模糊综合评判方法在工业企业电气安全评价中的应用

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  模糊综合评判方法在工业企业电气安全评价中的应用

李茂龄



　　1　安全评价与安全评价的方法

　　目前，安全评价工人从劳动安全卫生评价逐步扩展为安全评价、安全验收评价、安全状况综合评价和专项评价四种类型，覆盖了运行系统的全部生命周期，为各级安全生产监督管理部门的决策和监督检查提供了有力的技术支持。在安全评价工作中电气安全评价是不可缺少的一个重要内容。

　　安全评价方法是对系统的危险、有害因素及其危险程度进行分析、评价的方法。这些评价方法的特点、适用范围和应用条件各有所不同。目前，用于安全评价的方法已达到了几十种。常用的危险评价方法可以大致分为定性评价方法、指数评价方法、概率风险评价方法和半定量评价方法等几大类。

　　电气安全评价大多采用法规标准对比法、同类工程类比检查法、安全检查表及定性的事故树分析等。然而定性的电气安全评价方法，对项目中已辨别出的危险因素使系统发生事故的危险性，或使系统发生危险的可能性和严重程度缺乏定量的评价。

　　虽然模糊综合评判方法已应用于电气安全评价，但是如何构建评价因素体系，是模糊综合评判方法应用于电气安全评价问题上的关键所在。目前尚未有按电气事故的性质建立评价因素体系进行电气安全评价的工作。

　　另外，如何使一种安全评价方法应用于企业的安全管理工作，很大程度上取决于评价方法的实用性和可操作性。因此推广安全评价方法在企业安全管理工作中的应用与应用这种方法进行安全评价同样的重要。

　　本文根据电气事故的性质和安全系统理论，建立了多级模糊综合评价模型和电气安全评价因素体系，采用定性与定量相结合的层次分析法，科学合理地确定评价因素的权重，在定量的基础上，尝试给出评价项目的电气危险发生的可能性和严重度的综合结论。并应用ＭＡＴＬＡＢ编制了电气安全模糊综合评价程序。

　　2　多级模糊综合评价

　　多级模糊综合评价，是在模糊综合评价的基出上再进行模糊综合评价，并可多次这样进行下去。在评价因素结构中，首先按最低层次的各个因素进行评价，然后再逐渐按上一层次的各个因素进行综合评价，这样一层一层依次往上评价，直到最后得出总的评价结果。以下是本文对电气安全评价中应用多级模糊综合评价的几个关键问题的处理：

　　2.1　建立因素集：本文根据电气安全系统危险因素的结构分析，建立电气安全系统模糊综合评价的因素集。

　　（1） 电气安全系统危险因素的结构分析

　　按照电气事故的性质将该电气危险因素划分为电气火灾和爆炸、雷电危害、触电三种类型。根据系统工程的观点，导致事故的原因是由于物的不安全状态，人的不安全行为和不良环境引起的。以下对每一种类型的电气危险因素具体进行分析，如图1所示。







　　（2）电气安全模糊综合评价模型根据上述电气安全系统危险因素的结构分析，本文建立了多级综合评价模型，如图2。







　　（3）电气安全模糊综合评价因素集

　　　　根据前面电气安全系统危险因素的结构分析和多级综合评价模型，总结影响电气安全系统的因素，在实际评价中可以安全检查表的形式建立电气安全模糊综合评价因素集。不同的企业或评价项目其电气安全系统的危险因素不尽相同，评价人员可根据实际情况自行编制电气安全检查表，以确定更符合实际的电气安全模糊综合评价的评价因素集。

　　2.2　建立权重集：各评价因素的重要程度是不相同的，为反映各因素的重要程度，本文采用定性与定量相结合的层次分析法确定评价因素的权重集。

　　按照层次分析法，根据前面提出的电气安全系统危险因素的结构分析、电气安全系统综合评价指标和评价因素集的确定，首先构造判断矩阵，然后计算重要性排序，得到评价因素的权重向量，最后进行一致性检验。从而确定电气安全系统综合评价各层次权重方案。本文电气安全模糊综合评价权重计算结果：1、电气安全评价因素权重向量Ｗ＝（0.68　0.12　0.20）；2.电气火灾爆炸安全评价因素权重向量W1＝（0.16　0.59　0.25）；3.电气火灾爆炸安全管理评价因素权重向量W11＝（0.16　0.59　0.25）；4.　雷电安全评价因素权重向量W2=（0.10　0.62　0.28）；5、触电安全评价因素权重向量W3=(0.15 0.07 0.49 0.28);6.触电安全管理评价因素权重向量W31 (0.54 0.29 0.16).

　　2.3　建立评价语集

　　科学合理地确定评价的等级也是电气安全模糊综合评价的一个关键问题所在。1974年美国原子能委员会提出平均死亡率的要求被人们所接受，这个指标就被承认安全指标，因此，用事故可能造成人以每年平均死亡人数的不同来比较不同系统的安全性，另外，在定性的评价方法中，还可依据事故发生的可能性及严重程度进行评价和分级。参照定性和定量安全的衡量标准，本文提出以下评价语等级；

　　本文评价语集Ｖ＝（1危险程度低，安全；2危险程度较低，较安全；3危险程度较高，安全性一般；4危险程度高，安全性差；5危险程度极高，不安全）。

　　2.4　隶属度的确定

　　在单因素模糊评价中，隶属度（乃至隶属度函数）的确定，都是应用模糊综合评价方法的基本而关键的问题。事实上，电气安全评价中模糊集合是极其复杂的。评价人员对电气危险有害因素的辩识和判断过程也是隶属度形成的基本过程，是对电气危险的主观反映，因此很难用一种模式方法去确定隶属度。一般情况下，隶属度的确定方法有：模糊统计法、德尔菲方法和借用已有的“客观尺度”等。在进行电气安全评价时，模糊集既不便使用模糊统计法又无相应成熟的指标。在本文中，电气安全评价采用评价人员确定法，具体做法是：以电气安全检查表的形式，根据实际电气安全状况，评价人员对检查表中各评价因素在0～1之间给出相应值，其值越高该评价因素所反映的电气安全程度也越高，反之其值越低该评价因素所反映的电气安全程度则越低。然后，通过求和平均处理给出各指标因素的隶属度。

　　3　应用实例

　　本文选用某汽车厂电气安全评价项目做为应用实例。根据电气安全多级模糊综合评价模型，逐级进行一级模糊综合评价（电气火灾爆炸安全管理模糊综合评价、触电安全管理模糊综合评价）；二级模糊综合评价（电气火灾爆炸安全模糊综合评价、雷电安全模糊综合评价、触电安全模糊综合评价）；三级模糊综合分析（电气安全模糊综合评价），以下按电气安全模糊综合评价计算程序的矩阵输入形式给出本文隶属度的计算方案：A11=[0.00 0.12 0.25 0.38 0.25 ; 0.13 0.29 0.29 0.29 0.00; 0.14 0.14 0.44 0.14 0.14]; A31=[0.60 0.20 0.20 0.00 0.00 0.00 0.60 0.00 0.40 0.00; 0.00 0.40 0.40 0.20 0.00] A1=[0.00 0.00 0.17 0.33 0.51; 0.11 0.33 0.34 0.11 0.11;0.05 0.16 0.28 0.33 0.18];A2=[0.00 0.00 0.25 0.50 0.25;0.17 0.33 0.50 0.00 0.00;0.00 0.00 0.25 0.25 0.50];A3=[0.40 0.40 0.20 0.00 0.00; 0.34 0.33 0.33 0.00 0.00; 0.14 0.14 0.14 0.28 0.14; 0.32 .0.35 0.17 0.15 0.00].应用电气安全模糊综合评价专用程序，将前面各层次权重方案和隶属度的计算方案输入，便可得到电气安全模糊综合评价结果：

　　Ｂ＝ＡoＷ＝（0.12　0.25　0.31　0.18　0.17）

　　按照最大隶属度原则，确定被评价对象所对应的评价等级。该汽车厂电气安全模糊综合评价安全等级为3（级），既该项目电气系统危险程度较高，安全性一般。最后根据安全检查表提出电气安全措施。

　　4　计算机程序的编制及应用

　　将模糊综合评判方法引入电气安全评价，在评价过程中进行模糊计算处理时，不仅计算量较大，而且采用人工计算，不可避免的会出现计算错误，给该评价方法的应用带来一定的困难。为了解决上述困难，提高计算效率，本文应用ＭＡＴＬＡＢ软件编制了电气安全模糊综合评价专用程序。

　　用：ＭＡＴＬＡＢ编制的电气安全模糊综合评价专用程序使得应用模糊综合评价方法进行电气安全评价的计算变得十分容易。评价人员在电气安全模糊综合评价中，可根据评价项目或企业电气安全系统的实际情况编制电气安全检查表，确定评价因素的隶属度方案。并将电气安全检查中各评价因素的隶属度的值写成矩阵形式，然后按程序中的提示输入计算机，遵照最大隶度原则即可得到被评价项目的安全等级。

　　由于电气安全系统的复杂性，不同的行业其电气危险的特点也不尽相同，应用ＭＡＴＬＡＢ编制的电气安全模糊综合评价专用程序其指令程序是开放的，评价人员可根据不同的行业其电气危险的特点，重新确定电气安全系统模糊综合评价的权重方案。在实际操作中，ＭＡＴＬＡＢ的应用也可使得评价人员根据自己评价经验的积累，不断调整和完善隶属度的确定方案。应用实例表明，电气安全模糊综合评价方法不仅实用性较强，而且还有较强的针对性，可在工业企业的电气安全评价和安全管理工作中应用。