第四章　系统安预测技术.ppt

第四章　系统安全预测技术 预测是运用各种知识和科学手段，分析研究历史资料，对安全生产的发展趋势或可能的结果进行事先的推测和估计。 预测由四部分组成：预测信息、分析、技术和结果。 系统安全预测就是要预测造成事故后果的许多前级事件，如起因事件、过程事件及情况变化，新的不安全因素、未来的安全生产面貌及安全对策。 第一节、预测的种类及基本原理 一、预测的种类 　1.按预测对象的范围分： 宏观预测；对整个生产行业、地区、集团公司安全状况的预测； 微观预测；对一个生产单位的生产系统或其子系统安全状况的预测； 　2.按时间长短分： 长（远）期预测（5年以上）；为安全管理重大决策提供科学依据； 中期预测（1~5年）；是制订五年计划和任务的依据； 短期预测（一年）；制订年度计划以及短期发展任务的依据； 二、预测的基本原理 1. 系统工程原则 因此从系统的观点出发考虑系统安全预测问题，并把系统中影响安全的因素用集合性、相关性和阶层性协调起来； 2.类推和推断原则 用先导事件的发展规律预测迟发事件的发展趋势 3.惯性原理 根据事物发展的延续性，推断系统未来发展趋势。 第二节　预　测　方　法 预测方法从大体上分为三种：　 经验推断预测法；包括头脑风暴法、特尔菲法、主观概率法、实验预测法、相关树法、形态分析法、未来脚本法等。 时间序列预测法；包括滑动平均法、指数滑动平均法、周期变动分析法、线性趋势分析法、非线性趋势分析法。 计量模型预测法。包括回归分析法、马尔科夫链预测法、灰色预测法、投入产出分析法、宏观经济模型等； 回归分析法（regression analysis)是通过研究两个或两个以上变量之间的相关关系对未来进行预测的一种数学方法，它既提供了建立变量之间相关关系的数学表达式（通常称为经验公式）的一般途径，又可以对所建立的经验公式的适用性进行分析，使之能有效地用于预测和控制。 相关关系包括两种类型：确定关系和不确定关系。 不论确定关系还是不确定关系，对具有相关关系的现象，都可以选择一适当的数学关系式，用以说明一个或几个变量变动时，另一变量或几个变量平均变动的情况，这种关系式就称为回归方程。 回归分析法主要解决以下两个问题：一是确定几个变量之间是否存在相关关系，如果存在，找出他们之间适当的数学表达式；二是根据一个或几个变量的值，预测或控制另一个或几个变量的值，且要估计这种控制或预测可以达到何种精确度。 相关关系(几个例子) 相关关系的描述与测度(散点图) (scatter diagram) 回归分析的类型： 一元线性回归，即只有一个自变量的线性回归，用于两个变量接近线性关系的场合 多元线性回归，用于一个因变量Y同多个自变量X1, X2,… Xm,线性相关的问题。 非线性回归，又可分为两类：一类可通过数学变换变成线性回归，如取对数可使乘法变成加法等；另一类可直接进行非线性回归，如多项式回归。 1. 一元线性回归法 比较典型的回归法是一元线性回归法，它是根据自变量与因变量的相互关系，用自变量的变动来推测因变量变动的方向和程度，其基本方程式为： 解上述方程组可得： 在回归分析中，为了了解回归直线对实际数据变化趋势的符合程度的大小，求出相关系数。 马尔柯夫预测 马尔柯夫（A.A Markov）预测法是应用概率论中马尔柯夫链的理论和方法来研究随机事件变化并借此分析预测未来变化趋势的一种方法。 马尔柯夫链的基本理论 基于马尔柯夫链基本理论的状态预测、 市场占有率预测和人力资源结构预测方法。 基本概念 马尔柯夫（A.A Markov 俄国数学家）。 20世纪初，他在研究中发现自然界中有一类事物的变化过程仅与事物的近期状况有关，而与事物的过去状态无关。 例：设备维修和更新、人才结构变化、资金流向、市场需求变化等许多经济行为都可用这一类过程来描述或近似。 所谓马尔柯夫链，就是一种随机时间序列，它在将来取什么值只与它现在的取值有关，而与它过去取什么值无关，即无后效性。具备这个性质的离散型随机过程，称为马尔柯夫链。 概念:状态?? 3、马尔科夫链 时间和状态都是离散的马尔科夫过程称为马尔科夫链。例：蛙跳问题 假定池中有N张荷叶，编号为1，2，3,……,N，即蛙跳可能有N个状态（状态确知且离散）。青蛙所属荷叶，为它目前所处的状态；因此它未来的状态，只与现在所处状态有关，而与以前的状态无关（无后效性成立） 已知：初始状态向量为： S(0)=[S1(0), S2(0), S3(0), … Sn(0)] 系统有N个状态，描述各种状态下向其他状态转移的概率矩阵 P11 P12 …… P