综合安全评估中的若干问题及未来发展趋势

综合安全评估中的若干问题及未来发展趋势

徐庆新1，赵俊豪2，刘晓平3

大连海事大学轮机工程学院, （116026）

E-mail: haiguai2008@

摘要：本文针对目前较流行的综合安全评估方法，分析了其在评估过程中存在的时间特性、常权和变权、非线性无量纲处理、结构模型的确定、评价集的确定和决策这几个问题，并对综合安全评估方法的未来发展趋势做出了预测。

关键词：综合安全评估，问题，发展趋势

1． 引 言

随着安全生产日益的重要，社会各界对于船舶安全营运的重视程度也越来越高，为了对船舶潜在的危险因素进行评价，许多安全评价及风险评估方法被引入到船舶日常管理与营运之中。其中综合安全评估（FSA）方法成为最近广泛应用的安全评价方法之一。它能较好地解决复杂、模糊、随机系统的安全评价问题。且在评价过程中，大多数学者都对评价对象系统建立系统模型，并将多指标综合成一个能从整体上衡量评价对象系统是否安全的综合指数。FSA正是一种系统性和规范化的综合评估方法，在船舶设计、航运与安全管理方面中采用合理的危险识别、风险评估、风险与控制方案的制定、费用与效益评估和提出解决方案这5个步骤来对船舶整体安全性、经济型进行综合指标的确定[1]。

虽然FSA其功能强大并逐渐广泛应用于航运界的管理，但如果在实际评价过程中，将众多指标综合到一起来对系统的整体进行分析时，就必须考虑指标的自身特征、指标间的逻辑关系、指标的权值和指标的量化处理问题，否则对整体的分析以及决策建议也就失去了其合理性和真正的价值。

2． 综合安全评估方法中存在的问题分析

在对船舶系统进行综合安全评估过程中，所获得的结果不仅部分地以来于数据（例如历史事故信息），也依赖于对这些数据的解释和对工业发展趋势的判断及未来可能发生的潜在事故的影响等。也就是说要得到FSA的结果，一方面需要那些可用来进行理性判断的相关数据，另一方面还需要进行合理的分析。但在很多情况下，历史数据没有记录，或是无法应用于FSA评价方法中去，一定程度上就要依赖于专家的观点来补充统计数据。目前，在FSA 的评价过程中，大多数数据的获得都需要制作调查表，由专家打分处理后在针对这些数据进行安全评判的。

要完成这样数据的综合评价，其评价次序应为：第一步，评价指标体系的建立；第二步 确定评价指标的权系数；第三步，评价指标的模糊无量纲化处理；第四步，确定评价结构，求综合评价值；第五步，评价集的确定和决策。

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现就评估过程中的几个问题分析如下：

2．1 评价指标的时间特性

针对专家意见所作的安全评估的核心问题是指标的确定。不同的指标体系就会得出不同的评价结论。一般评估指标的建立需遵守系统性、科学性、特殊性、普遍性及可量化原则等，但对于指标在综合安全评估中的时间特性并没有分析和研究。因为，在综合评价过程中，评价的目的是快速地对系统进行安全评估并找出事故隐患，实行的是动态评价，系统的动态评价周期由系统特性来决定[2]。

描述系统特征的评价指标很多，包括：人、机、环境和管理指标。在这些指标中，有些指标评价值变化速度是较为缓慢的，与动态评价周期相比是相对平稳的，而要把这些指标综合到一起评价时，一些指标就不断地被重复评价，增加了评价工作量和评价时间，甚至影响动态的评价结果。因此，根据动态评价周期，把评价指标进行分类，把评价值变化速度小于动态评价周期的评价指标定义为相对静态评价指标；反之，则定义为动态评价指标。通常把人的基本素质（包括安全技术素质、安全操作水平、文化素质等）和安全基础管理（包括安全监察、安全标准、安全资金安全培训、安全责任等）作为相对静态评价指标，而把与系统相对的其它指标作为动态评价指标，相对评价周期根据具体情况来确定。这样把相对静态评价和动态评价结合在一起对系统进行综合评价。动态评价找出系统的直接隐患，相对静态评价找出系统的间接隐患。

2．2 评价指标的常权和变权

综合评价中，由于要从整体上反映评价系统的安全本质，从而涉及多个指标。这就存在一个问题，当其中一至两个重要指标特别危险时，评价系统就会出现危险；而由于评价指标太多，无论采用何种综合方法（算子），都有可能使其中少数指标危险度被其它指标中和，使评价系统危险度并不明显，从而失去了评价的公证性和客观性。在目前的综合评价方法中，这一问题并没有解决，其主要原因是因为无论指标的危险度值如何变化，指标权值总是不变的，权值以“不变”应“万变”，在实际应用中就不能突出问题的严重程度。而变权是指标权值因评价时空的变换而变化，在不同条件下取不同的权值，即随指标危险度值的不同而变化，变权反映了指标的本质属性，解决了由于评价指标众多而引起的评价不合理现象。

对变权的方法目前研究的不多。文献[3]给出了不同的变权公式，尽管所使用的方法不同，但其实质是相同的，即用指标的状态来确定变权数值。

根据文献[3]，变权向量是指标常权向量w 和状态变权向量s 的（归一化）Hardarmard 乘积，即：

1()(())x m

i j j W S W x w S X ==∑uu v uu v uu v u u v

式中，x S uu v ，指标的状态变权向量，12((),(),())x m S S X S X S X =uu v uu v uu v uu v L ，； ()W x uu v ，指标的变权向量，12((),(),())x m W W X W X W X =uu v uu v uu v uu v L ，；

- 3 -

X uu v ，指标的状态值向量，12(,,)m X x x x =uu v L ； W uu v ，指标的常权向量，12(,,)m W w w w =uu v L 。

在安全评价中，指标的状态值一般取区间值[0，10]或[0，100]，故指标的状态变权向量可有：121,1211111111(,,,)m j m i i j j j m i

S x x x x x x x x x =≠−+==∑L L L 121212

11(,,,)(,,,)(,,,)j j m j j j m m m j j m j j

j j w S x x x W x W x x x W S x x x W x ====∑∑L L L 为了保证变权能在安全综合评价中可靠应用，现作如下约定： （1）为保证x S uu v 的连续性，规定若任一指标j x 的危险度评价值为0时，j x 的危险度评价值取1，此时并不影响综合评价结果；

（2）变权是为了突出主因素，故在综合评价时，只对主因素作变权处理；

（3）变权的条件是，主因素评价指标的危险状态值大于规定的最小危险度值时，在评价指标内作变权处理。

2.3 评价指标的非线性无量纲模糊处理

安全评价的目的是得出系统状态的危险度。从评价指标体系中可看出，其意义和表现形式各不相同，指标之间不具可比性，综合性，必须对定量指标进行无量纲化处理，即把性质、量纲各异的指标转化为可以进行综合的一个相对数量值。实质上，指标无量纲化处理是求解在一定区间内的模糊隶属函数。而模糊隶属函数的确定仍然是没有很好解决的问题。在综合安全评价中，目前大部分采用直线性处理方法，这种处理方法简单，可它是等比例变化，对一些指标就不合理。例如，瓦斯浓度越大，其危险度应该升高越快，而瓦斯浓度低时，升高比例相同，显然有不妥之处。所以，对不同的指标应采用不同的处理方法。隶属度函数可用模糊统计法、三分法或增量法确定。

2.4 安全评价结构模型的确定

安全评价结构模型通常是一个多层空间模型,以适应综合评价指标体系的层次结构。在以往的评价中,强调指标之间的纵向关系,也就是说指标间必须具有相互独立性。而有些评价指标之间既有一定的独立性,又有一定的相关性,就很难处理。因此,安全评价结构模型不仅要考虑纵向关系,还要考虑横向关系。其结构模型如下图[1]。