第3章--系统安全预测技术

安全系统工程第三章系统安全预测技术安全系统工程预测的种类和基本原理第一部分预测的种类预测的程序预测的基本原则安全系统工程一、预测的种类1、什么叫预测？2、预测的组成有哪些？3、安全生产预测的分类？安全系统工程一、预测的种类过去现在未来预测预测信息；预测分析；预测技术；预测结果安全系统工程已知情况难以了解的中间过程结果输入输出预测技术和方法预测过程方框图安全系统工程安全生产预测的分类按预测范围分类宏观预测；微观预测按时间长短分类长期预测；中期预测；短期预测安全系统工程二、预测的程序确定预测目标和任务输入信息预测处理输出结果1、确定预测目的2、制定预测计划3、确定预测时间4、收集预测资料5、检验现有资料6、选择预测方法7、建立预测模型8、进行推测或计算9、预测结果的鉴定10、修正预测结果阶段步骤安全系统工程三、预测的基本原则1、连贯的原则2、系统的原则3、实事求是的原则4、大量观察的原则安全系统工程预测方法第二部分安全系统工程一、预测分析方法概述定性分析；定量分析；定时分析；定比分析；评价分析安全系统工程二、预测方法分类经验推断预测法时间序列预测法计量模型预测法头脑风暴法、特尔斐法、主观概率法等滑动平均法、指数滑动平均法、周期变动分析法回归分析法、马尔柯夫链预测法、灰色预测安全系统工程利用直观材料，依靠人的经验知识和综合分析能力，对客观事物的未来做出估计和设想三、经验推断预测法安全系统工程特尔斐法美国兰德公司于20世纪40年代发明并首先用于技术预测。它能对大量非技术性的无法定量分析的因素做出概率估算，并将概率估算结果告诉专家，充分发挥信息反馈和信息控制的作用，使分散的评估意见逐次收敛，最后集中在协调一致的评估结果上。安全系统工程选择专家设计评估意见征询表专家意见征询数据处理收敛参数结束信息反馈是否安全系统工程1、特尔斐法的基本程序确定研究课题，成立管理小组设计预测程序向专家寄出邀请信：1、说明特尔斐程序2、说明预测的课题3、邀请参加预测考虑是否同意参加预测，若同意则答复并提出建议管理小组的工作应答小组的工作同意安全系统工程第一轮征询表：1、说明对应答者的要求2、提供背景材料3、第一轮征询问题了解背景材料，答复第一轮问题对第一轮答复进行汇总并整理第二轮征询表：1、第一轮答复的分布2、第二轮征询问题3、请求陈述理由的问题了解反馈信息和问题，答复第二轮征询表考察第二轮答复的变化与收敛同意反馈安全系统工程第三轮征询表：1、第二轮答复的分布和变化2、补充材料和专家提供的理由3、第三轮征询的问题了解反馈信息和问题，答复第三轮征询表对第三轮答复做出汇总考察答复的变化与收敛整理预测结果，写出预测报告书了解预测结果输出反馈安全系统工程特尔斐法的特点：1、匿名性2、反馈性3、预测结果的统计性安全系统工程2、专家意见的统计处理（1）数量和时间答案的处理首先，把专家的回答按从小到大的顺序排列如，共有n位专家时，共有n个答案：nnxxxx121安全系统工程)(2)(12211偶数奇数knknxxxxkkk找出中位数、四分位点进行处理中位数安全系统工程为偶数为奇数为偶数为奇数上kknxxkknxkknxxkknxxkkkkkk,22,2,122,1212323)13(21223123)33(21上四分位点安全系统工程为偶数为奇数为偶数为奇数下kknxxkknxkknxxkknxxkkkkkk,22,2,122,121222112221下四分位点安全系统工程某矿邀请16位专家对该矿某事件发生概率进行预测，得16个数据。由小到大将所得数据排列见表。计算中位数和四分位点。n12345678910111213141516P(10-3)1.351.381.401.401.401.451.471.501.501.501.501.531.551.601.601.65安全系统工程n12345678910P(10-3)2.32.52.62.82.93.13.23.43.53.5安全系统工程（2）等级比较答案的处理在邀请专家进行安全预测时，常有对某些项目的重要性进行排序的要求。假如，共有m种项目，请专家从中选出n中进行排序，排在第一位的为n分，第二位的n-1分，最后一位为1分，计算各项目的得分（重要度）安全系统工程nijiijNBs1第j个项目的重要度ni,,2,1第j个项目的得分比重nijjiMsk1mj,,2,1mj,,2,1ni,,2,1安全系统工程煤矿若发生火灾，可造成严重的经济损失和人员伤亡。为消灭火灾，共提出6个方案，现请93位专家从中选出3个方案并对其排序。代号内容a密闭火区，利用风压平衡法控制漏风b…，向火区内注水C…，向火区内注泥浆d…，向火区内注氮气e…，向火区内注凝胶f…，利用风压平衡，并注浆安全系统工程项目abcdef一75108000二18302015100三2202030156算出各项目的重要度及得分比重，并进行排序安全系统工程作业网上查找应用特尔斐法的实例，并把要点写在作业本上安全系统工程四、时间序列预测法时间序列预测法是指利用观察或记录到的一组按时间顺序排列起来的数字序列，分析他们的变化方向和程度，从而对下一时期或以后若干时期可能达到的水平进行推测。安全系统工程1、滑动平均法一般认为，未来的状况与较近时期的状况有关，而与更早时期的状况关系不大。因此，可采用与预测期相邻的几个数据的平均值作为滑动预测值。安全系统工程3211ttttxxxx假定未来的状况跟过去三个月的情况关系较大，则也可用多个月份的滑动平均值来预测txxxxttttt)1(11安全系统工程1011tiittxtx上述公式可写为某地年均粮食产量如图，试用滑动平均法进行预测年份199619971998199920002001粮食产量4752636770727.6631998199920002001xxxx8.595199619971998199920002001xxxxxx在上面的预测方法中，对各个时期的数据是同等看待的，但实际上，这些数据的作用是不同的：距离预测期较近的数据起的作用要大些。安全系统工程可采用加权的滑动平均法来缩小预测偏差。给不同时期的数据以不同的权数，把求得的加权平均数作为预测值3211ttttxxxx623211ttttxxxx安全系统工程txxxxttttt)1(11)1(1)1()1(111tttttttttttttcccxcxcxcx101101tittiitittcxcx利用上述粮食产量图，进行加权平均法预测8.676231998199920002001xxxx8.63152345199619971998199920002001xxxxxx安全系统工程2、指数滑动平均法基本思想：是把时间序列数据看做是一个无穷序列，把看做这个无穷序列的一个函数，即1txititttxaxaxax110110iia为了在计算中使用单一的权数，并且使权数之和等于1安全系统工程nkaaaaakk,2,1,)1(,0令：当iiiaaaaaaaa)1()1()1(2010a则11aa安全系统工程itittttxaaxaaxaaaxx)1()1()1(2211])1()1()[1(121ititttxaaxaaaxaaxttxaax)1(把称为平滑系数a预测值=平滑系数×前期实际值+（1-平滑系数）×前期预测值安全系统工程)(1ttttxxaxx即：预测值=前期预测值+平滑系数×（前期实际值-前期预测值）以=0.8或0.7为宜a利用上述粮食产量图，进行指数滑动平均法预测（取）8.0a1997319982199920002001)1()1()1(xaaxaaxaaaxx2.69)1(19964xaa安全系统工程年份死亡人数年份死亡人数年份死亡人数19854.019925.919998.419865.019936.420009.419875.319946.6200110.619885.519957.1200210.919895.119967.4200310.419904.919977.320049.919915.319987.820059.8全国交通事故死亡人数（万人）安全系统工程试分别采用滑动平均法（最后三年）和指数滑动平均法（）来预测2006年的数据8.0a4.1039.104.109.92006x利用滑动平均法得利用指数滑动平均法得19852020032200420052006)1()1()1(xaaxaaxaaaxx5.9安全系统工程五、计量模型预测计量模型是由描述预测对象与其主要影响因素有关的一个方程式或是方程组构成。计量模型预测就是利用这一系列方程的计算，根据主要影响因素的变化趋势，对预测的对象的未来状况进行推测。安全系统工程回归分析法自变量和因变量之间的关系：确定关系相关关系回归分析就是根据相关关系建立回归方程的安全系统工程1、一元线性回归法bxay2xbxaxyxbnay回归系数a、b由下式决定安全系统工程22222)()(xnxxynyxbxnxyxxyxa解上面的方程组，可得确定a、b后，就可以画出回归直线安全系统工程某矿近十年来顶板事故死亡人数的统计数据见表，求回归直线：3.24)(222xnxyxxyxa77.1)(22xnxxynyxbxy77.13.24回归方程安全系统工程时间顺序x死亡人数yx2xyy21301309002244485763189573244416161651225601446836486472249154484810648010091381117169105100502555x146y3852x657xy28022y安全系统工程在回归分析中，可用相关系数，表示回归直线对实际数据变化趋势的符合程度yyxxxyLLLr相关系数yxnxyLxy1其中22)(1xnxLxx22)(1ynyLyy安全系统工程说明回归直线与实际数据的变化趋势完全相符合说明完全没有线性关系大部分情况下，，一般来说，越接近于1，说明之间存在的线性关系越强。1r0r10rr安全系统工程146xyL5.82xxL4.670yyL62.0r说明回归直线与实际数据的变化趋势基本吻合可得安全系统工程2、一元非线性回归方法要把收集起来的数据，画在坐标图中，通过判断变化分布情况，确定选用哪一种曲线作为回归曲线。也可通过专业知识，选取分析曲线。非线性回归的分析方法是通过一定的转换，将非线性问题转化为线性问题，然后利用线性回归的方法进行回归分析。安全系统工程考虑指数函数bxaey令yylnaaln则有bxay（1）安全系统工程xbaey（2）令yylnaaln则有xbayxx1安全系统工程某矿某年每个月的工伤人数的统计数据如下表，试用指数函数进行回归分析月份时间序号x工伤人数y11152.70812.7087.33322122.48544.9706.1753371.94695.8383.7874461.792167.1683.211合计bxaeyyyln2xyx2yxyy2xyx2y安全系统工程73.2)(222xnxyxyxxa175.0)(22