信號(hào)系統(tǒng)的定量評(píng)價(jià)提供了新的思路。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，利用云模型的模糊性和隨機(jī)性改進(jìn)常規(guī)模糊綜合評(píng)判法中的綜合評(píng)判矩陣和權(quán)重矩陣，從而確定評(píng)價(jià)對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并以云滴形式直觀地展現(xiàn)。1云模型理論簡(jiǎn)介1.1云的定義及其數(shù)字特征設(shè)U為一個(gè)用精確數(shù)值表示的定量論域，C為U上的定*收稿日期:2013-08-16作者簡(jiǎn)介:徐征

7、捷，碩士研究生，從事安全工程、鐵路信號(hào)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究;張友鵬(通信作者)，教授，從事系統(tǒng)可靠圖2基于云模型的模糊綜合評(píng)判法流程圖性研究，vivian－630520@163.com。Fig．2Flowchartoffuzzycomprehensiveevaluationmethodbasedoncloudmodel基金項(xiàng)目:鐵道部科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃課題(2012X003-B)69Vol．14No．2安全與環(huán)境學(xué)報(bào)第14卷第2期T重集，得到不同風(fēng)險(xiǎn)因素的相對(duì)權(quán)重大小，然后通過(guò)逆向云發(fā)?Exa1Ena1Hea1?生器生成以云模型數(shù)字