淺議基于灰色層次分析法的cbtc系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)

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1、淺議基于灰色層次分析法的CBTC系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)CBTC（基于通信的列車控制）系統(tǒng)是城市軌道交通的安全關(guān)鍵系統(tǒng)，因此，對(duì)CBTC系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和分析，對(duì)于進(jìn)一步改進(jìn)和完善系統(tǒng)的安全性具有重要意義。目前對(duì)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，常用的方法有:Hazop分析法、故障樹分析法、事件樹分析法、AHP（層次分析法）法等。AHP是一種采用逐層分解分析的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。然而，AHP法只考慮了各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性，沒有考慮指標(biāo)之間的相互聯(lián)系。對(duì)于像CBTC這樣的復(fù)雜系統(tǒng)，指標(biāo)之間的相互聯(lián)系將對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，對(duì)于CBTC系

2、統(tǒng)，AHP法并不是一種最佳的方法。GAHP（灰色層次分析法）綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)影響因素的層次性，將灰色系統(tǒng)理論和層次分析法相結(jié)合，即在AHP法的基礎(chǔ)上弓

3、入灰色理論構(gòu)造灰色評(píng)價(jià)矩陣，利用灰色評(píng)價(jià)矩陣很好地描述了指標(biāo)之間的聯(lián)系。1基于GAHP的CBTC系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)模型的建立1.1確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)模型按照層次分析的思想，對(duì)CBTC系統(tǒng)的評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行逐層分解，使同層次的指標(biāo)為并列關(guān)系，相鄰上下層之間為遞推隸屬關(guān)系。結(jié)合某公司的CBTC的系統(tǒng)［4］硬件組成模塊，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為三層。第一層為CBTC的綜合評(píng)價(jià)

4、指標(biāo)，即評(píng)價(jià)目標(biāo)。將列控中心設(shè)備、車站設(shè)備、車輛段設(shè)備、車載設(shè)備、維護(hù)管理設(shè)備5個(gè)部分，作為第二層的5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)第二層的每個(gè)模塊進(jìn)一步細(xì)分，可以得到相應(yīng)的子模塊，從而構(gòu)成第三層的各個(gè)指標(biāo)。得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)模型后，就可以計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重了。1.2確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重確定組合權(quán)重首先要構(gòu)建判斷矩陣，根據(jù)判斷矩陣計(jì)算組合權(quán)重，最后再對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。1.2.1確定判斷矩陣為了對(duì)CBTC系統(tǒng)遞階層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)之間的相對(duì)重要性進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，需要邀請(qǐng)專家采用1-9標(biāo)度法對(duì)圖1的指標(biāo)之間的相對(duì)重要性進(jìn)行評(píng)

5、價(jià)，從而確定判斷矩陣。1.2.2計(jì)算組合權(quán)重一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算比較簡單。首先計(jì)算各一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的判斷矩陣的特征根，得出其最大特征根Amax,求出最大特征根Amax對(duì)應(yīng)的特征向量w,再對(duì)w進(jìn)行歸一化處理，即得各個(gè)一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重。二級(jí)指標(biāo)組合權(quán)重的計(jì)算，首先利用一級(jí)指標(biāo)的計(jì)算方法，然后將計(jì)算結(jié)果乘以對(duì)應(yīng)的一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，即得二級(jí)指標(biāo)對(duì)于目標(biāo)的組合權(quán)重W。1.3確定灰色評(píng)價(jià)矩陣GAHP與AHP的區(qū)別是引入灰色理論，主要思想是沒有確定地認(rèn)為一個(gè)指標(biāo)完全屬于某個(gè)標(biāo)度，而是屬于多個(gè)標(biāo)度，從而引入?yún)^(qū)間灰數(shù)?；疑u(píng)價(jià)矩陣是對(duì)樣本矩陣進(jìn)

6、行灰類劃分和白化處理得到的，所以，首先需要構(gòu)建合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并在這個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的樣本矩陣。1.3.1構(gòu)建評(píng)價(jià)等級(jí)按照優(yōu)劣程度，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為"優(yōu)秀"、"良好"、"中等"、"較差"、"差"5個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)程度為"極低風(fēng)險(xiǎn)"、"低風(fēng)險(xiǎn)"、"一般風(fēng)險(xiǎn)"、"高風(fēng)險(xiǎn)"、"極高風(fēng)險(xiǎn)"，按10分制打分，對(duì)應(yīng)的分值分別為10分、8分、6分、4分和1分，從而評(píng)價(jià)等級(jí)P=[10,8,6，4，1],指標(biāo)等級(jí)介于兩相鄰等級(jí)時(shí)，分值為9分、7分、5分、3分和2分。1.3.2確定評(píng)價(jià)指標(biāo)樣本矩陣主要采用專家打分法。為減少人為因素

7、造成的誤差，要求專家嚴(yán)格按照制定的標(biāo)準(zhǔn)打分。并對(duì)打分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，刪除明顯不合理的數(shù)據(jù)，從而得到較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)指標(biāo)的樣本矩陣。綜合考慮設(shè)備發(fā)生故障的可能性和所造成的后果嚴(yán)重度，制定了量化打分標(biāo)準(zhǔn)。2基于GAHP的CBTC系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)模型的求解利用上述灰色層次分析法的模型，對(duì)某公司的CBTC系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。2.1確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重2.1.1確定判斷矩陣邀請(qǐng)專家對(duì)第一層各指標(biāo)之間的相對(duì)重要性關(guān)系進(jìn)行定性判斷得到判斷矩陣A;對(duì)第一層每個(gè)指標(biāo)之下的第二層指標(biāo)之間的相對(duì)重要性關(guān)系進(jìn)行定性判斷得到判斷矩陣BI,B2,B

8、3,B4,B5。其中，W表示各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。2.1.2計(jì)算組合權(quán)重通過計(jì)算，第二層指標(biāo)對(duì)目標(biāo)層的組合權(quán)重為:W=[0.15776648,0.27247768z0.02911504,0.0550408z0.04303017,0.02009124,0.00628209,0.06432345,0.00938736,0.06121413，0.10711926,0.02095146,0.01012581,0.01931121,0.05685155,0.02010029,0.00597408,0.00597408,0.017509

9、33,0.00978247,0.00184272,0.00177641,0.00398558]2.2確定灰色評(píng)價(jià)矩陣2.2.1確定評(píng)價(jià)指標(biāo)樣本矩陣邀請(qǐng)5位專家對(duì)23個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分別打分，得到評(píng)估樣本矩陣。2.2.2確定灰色評(píng)價(jià)矩陣根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)P=[10,8,6,4,1]確定灰類，根據(jù)相應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)計(jì)算得到灰色評(píng)價(jià)系數(shù)，最終求得灰色