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模糊綜合評價在場車風險安全評價中的應用

文檔作者：謝騰飛程秋平劉志云劉忠瑋文檔來源：江西省特種設備檢驗檢測研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月23日
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模糊綜合評價在場車風險安全評價中的應用
謝騰飛程秋平劉志云劉忠瑋
江西省特種設備檢驗檢測研究院 南昌 330096
摘要：模糊綜合評價以模糊數(shù)學為基礎，應用模糊關系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的因素
定量化，從多個因素對被評價事物進行評價。本文采用模糊綜合評價法對場車系統(tǒng)進行綜合評價，通過模糊數(shù)
給出場車系統(tǒng)中傷害事件發(fā)生的概率和嚴重程度的數(shù)值，以降低獲取風險要素精確值的難度，并通過實際應用
驗證了該方法的實用性。
關鍵詞：模糊綜合評價；場車；安全評價；風險
中圖分類號：TU 714 文獻標識碼：A 文章編號：1001—0785(2013)11—0098—04
Abstract：The fuzzy comprehensive evaluation is performed based on fuzzy mathematics，with the fuzzy relation syn—
thetic principle adopted，to quantify the~ctom with fuzzy boundaries and dificult to quantify and evaluate any related ob—
jects in several aspects．The paper describes comprehensive evaluation for yard tractor system by fuzzy comprehensive eval—
uation method．to work out the accident rates and severity values in site yard tractor system through fuzzy data．in order to
reduce difficulty of obtaining accurate values regarding risk factors．Practical application shows feasibility of such method．
Keywords：fuzzy comprehensive evaluation；yard tractor；safety evaluation；risk
O 前言
場車? 是指利用動力裝置驅動或牽引，在特
定區(qū)域內作業(yè)和行駛，最大行駛速度(設計值)
超過5km／h的車輛；或者具有起升、回轉、翻轉、
搬運等功能的專用作業(yè)車輛。典型的場車包括叉
車、搬運車、牽引車、推頂車和觀光車等，廣泛
應用于機場、港口、企業(yè)和觀光旅游等領域。隨
著我國經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展，場車數(shù)量呈幾何倍
國家質檢總局2010QKI97
數(shù)增長，極大地增加了監(jiān)管難度。因此，為了滿
足場車的安全監(jiān)管要求，促進新技術的發(fā)展，有
必要對場車的安全評價方法進行研究。
目前，國外用于安全評價的方法很多，應用
較為廣泛的主要有指數(shù)法、概率法、綜合評價法
等，每種方法都有其適用的范圍和條件。根據(jù)評
價對象的要求，在安全評價中應用綜合評價方法，
使評價更為完善。
常用的現(xiàn)代綜合評價法 有層次分析法、模
糊綜合評價法、數(shù)據(jù)包絡分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡
參考文獻
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社，2005．
作 者：馬峰
地 址：常州市龍江中路51號江蘇省特種設備安全監(jiān)督
檢驗研究院常州分院
郵 編：213016
收稿日期：2013—04 —15
《起重運輸機械》 2013(11)
分析法、灰色綜合評價法等。近年來，已經(jīng)有愈
來愈多領域的安全評價開始嘗試使用模糊綜合評
價法。
模糊綜合評價_3，4 以模糊數(shù)學為基礎，應用模
糊關系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量
的因素定量化，從多個因素對被評價事物進行評
價。這種方法簡單易行，對一些采用傳統(tǒng)方法無
法進行數(shù)量分析的問題，可以綜合定性和定量，
很好地解決了判斷的模糊性和不確定性的問題。
典型特點是它不是絕對的肯定或否定，而是用一
個模糊集合來表示，更加接近于人的思維模式，
適用于對受多種因素影響的事物做出全面評價。
場車與其他機電類特種設備不同 ，其不屬
于高危險設備，在綜合考慮經(jīng)濟性和精確性的情
況下，模糊綜合評價 -9]可以將無法或難以用定量
方式來描述其嚴重程度的傷害事件用模糊數(shù)進行
代替。采用模糊數(shù)來描述傷害事件發(fā)生的概率和
嚴重程度，既可以降低獲取風險要素精確值的難
度，同時又可以結合工程技術人員的實際經(jīng)驗和
判斷構造模糊數(shù)的隸屬函數(shù)，較準確地把它們描
述出來，并能在一定程度上容忍描述的誤差。
1 風險要素的模糊評估
風險要素包括傷害的嚴重程度和傷害發(fā)生的
概率。根據(jù)專家經(jīng)驗和相關標準，在一個風險情
節(jié)中可能發(fā)生傷害的嚴重程度的評價集可以確定
為{高，中，低，可忽略}，分別用s 、5 、s，、
表示。
因此，某個風險 中傷害的嚴重程度S(X)
的模糊子集可以用式(1)描述
s㈤= + + + ㈩
式中：A(S )、A(5 )、A(5 )、A(S ) 表示
．s( )對于s 、S 、 、S 的隸屬度。
傷害發(fā)生的概率的評價集可以確定為{頻繁，
很可能，偶爾，極少，不大可能，不可能}，分別
用 、Pn、P 、P。、P 、P，表示。同理，某個
風險 中傷害的嚴重程度P( )的模糊子集可用
式(2)表示
+ + + +
A(PE) A(P，) ?
+
《起重運輸機械》 2013 (11)
式中：A(P )、A(P日)、A(Pc)、-A(P。)、
A(P )、A(P，)表示P(X)對于PA、P 、Pc、P。、
P 、尸 的隸屬度。
隸屬函數(shù)的確定方法主要有以下幾種：1)模
糊統(tǒng)計法就是讓安全評價人員依據(jù)自己的思考，
獨立確定某個風險的風險要素評估，由于他們對
這個風險的理解有差異，評估結果將有所不同。
統(tǒng)計評估結果在風險要素的評價元素上出現(xiàn)的頻
率，即隸屬頻率，從而確定隸屬度。2)專家經(jīng)驗
法根據(jù)專家的實際經(jīng)驗，確定隸屬函數(shù)的方法
稱為專家經(jīng)驗法。3)常用的隸屬函數(shù)。
在確定隸屬函數(shù)時，要分析所描述對象的
特征，以此為依據(jù)選擇確定隸屬函數(shù)的方法。
隸屬函數(shù)的選擇應遵循一定的原則，盡量避免
主觀隨意性，要緊密結合實際，力求物理意義
明確。在許多情況下，經(jīng)常是先確定粗略的隸
屬函數(shù)，然后通過學習和實踐檢驗逐步修改和
完善。
2 風險要素的多層次模糊評估
2．1 模糊綜合評價的一級數(shù)學模型的創(chuàng)建
1)給出評價集
V= { 1， 2， 3，?， }
(m為評價數(shù))
2)確定因素集
U= {U1，U2，u3，? ，M }
(n為因素個數(shù))
3)在因素集中，按因素重要程度的不同給出
相應的權數(shù)分配，有
A=(a1，a2，a3，? ，a )
確定的方法有統(tǒng)計法、專家評議法以及層次
分析法、兩兩對比法等。
為了方便判別和比較各權數(shù)之和，應符合歸
一化原則，即Σ。 =1
i= l
4)建立一個從 到 的模糊映射
／： F( )
— ÷r 1／ 1+r 2／ 2+r 3／ 3+? +r m／
m
(0≤r 1；i=1，2，3? ．，n； =1，2，3，．．．，
m、
得到一級模糊評價矩陣
一99 —
R =
r1I r12
r21 F22
r31 F32
： ：
● ●
rnl rn2
5)綜合評價及結果
有了一級模糊評價矩陣R和各因素的權數(shù)矩
陣A，即可做出綜合性評價，其公式為
B =A ·R = (g1，a2，a3， ·一，a ) ·
L rnl
2．2 多級數(shù)學模型的創(chuàng)建
一級模糊評價模型比較簡單易用，但如果用
它評價一個因素較多的對象時，則會因為權數(shù)過
小以及相互之間難以權衡比較，而不能準確地描
述評價對象。因而，在綜合評價因素較多的情況
下，一般不采用一級模型，而采用多級模型。多
級數(shù)學模型創(chuàng)建方法如下：
1)將因素U按某種屬性分成S個子集，記為
， ， ，
?
，
2)對于每個 按一級模型分別進行綜合評
價。 的模糊評價矩陣為R ，u 中各因素的權重
分配為A = (a【1'g a ，? ，a )，則第一級
的綜合評價為
B = A。- R
3)將每個 作為一個元素，則二級評價矩
陣為
R =
曰1
B2
●
：
B
= (b )
按照每個 的重要程度給出權數(shù)分配矩陣
A =(a1，a2，g3，? ，a )
于是有二級模糊綜合評價模型
B =A ·R =A ·
一10O —
A1 · R1
A2 · 2
- ● ●
： ： ：
： ： ：
● ● ●
A ·
所謂多級模型就是將因素分成多個級別，并
重復上述步驟。
3 應用舉例
對于場車，車輛的整體狀況是作業(yè)過程中是
否安全的重要指標，包括車輛的穩(wěn)定性、工作裝
置狀況以及行駛轉向制動狀況等，其中行駛轉向
制動又包含行駛機構狀況、制動部件狀況、轉向
部件狀況和路面沖擊反饋，見表1。在評估車輛總
體狀況時，需要先評估這些因素的安全狀況，而
這些因素往往難以全部用定量檢測的方法獲得現(xiàn)
場數(shù)據(jù)，所以本文用模糊綜合評價的方法進行模
糊評估。
表1 車輛整體狀況評估
代號 因素
Ul U11 車輛穩(wěn)定性
2I 工作裝置狀況
U31 轉向部件狀況
行駛、轉 U32 制動部件狀況
U3 向及制動
狀況 ／~33 行駛機構狀況
U34 路面沖擊反饋
其中各因素發(fā)生的嚴重程度的評價集為{高，
中，低，可忽略}。
1)計算第一級模糊評價。由于因素集 、
中只包含了一個因素，所以可以根據(jù)一次安全評
價的統(tǒng)計直接給出評估結果，即
B ：A1·R1=(0，0．3，0．5，0．2)
B，=A，·R，=(0，0．1，0．2，0．7)
因素集 包含4個因素{u， ，U ：，U， ，
}。根據(jù)此次安全評價的統(tǒng)計得到模糊關系矩陣
R =
0．3
0．1
O
0．1
0．6
0．1
O．2
0．2
0．1
0．3
0．4
0．5
0
0．5
0．4
0．3
按各因素重要程度給出權數(shù)分配
A =(0．5，0．1，0．2，0．2)
由此得出行駛轉向制動狀況的嚴重程度的評
估為
B3=A3·R3=(0．18，0．39，0．26，0．19)
2)計算二級模糊評價，其模糊關系矩陣
《起重運輸機械》 2013 (11)
；
r r r
● ● ● ● ● ●
：
0
則可以得到車輛整體狀況的評估：
r 0 0．3 0．5 0．2]
l 0 0．1 0．2 0．7 I
L0．18 0．39 0．26 0．19J
根據(jù)最大隸屬度原則，得到車輛整體狀況的
4 結論
1)采用模糊數(shù)學方法，并結合工程技術人員
的實際經(jīng)驗和判斷構造模糊數(shù)的隸屬函數(shù)，可以
增加其在評價場車系統(tǒng)安全中的適應性，準確地
描述場車系統(tǒng)中風險的不確定性；
2)模糊綜合評價能夠解決場車風險安全評價
中評價指標難以量化的問題，為場車安全狀況評
價找到了一種較合理的方法。
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作 者：謝騰飛
地 址：南昌市高新開發(fā)區(qū)高新二路201號江西省特種
設備檢驗檢測研究院檢驗二部
郵 編：330096
收稿日期：2013—03—06
(上接第94頁)
車鉤與拉桿通過銷軸連接的結構改為一體式拉桿，
即取消車鉤鉤尾和拉桿插頭部分，制成一體式的
拉桿，然后再焊接上車鉤。在安裝碟簧時按原序
成組安裝，保證碟簧的預緊力和壓縮量，使碟簧
使用符合工況要求。
2)明確碟簧點檢時間為每半年一次，并且通
過日常觀察鉤頭的緩沖狀態(tài)和定期檢查的方法，
保證碟簧正常使用。
3)與生產部門溝通，要求監(jiān)督鐵路放風是否
徹底，以避免定位車過載情況出現(xiàn)。
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社，2003． ，
作者地址：河北省滄州市渤海新區(qū)黃驊港神華小區(qū)19棟3
單元501
郵 編：061113
收稿日期：2013—03—21
— 10l 一

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