安全等級特征量及其計算方法

【摘要】指出了目前用模糊評價(jià)法確定系統的安全等級所存在的問(wèn)題和不足之處。分別運用模糊隨機變量理論和模糊集理論而提出了安全等級模糊隨機特征量和安全等級模糊特征量的概念及其計算方法。安全等級特征量及安全等級變量，均為安全等級取值論域上的模糊子集，而并非是一個(gè)確定的點(diǎn)。還給出了安全等級的絕對可能性和相對可能性的計算方法。實(shí)例表明，筆者所提出的安全等級特征量及可能性的計算方法是科學(xué)的、合理的。

【關(guān)鍵詞】安全等級評價(jià)模糊隨機特征量模糊特征量可能性

Characteristic Quantity of Safety Grade and Its Calculation Method

AbstractUsing the method of fuzzy evaluation, existing problems and shortcomings are pointed out as the time of system safety grade being defined. By using fuzzy random variable theory and fuzzy set theory, the concept and its calculation method of fuzzy random characteristic quantity of safety grade are put forward. Both characteristic quantity of safety grade and its variable are the value obtained from the fuzzy sub-set of safety grade on domain, and are not a definite point. Calculation method of absolute and relative possibility is also given. System safety in future can be evaluated and forecasted in a definite condition by the calculation method of fuzzy random characteristic quantity of safety grade. Examples demonstrate that calculation method of characteristic quantity of safety grade and the possibility pointed out in this paper are scientific and rational.

Key words：Safety gradeEvaluationFuzzy random characteristic quantity
Fuzzy characteristic quantityPossibility

1系統安全等級的模糊性
在評價(jià)系統的安全水平或等級時(shí)，人們常用“極其安全”、“十分安全”、“十分危險”和“極其危險”等不確定性的語(yǔ)言表達方式。這是因為安全和危險是相對的，兩者具有亦此亦彼的過(guò)渡性質(zhì)，即具有模糊性。因此，要準確、客觀(guān)地描述系統的安全等級卻十分困難，只能盡可能地使評價(jià)結果符合客觀(guān)實(shí)際。其原因是影響系統安全性的因素眾多而復雜，且具有模糊性。例如，機械設備可靠性及安全管理水平的“高”與“低”，環(huán)境條件的“優(yōu)”與“劣”，人、機配合的“好”與“差”，等等。在進(jìn)行評價(jià)時(shí)，所獲得的原始數據也具有模糊性。當然，也不能排除在某些系統中，影響其安全的因素具有確定性，其安全等級也具有確定性的情況。根據模糊集理論，確定性可以看作是模糊性或隨機性的一個(gè)特例。所以，不管系統的復雜性如何，其安全性均可采用模糊集理論進(jìn)行評價(jià)。系統安全評價(jià)的非模糊集方法往往也包含有模糊性。例如，采用概率評價(jià)法時(shí)最終所得結果是系統處于安全或危險狀態(tài)的概率，盡管概率值是確定的，但它所代表的含義則具有模糊性。等級系數法和DOW化學(xué)公司的火災爆炸指數法的評價(jià)結果也具有同樣的性質(zhì)�？梢�(jiàn)，系統安全狀態(tài)的模糊性已成為人們的共識�？梢哉f(shuō)，模糊集方法是評價(jià)系統安全性的最好的方法之一。采用模糊集方法進(jìn)行安全評價(jià)時(shí)，所得結果是對應于各安全等級的隸屬度，然后按照最大隸屬原則或評分法確定系統的安全等級。目前，此法也存在如下問(wèn)題：①最大隸屬原則會(huì )丟失許多信息［1］，存在著(zhù)使評價(jià)結果失真的可能性。②計算評分值時(shí)，與安全等級論域U相對應的分數的選取不盡合理；③一個(gè)確定的總分值是相空間中的一個(gè)點(diǎn)，而不是一個(gè)模糊集合，既不符合模糊集理論，同時(shí)也很難反映系統實(shí)際的安全狀況，亦即其評價(jià)結果可能高于或低于實(shí)際的安全等級。筆者對這些問(wèn)題，作了初步研究和探討。

2安全等級特征量
系統安全評價(jià)可分為對系統未來(lái)狀況和對系統現狀的安全評價(jià)。對于系統未來(lái)狀況的安全評價(jià)可以稱(chēng)作預評價(jià)，它分現實(shí)系統的預評價(jià)和待建系統的預評價(jià)。本文討論前一種情況。對于現實(shí)系統未來(lái)的安全性，由于無(wú)法控制條件，一些偶然因素使系統運行的結果不可能準確地預先掌握，故具有隨機性。安全本身就是一個(gè)模糊概念。所以，對系統未來(lái)的安全評價(jià)可以運用模糊隨機變量理論。模糊隨機變量的概念于1978年由H.Kwakernaak首次提出的，隨后，國內外不少學(xué)者對模糊隨機變量進(jìn)行了研究［4～6］。由于系統的現狀是已經(jīng)發(fā)生的事件，所以具有確定性。但由于人們所掌握的信息是模糊的，且安全本身具有模糊性，所以，對系統現狀的評價(jià)要使用模糊集理論。

2.1安全等級模糊隨機特征量與安全等級模糊特征量
系統安全等級或安全狀態(tài)不宜分得過(guò)少,但也不宜過(guò)多。不失一般性，將系統安全等級分成c級，則其論域為U，并定義ui，i＝1,2,…,c，隨著(zhù)i的增大，系統安全性增加，危險性降低。令ωi

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