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基于可变模糊集的系统安全理论研究

罗景峰  
【摘要】:本文将可变模糊集理论用于系统安全理论中的评价、预测、决策以及系统可靠性评价等问题的研究,提出了一整套基于可变模糊集理论的用于解决系统安全问题的模型与方法体系。 (1)在分析现有安全评价方法的基础上,针对其存在的缺陷及不足,提出了用于系统安全评价的可变模糊识别评价方法、可变模糊评价方法,并通过实例与文献比较进行了验证。 (2)基于可变模糊集理论与模型的综合评价方法,其实质是多模型组合评价,但评价方法未考虑模型权重对评价结果的影响。为此,利用基于模糊熵的改进二元比较模糊决策分析方法确定单一样本情况下各模型的权重,利用熵权法确定多样本情况下各模型的权重,提出了一类新的加权可变模糊评价方法,包括单一样本加权可变模糊评价方法、多样本加权可变模糊评价方法以及加权多层次可变模糊评价方法。加权可变模糊评价方法因其充分考虑各评价模型的权重,使评价过程更加客观、合理。 (3)基于可变模糊聚类模型与可变模糊模式识别模型内在的关联性,建立了系统安全预测的可变模糊组合预测模型,提出了一种可变模糊组合区间预测方法。该方法考虑可变模糊组合预测模型中权重参数的可变性,利用四组权重分别进行预测,相互验证了预测结果的稳定性和可靠性,提高了预测结果的可信性。并结合矿井瓦斯涌出量的实例,说明了方法的可行性和有效性,为矿井瓦斯涌出量预测提供了一种全新的途径。 (4)分析了二元比较模糊决策分析方法在应用过程中存在的不足。基于灰色关联分析方法能够客观地确定指标重要性排序的优点,将二元比较模糊决策分析方法和灰色关联分析方法相结合,提出了一种更为客观合理的主客观权重确定方法。 (5)方案优选是系统安全决策的核心内容。分析了现有方案优选方法存在的不足,为保证优选结果的准确性和一致性,建立了系统安全决策的可变模糊优选模型,提出了系统安全决策的可变模糊优选方法。该方法通过变化模型提高了系统决策的可靠性。并以应急指挥决策和安全投资决策两例对方法的优越性进行了验证。 (6)系统可靠性与系统安全性是密不可分的。可靠性问题是关乎系统成败的重大问题,为保证系统安全可靠地运行,首先要保证研究可靠性问题的方法和手段的可靠性。为此,根据系统可靠性特点,建立了系统可靠性综合评价问题的可变模糊评价模型,提出了系统可靠性评价的可变模糊方法,并对模型中可变优化准则参数α和权重参数的可变性进行了研究。最后,以配电系统可靠性评价为例验证了可变模糊评价方法的稳定性和可靠性。


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