第一讲 综合评价理论与方法.........................................................................................................3
评价..................................................................................................................................................3
评价系统的相关问题.......................................................................................................................3
指标体系与评价方法.......................................................................................................................3
评价方法分类..................................................................................................................................4
评价的基本过程..............................................................................................................................5
评价的原则......................................................................................................................................5
评价的实施......................................................................................................................................5
多指标综合评价..............................................................................................................................6
综合评价问题的要素.......................................................................................................................6
指标体系的建立..............................................................................................................................7
指标体系建立原则...........................................................................................................................7
专家调研法......................................................................................................................................7
多目标决策的基本概念...................................................................................................................8
多目标决策的特点...........................................................................................................................8
多目标决策的分类...........................................................................................................................8
属性、目标、目的与准则的定义...................................................................................................9
多目标决策的求解过程...................................................................................................................9
多目标决策问题的要素...................................................................................................................9
第二讲 多属性决策分析、主成分分析.......................................................................................11
多目标决策与多属性决策的差异.................................................................................................11
特点(多属性决策).....................................................................................................................11
指标体系(多属性决策).............................................................................................................11
指标体系设置的原则.....................................................................................................................11
指标标准化的方法.........................................................................................................................12
主成分分析的原理.........................................................................................................................12
如何消除指标间的相关性?.........................................................................................................12
为什么要进行决策矩阵的标准化?.............................................................................................12
主成分分析法的步骤.....................................................................................................................12
功效系数法的基本步骤.................................................................................................................12
主成分分析的特点及缺陷:...........................................................................................................12
第三讲 层次分析法.......................................................................................................................13
层次分析法的基本步骤.................................................................................................................13
第四讲 模糊综合评价方法...........................................................................................................13
模糊综合评价................................................................................................................................13
模糊综合评价的思想和原理.........................................................................................................13
对隶属度的运算............................................................................................................................14
确定权重的方法............................................................................................................................14
模糊综合评价建模步骤.................................................................................................................14
模糊综合评价的优缺点.................................................................................................................14
第五讲 人工神经网络...................................................................................................................15
人工神经网络的概念.....................................................................................................................15
八个要素........................................................................................................................................15
联接模式........................................................................................................................................15
有导师训练与无导师训练.............................................................................................................15
利用BP网络进行评价的优点......................................................................................................15
几种典型的激活函数.....................................................................................................................16
指标体系的构成............................................................................................................................16
三种尺度变量的区别.....................................................................................................................16
相似系数........................................................................................................................................16
第一讲 综合评价理论与方法
评价
是指按预定的目的,确定研究对象的属性(指标),并将这种属性变为客观定量的计值或主观效用的行为。(秦寿康)
综合评价(comprehensive evaluation,CE)
①对研究对象功能的一种量化描述,既可以利用时序统计数据去描述同一对象功能的历史演变,也可以利用统计数据去描述不同对象功能的差异。(秦寿康)
②是指对被评价对象所进行的客观、公正、合理的全面评价。如果把被评价对象视为系统,上述问题就可以表述为若干个(同类)系统中,如何确定哪个系统的运行状况好,哪个差。(郭亚军)
③概指对多属性体系结构描述的被评价对象的全局性、整体性的评价。对被评价对象的全体,根据所给的条件,采用一定的方法给每个被评价对象赋予一个评价值(评价指数),再据此择优或排序。(王宗军)
虽然表述不一,但是核心思想是一以贯之的,即综合评价就是根据不同的评价目的,利用被评价对象的各种属性信息,建立合理的指标体系,采用科学的评价方法和集结方式,对被评价对象进行排序的过程。
评价系统的相关问题
1、评价系统组成,即评价主体和评价客体。
2、评价主体:指参与评价的人的群体。
3、评价客体:指评价的直接对象。在着手评价时,还需考虑评价环境。
4、评价环境:指评价系统以外且与之联系较紧密的其他部分,它是评价系统的外部环境。
5、评价主体、评价客体和评价环境三者一起,构成了一个复杂的开放系统。
6、评价系统就其本质来说,是一个信息处理系统,开展评价的过程,是一个将无序信息有序化的过程(有序、无序、耗散结构),这一过程所需处理的信息量非常大,只有应用现代科学方法,借助于现代化的计算工具——计算机才能实现。
7、这样,评价主体便自然分成了两个子系统,即由专家群体组成的智囊子系统和由领导集体组成的决断子系统。
8、评价的本质
可见,评价是对研究对象功能的一种量化描述,它既可以利用时序统计数据去描述同一对象功能的历史演变,也可以利用统计数据去描述不同对象功能的差异。各种评价结果还可以用来研究对象的结构,并为优化结构指明方向。
指标体系与评价方法
(1)指标体系(属性集):
属性:是关于目的的框架结构,是对研究对象本质特征的概括。
指标:是关于研究对象属性的测度,是对象属性的具体化,是指描述评价对象功能的量。 指标体系:随着人们对世界认识的不断深化,描述评价对象功能的指标往往不止一个,而是若干个,多个评价指标构成的一个多指标系统。
(2)评价方法:
对多指标系统中的不同对象,无法直接比较其优劣,必须借助某种评价方法,将多指标系统转化成单指标系统,再进行对比。
评价方法分类
1、按对象所处的阶段,评价分成事前评价、中间评价、事后评价和跟踪评价。(后评价)
2、按评价模式,可分成传统评价模式和现代评价模式。
(1)传统评价模式
这是我国目前最常用的一种评价模式,如各单位一年一度的“评先进”即其一例。这一模式存在诸多弊端
其一是指标体系不全面、不规范
其二是评价方法本质上以定性分析或半定性半定量分析为主,科技含量不高,主观成分过重
(2)现代评价模式
这是当今蓬勃兴起的一种评价模式,它代表着评价的发展方向。
这一模式的指标体系较全面、较规范;借助于评价方法对定性指标定量化,使指标体系成为可计算,并可通过计算机软件予以实现。
该模式要求尽可能排除主观成分,使评价结果体现科学、民主、公正、公平、公开的原则。
3、按评价对象评价分为两类
⑴一类是对现存的已有系统或被评对象进行的,是根据一定的标准去测量和判定被评对象的性能和质量。
这种评价的出发点是:
①存在有效的标准,可以根据这一标准,收集系统的有关资料,确定系统实际存在的性能和质量状况;
②可以将系统实际的性能和质量与某个规定的标准相比较,判断系统性能是否合格或优劣。 第一类评价问题以获取评价结果作为目的,虽然评价结果可以作为决策的依据,但是不必与决策发生直接的联系。
⑵另一类评价是针对待建系统的评价,通常是对某个工程项目或拟开发系统的若干个不同的设计方案进行的分析和评价。
第二类评价问题以获取系统为目的、评价只是获取系统的决策依据
。
评价的基本过程
①确定评价标准;
②收集相关资料;
③对所收集的信息进行分析;
④用适当的方法形成评价结果。
因此评价的目的是对系统(无论已有还是拟建系统)的性能、状态有一客观的了解,为主管部门或决策人制订决策提供依据。可以这样说,没有正确的评估就不可能有正确的决策。 评价的原则
①科学性。
评价的标准应能真实而科学地反映系统的全面的性能特点,并注意评价标准的规范化;同时所采集的信息要可靠、准确,评价所用的方法要科学化、程序化;信息的管理要集中化、系统化。
②客观性。
应当尽量避免由于评价实施者的个人倾向或偏见造成评价结果的主观随意性。因此,一方面系统性能的测定和判断应有比较客观的标准,注意评价标准的可测性,尽量采用定量化的标准;另一方面,评价过程的组织工作要公正、公开,注意评价实施者的客观性与代表性,对那些难以量化的指标作价值判断时最好有公众参与,并保证参与者在符合一定的社会原则下有充分发表各种意见的自由。
③可比性。
在确定评价对象和评价标准时,还应注意只有在相类似的条件或基础上才能进行相互间的比较。
④有效性。
评价,尤其是对复杂系统如大型工程或社会经济系统的评价,十分费时费力,因此在评价时要力争用最少费用取得尽可能好的结果。
⑤动态性。
动态性有多个方面的含义。一是被评价的对象,尤其是被评价对象的属性往往是动态的,不能用静止的观点来考察它,既要评价它的现状,也要评价其发展潜力和趋势。二是评价的指标是动态的。
评价的实施
⑴评价的两个阶段
①首先要搞清已有系统的实际性能和质量状况或待建系统可达到的性能和质量状况;
②其次是把这些性能和质量状况与规定的标准相对照(比较),对系统的性能和质量做出判断。
⑵评价的复杂性
①首先遇到的问题是如何规定评价的标准。
②其次,不同的系统虽然有同样的输出,但它们可能有着很不相同的输入。
多指标综合评价
评价的依据就是指标。
由于影响评价事物的因素往往是众多而复杂的,当应用多指标评价法对若干个投资方案进行经济效果评价和方案择优时,如果其一方案的所有指标都优于其他方案,当然这一方案是最优方案。
但是,这种情况在实际工作中极为少见。经常是各方案中,都有一部分指标较优,一部分指标较差。这样,就给各方案择优带来了不少困难。
对被评价事物的多项指标的信息加以汇集,得到一个综合指标,以此来从整体上反映评价事物的整体情况,这就是多指标综合评价方法。
特点:
1.评价中包含了若干个指标,这多个评价指标分别说明被评价事物的不同方面。
2.评价方法最终要对被评价事物做出一个整体性的评判,用一个总指标来说明被评价事物的一般水平。
3.随着所需考虑的因素越来越多,规模越来越大,对评价工作本身的要求也越来越高,要求它克服主观性和片面性,体现出科学性和规范性。
4.而且,当前的评价工作不但要考虑结构化、定量化的因素,而且要考虑大量的非结构化、半结构化、模糊性、灰色性的因素。
综合评价问题的要素
评价目的:
必须首先明确评价的目的,这是评价工作的根本性指导方针。对某一事物开展综合评价,首先要明确为什么要综合评价,评价事物的哪一方面,评价的精确度要求如何,等等。 被评价对象:
评价的对象通常是同类事物(横向)或同一事物在不同时期的表现(纵向)。同一类评价对象的个数要大于1,否则就没有判断和评价的必要了。这一步的实质是明确对象系统。评价对象系统的特点直接决定着评价的内容、方式以及方法。
评价者:评价者可以是某个人(专家)或某团体(专家小组)。评价目的的确定、被评价对象的确定、评价指标的建立、权重系数的确定、评价模型的选择都与评价者有关。 评价指标:
根据研究的对象和目的,能够确定地反映研究对象某一方面情况的特征依据。每个评价指标都是从不同侧面刻画对象所具有的某种特征。所谓指标体系是指一系列相互联系的指标所构成的整体。它能够根据研究的对象和目的,综合反映出对象各个方面的情况。指标体系不仅受评价客体与评价目标的极度制约,而且受评价主体价值观念的影响。
权重系数:
相对于某种评价目标来说,评价指标之间的相对重要性是不同的。评价指标之间的这种相对重要性太小,可用权重系数来刻画。指标的权重系数,简称权重,是指标对总目标的贡献程度。很显然,当被评价对象及评价指标都确定时,综合评价的结果就依赖于权重系数。即权重系数确定的合理与否,关系到综合评价结果的可信赖程度。因此,对权重系数的确定应特别谨慎。
综合评价模型:
所谓多指标综合评价,就是指通过一定的数学模型将多个评价指标值“合成”为一个整体性的综合评价值。可用于“合成”的数学方法较多。问题在于我们如何根据评价目的及被评价对象
的特点来选择合适的合成方法。
评价结果:
输出评价结果并解释其含义,依据评价结果进行决策。应该注意的是。应正确认识综合评价方法,公正看待评价结果。综合评价结果只具有相对意义,即只能用于性质相同的对象之间的比较和排序。
指标体系的建立
进行综合评价,首先要确定评价的指标体系,这是综合评价的基础。指标的选择好坏对分析对象常有举足轻重的作用。
指标体系建立原则
一、指标宜少不宜多,易简不易繁。
指标并非多多益善,关键在于评价指标在评价过程中所起作用的大小。目的性是出发点。指标体系应涵盖为达到评价目的所需的基本内容,能反应对象的全部信息。指标的精炼课减少评价的时间和成本,使评价活动易于展开。
二、指标应具有独立性
每个指标要内涵清晰、相对独立;同一层次的各指标间应尽力不相互重叠,相互间不存在因果关系。指标体系要层次分明,简明扼要。整个评价指标体系的构成必须紧紧围绕着综合评价目的层层展开,使最后的评价结论的确反映评价意图。
三、指标应具有代表性,能很好地反应研究对象某方面的特性。
指标间也应具有明显的差异性,也就是具有可比性。评价指标和评价标准的制定要客观实际,便于比较。
四、指标应可行。
符合客观实际水平,有稳定的数据来源,易于操作,也就是应具有可测性。评价指标含义要明确,数据要规范,口径要一致,资料收集要简便易行。
专家调研法
实际应用中常用。即向专家发函,征求其意见。
评价者可根据评价目标和评价对象的特征,在所涉及的调查表中列出一系列的评价指标,分别征询专家对所设计的评价指标的意见
然后进行统计处理,并反馈咨询结果
经几轮咨询后,如果专家意见趋于集中,则由最后一次咨询确定出具体的评价指标体系。 该方法是一种专家多轮咨询法,具有以下三个特征:
匿名性。向专家们分别发送咨询表,参加评价的专家互不知晓,消除了相互间的影响
轮间情况反馈。协调人对每一轮的结果做出统计,并将其作为反馈材料发给每个专家,供下一轮评价时参考
结果的统计特性。采用统计方法对结果进行处理,可以说对专家意见的定量处理是它的一个重要特点。
此法可适用于所有评价对象,它的优点是专家不受任何心理因素的影响,可以充分发挥自己的主观能动性,在大量广泛信息的基础上,集中专家们的集体智慧,最后就可以得到合理的评价体系。
缺点是它所需要的时间较长、耗费的人力物力较多。
该方法的关键是物色专家以及确定专家的人数。
注意:
在对备选方案进行综合评价前,要注意评价指标类型的一致化处理。
有些指标是正指标,有些指标是逆指标。
而且,有些指标是定量的,有些指标是定性的。
指标处理中要保持同趋势化,以保证指标间的可比性。
对于效益型指标,越大越好;成本型指标,则越小越好;区间型指标,属性在某一固定区间为最好。
这就要求进行评价指标属性值的归一化处理。
多目标决策的基本概念
多目标决策是对单个目标决策而言的,单目标决策问题相对比较简单,在现实生活和实际工作中遇到的更普遍的问题常常会有多个目标。
多目标决策的特点
①决策问题的目标多于一个。
②多目标决策问题的目标间不可公度(non-commensurable),即各目标没有统一的衡量标准或计量单位,因而难以进行比较。
③各目标间的矛盾性。如果多目标决策问题中存在某个备选方案它能使所有目标都达到最优,即存在最优解,那么目标间的不可公度性倒也不成问题了,只是这种情况很少出现,绝大部分多目标决策问题的各个备选方案在各目标之间存在某种矛盾,即如果采用一种方案去改进某一目标的值,很可能会使另一目标的值变坏。
多目标决策的分类
⑴最常用的多目标决策问题的分类法是按决策问题中备选方案的数量来划分。
一类是多属性决策问题,这一类决策问题中的决策变量是离散型的,其中的备选方案数量为有限个,因此,有些文献也称之为有限方案多目标决策问题。这一类问题求解的核心是对各备选方案进行评价后排定各方案的优劣次序,再从中择优。
另一类是多目标决策问题,这一类决策问题中的决策变量是连续型的,即备选方案数有无限多个,因此,有些文献也称之为无限方案多目标决策问题。求解这类问题的关键是向量优化,即数学规划问题。
按照一些国外文献的分类法,无论是多属性决策问题还是多目标决策问题,都被通称多准则决策问题。
⑵多准则决策问题也可以像单目标决策问题那样按自然状态(这里的自然状态是广义的)分类
一类是确定型多准则决策问题;另一类是非确定型多准则决策问题
⑶多准则决策问题还可以按所涉及的决策者人数来划分
只涉及单个决策人的是一般的多准则决策问题,或称多目标决策问题。若涉及多个决策人,则称为群决策问题。
属性、目标、目的与准则的定义
(1)属性:是备选方案的特征、品质或性能参数。
(2)目标:是决策人所感觉到的比现状更佳的客观存在,用来表示决策人的愿望或决策人所希望达到的、努力的方向。
(3)目的:目的是在特定时间、空间状态下,决策人所期望的事情。目标给出预期方向,目的给出希望达到的水平或具体数值。
(4)准则:是判断的标准或度量事物价值的原则及检验事物合意性的规则,它兼指属性及目标。
多目标决策的求解过程
用规范化的方法求解一个多目标决策问题的全过程包括图2.1所示的五个步骤。
第一步是提出问题。这时对面临问题的认识是主观而含糊的,所提出的目标也是高度概括的。 第二步是阐明问题。这时要使目标具体化,要确定衡量各目标达到程度的标准即属性以及属性值的可获得性,并且要清楚地说明问题的边界与环境。
第三步是构造模型。要选择决策模型的形式,确定关键变量以及这些变量之间的逻辑关系,估计各种参数,并在上述工作的基础上产生各种备选方案。
第四步是分析评价。要利用模型并根据主观判断,采集或标定各备选方案的各属性值,并根据决策规则进行排序或优化。
第五步是根据上述评价结果,择优付诸实施。
以上各步骤的顺序进行只是一种理想的多目标决策流程,从第三步开始,就有可能需要返回前面的某一步进行必要的调整,甚至从头开始。决策问题愈复杂,反复的可能性就愈大,重复的次数也愈多。
决策与评价的关系:从上面的讨论以及从图2.1可知,评价是多目标决策过程中的重要步骤,或者说是关键性环节,评价的结果用作最终决策的依据。有时候,评价可以作为独立的活动存在,与决策不发生直接的关联。
多目标决策问题的要素
任何一个多目标决策问题都包含决策单元(decision-making unit)、目标集(set of objectives)、属性集(set of attributes)、决策形势(decision situation)和决策规则(decision rule)五个要素。
1.决策单元和决策人
Churchman(1968)指出,决策人是有能力改变系统的人,这里的能力指进行这种变化的责任与权力。
Chankong(1983)认为,决策人是某个人或由一些个人组成的群体,他们直接或间接地提供最终的价值判断,据此可以排定各备选方案的优劣。
决策单元则是由决策人、分析人员和作为信息处理器的人机系统构成。
决策单元的功能是:接受输入信息,产生内部信息,形成系统知识,提供价值判断,作决定。
2.目标集及其递阶结构
目标是决策人希望到达的状态。为了清楚地阐明目标,可以将目标表示成层次结构:最高层目标是促使人们研究该问题的原动力,但是它过于笼统,不便运算,
需分解为具体而便于运算的下层目标。
3.属性集和代用属性
属性就是对基本目标达到程度的直接度量,也就是说对每个最下层目标要用一个或几个属性来描述目标的达到程度。
当目标无法用属性值直接度量时,用以衡量目标达到程度的间接量称为代用属性。
4.属性应满足的要求
①可理解性,即属性要能充分说明目标满足的程度;
②可测性,指给定方案的属性在实际上可以用加有一定单位的数值来表示。 对衡量目标达到程度的单个属性的要求是可测性与可理解性;而对描述整个多
5.目标决策问题的属性集的要求
①属性集应该是完全的,它反映了决策问题的所有重要方面;
②它应该是可运算的,能有效地用于进一步的分析;
③它应该是可分解的,即属性集可以分成几部分,使下一步的分析评价简化; ④它应该是非冗余的,即问题没有那个方面被重复考虑;
⑤它应该是最小的,也就是说对同一多目标问题,找不到另一个完全的属性集比它有更少数目的元素。
6.决策规则
在作决策时决策人力图选择
决策规分为两大类。
一类是最优化(optimzing)规则,它能把方案集中,所有备选方案排成完全序;而根据决策规则所蕴涵的某种准则,在完全序中总存在一个最好的方案。
另一类是满意(satisfying)规则,它为了使分析简化、节省时间、降低费用而牺牲最优性,把方案集划分成容易处理的几个有序子集,比如可接受与不可接受两个子集或者好、可接受、不可接受三个子集;根据这种规则,不同子集里的两个方案的优劣是显而易见的,同一子集中的方案无法或难以分辨优劣。
第二讲 多属性决策分析、主成分分析
多目标决策与多属性决策的差异
多目标决策(multi-objective decision making)
决策变量是连续型的(即备选方案有无限多个),求解这类问题的关键是向量优化,即数学规划问题。
多属性决策(multi-attribute decision making)
决策变量是离散型的(即备选方案数量为有限多个),求解这类问题的核心是对各备选方案进行评价后排定各方案的优劣次序,再从中择优。
特点(多属性决策)
指标间的不可公度性
即多属性指标之间没有统一量纲,难用同一标准进行评价。
指标之间的矛盾性
提高了这个指标值,可能损害另一指标值。
指标体系(多属性决策)
由多个相互联系、相互依存的评价指标,按照一定层次结构组合而成,具有特定评价功能的有机整体。
单一的评价指标只能反映社会经济系统的某一具体特征,要全面、准确地评价一个系统,首先要构建合理的指标体系。
指标体系设置的原则
系统性原则
指标体系应反映系统的整体性能和综合情况,指标体系的整体评价功能应大于各指标的简单总和。
指标体系应层次清晰,结构合理,相互关联,协调一致。
应抓住主要因素,既能反映直接效果,又能反映间接效果,保证决策的全面性和可信度。 可比性原则
决策指标和评价标准的制定应客观实际,便于比较。
指标间应避免显见的包含关系,隐含的相关关系应以适当的方法加以消除。
不同量纲的指标应按特定的规则作标准化处理,化为无量纲指标,以便于整体综合评价。 指标处理中应保持同趋势化,以保证指标间的可比性。
科学性原则
定性分析与定量分析相结合。
定量指标应注意绝对量和相对量的结合使用。
实用性原则
指标应涵义明确,数据规范,口径一致,资料收集可靠。
指标设计应符合国家和地方的政策法规,口径和计算应与通用的会计、统计、业务核算协调
一致,便于统计和计算。
指标标准化的方法
向量归一化法、线性比例变换法、极差变换法、标准样本变换法
指标权重确定的方法
相对比较法、连环比率法、熵值法、专家咨询法(德尔菲法)、
主成分分析的原理
在多指标决策中,当指标数量大,并且指标之间存在某种程度的相关关系时,这不仅增加决策的工作量,也直接影响到决策的有效性和可靠性。
如何消除指标间的相关性?
主成分分析法(主元分析法)是将多个指标转化成少数几个相互无关的综合指标的一种多元统计分析方法。主成分分析体现了降维的思想。
为什么要进行决策矩阵的标准化?
由于主成分是从协方差矩阵∑求得的,而协方差矩阵会受评价指标的量纲和数量级的影响,从而主成分也会因评价指标的量纲和数量级的改变而不同。
标准化指标的协方差矩阵等于其相关系数矩阵,而相关系数矩阵不受指标量纲或数量级的影响,因此标准化后的主成分是不受原指标量纲或数量级的影响的。
主成分分析法的步骤
决策矩阵标准化
求出样本相关系数矩阵R=(rij) n×n
计算相关系数矩阵R的特征值和对应的特征向量
按累积贡献率准则提取主成分
分析主成分的经济意义,用主成分进行综合评价
功效系数法的基本步骤
1. 确定决策指标体系
2. 计算各指标值的功效系数dij
3. 计算各方案的总功效系数
4. 以总功效系数为判据,对各方案进行排序。
功效系数越大,方案越优;功效系数越小,方案越劣。
主成分分析的特点及缺陷:
1. 能消除评价指标间相关关系的影响,减少了指标选择的工作量。因此指标的选择原则是
尽可能全面,而不必顾虑评价指标之间的相关性。
2. 综合评价所得的权数是伴随数学变换自动生成的,具有客观性。但这种权数具有不稳定性,且各评价对象之间数值差异大的指标不一定有更重要的经济意义。
3. 综合评价结果不稳定。减少或增加被评价对象都有可能改变原来的排序。适合一次性、大样本容量的综合评价。一般要求样本容量大于指标个数的两倍。
第三讲 层次分析法
层次分析法的基本步骤
1)建立层次分析结构模型
深入分析实际问题,将有关因素自上而下分层(目标—准则或指标—方案或对象),上层受下层影响,而层内各因素基本上相对独立。
2)构造成对比较阵
用成对比较法和1~9尺度,构造各层对上一层每一因素的成对比较阵。
3)计算权向量并作一致性检验
对每一成对比较阵计算最大特征根和特征向量,作一致性检验,若通过,则特征向量为权向量。
4)计算组合权向量(作组合一致性检验*)
组合权向量可作为决策的定量依据。
第四讲 模糊综合评价方法
模糊综合评价
模糊综合评价方法是借助模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价,即对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。
模糊综合评价是建立在模糊集合基础之上,运用模糊数学原理对受多种因素影响的事物做出比较全面、客观评价的一种决策方法,是一种以模糊推理为主的定性与定量相结合、精确与非精确相统一的分析评价方法 。
对方案、人才、成果的评价,人们的考虑的因素很多,而且有些描述很难给出确切的表达,这时可采用模糊评价方法。
它可对人、事、物进行比较全面而又定量化的评价,是提高领导决策能力和管理水平的一种有效方法。
模糊综合评价的思想和原理
基本思想:用属于程度代替属于或不属于.刻画“中介状态”.
基本原理:首先确定被评价对象的因素(指标)集合评价(等级)集;再分别确定各个因素的权重及它们的隶属度矢量,获得模糊评判矩阵;最后把模糊评判矩阵与因素的权矢量进行模糊运算并进行归一化,得到模糊综合评价结果.
其特点在于评判逐对象进行,对被评价对象有唯一的评价值,不受被评价对象所处对象集合
的影响.
综合评价的目的是要从对象集中选出优胜对象,因此,最后要将所有对象的评价结果进行排序.
评判的意思是指按照给定的条件对事物的优劣、好坏进行评比、判别.
综合的意思是指评判条件包含多个因素或多个指标.
综合评判就是要对受多个因素影响的事物做出全面评价.
对隶属度的运算
Zadeh算子(取大、取小算子)、有界和、环和算子、乘积算子、有界积、Einstain(爱因斯坦)算子、Hamacher(哈梅彻)算子、Yager(雅戈尔)算子
确定权重的方法
专家估计法(专家估测法)、德尔菲(Delphi)法(专家调查法)、特征值法.
加权平均法:当专家人数不足30人时,可用此法.首先多位专家各自独立地给出各因素的权重,然后取各因素权重的平均值作为其权重.
频率分布确定权数法:当专家人数不低于30人时,采用此法. 找出最值 确定分组③计算频率④取最大频率所在分组的组中值为其权重.
模糊协调决策法:贴近度与择近原则,近似方法.
模糊关系方程法:矩阵作业法(中国学者)
层次分析法(AHP):美国运筹学家T.L.Saaty(撒汀)于20世纪70年代提出的一种把定性分析与定量分析相结合的对复杂问题作出决策的有效方法.根据问题分析,分为三个层次:目标层G、准则层C和方案层P,然后采用两两比较的方法确定决策方案的重要性,即得到决策方案相对于目标层G的重要性的权重,从而获得比较满意的决策. 明确问题,建立层次结构. 构造判断矩阵.③层次单排序及其一致性检验.④层次总排序及其组合一致性检验.
模糊综合评价建模步骤
确定评价对象的因素集、确定评价对象的评语集、确定评价因素的权重向量、进行单因素模糊评价,确立模糊关系矩阵R、多指标综合评价(合成模糊综合评价结果矢量)、对模糊综合评价结果进行分析
模糊综合评价的优缺点
1、模糊综合评价法的优点
模糊评价通过精确的数字手段处理模糊的评价对象,能对蕴藏信息呈现模糊性的资料作出比较科学、合理、贴近实际的量化评价;
评价结果是一个矢量,而不是一个点值,包含的信息比较丰富,既可以比较准确的刻画被评价对象,又可以进一步加工,得到参考信息。
2、模糊综合评价法的缺点
计算复杂,对指标权重矢量的确定主观性较强;
当指标集U较大,即指标集个数凡较大时,在权矢量和为1的条件约束下,相对隶属度权
系数往往偏小,权矢量与模糊矩阵R不匹配,结果会出现超模糊现象,分辨率很差,无法区分谁的隶属度更高,甚至造成评判失败,此时可用分层模糊评估法加以改进
第五讲 人工神经网络
人工神经网络的概念
人工神经网络是一个并行、分布处理结构,它由处理单元及连接的无向信号通道互联而成。这些处理单元具有局部内存,并可以完成局部操作。
每一个处理单元有一个单一的输出联接,这个输出可以根据需要被分成希望个数的许多并行联接,且这些并行联接的输出相同的信号及相应的处理单元的信号,信号的大小不因分支的多少而变化。
处理单元的输出信号可以是任何需要的数学模型,每个处理单元中进行的操作必须是完全局部的。也就是说,它必须仅仅依赖于经过输入连接到达处理单元的所有输入信号的当前值和存储在处理单元局部内存中的值。
八个要素
一组处理单元、处理单元的激活状、输出函数、联接模式、传递规则、激活规则、学习规则、样本集合。
联接模式
层内联接:本层内的神经元到本层内的神经元的联接,用来加强和完成层内神经元的竞争
循环联接:神经元到自身的联接
层间联接:不同层间中的神经元的联接,实现信号的传递
有导师训练与无导师训练
不需要目标,训练集中只含有输入向量,训练算法致力于修改权矩阵,使网络对相似输入可以给出相似的输出。
在训练中,要求用户在给出输入向量的同时,给出对应的输出向量,二者构成一个训练对。
利用BP网络进行评价的优点
它主要根据所提供的数据,通过学习和训练,找出输入与输出之间的内在联系,从而求取问题的解。而不是依据对问题的经验知识和规则,因而具有自适应功能,这对于弱化权重确定中人为的因素是十分有益的。能够处理那些有噪声或不完全的数据,具有泛化功能和很强的容错能力。由于实际综合评估往往是非常复杂的,各个因素之间互相影响,呈现出复杂的非线性关系,人工神经网络为处理这类非线性问题提供了强有力的工具。
几种典型的激活函数
1.线性函数2.非线性斜面函数 3.阶跃函数
指标体系的构成
1、财务效益状况:净资产收益率、总资产收益率、资本保值增值率、成本费用利润率
2、资产运营状况:总资产周转率、流动资产周转率、存货周转率、应收账款周转率
3、偿债能力状况:资产负债率、产权比率、速动比率、现金流动负债比率
4、发展能力状况:销售增长率、资本积累率、总资产增长率、固定资产成新率
三种尺度变量的区别
间隔尺度变量:变量用连续的量来表示,如长度、重量、速度、温度等。
有序尺度变量:变量度量时不用明确的数量表示,而是用等级来表示,如某产品分为一等品、二等品、三等品等有次序关系。
名义尺度变量:变量用一些类表示,这些类之间既无等级关系也无数量关系,如性别、职业、产品的型号等。
相似系数
信息系统综合评价理论与方法
信息系统综合评价理论与方法
摘要:在我国21世纪后,信息化俨然已经成为企业和普通大众的中心。在信息系统审计实务中,首先需要对信息系统的安全性作出评价。信息系统是技术系统、管理系统和社会系统的结合体。因而,信息系统在运行管理中经常面临来自各方的安全威胁,即管理的、技术的、人员的以及物理和环境的安全威胁。为确保信息系统的安全运行需要从战略高度制定管理措施。信息系统可以不涉及计算机等现代技术,甚至可以是纯人工。
关键词:1.信息系统的综合评价2.信息系统的现状3.信息系统的评价方法
一个由人、计算机等组成的能进行信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统。管理信息系统能实测企业的各种运行情况;利用过去的数据预测未来;从全局出发辅助企业进行决策;利用信息控制企业的行为;帮助其实现其规划的目标。信息系统不仅关心信息设备,而且要关心信息内容的处理要强调信息系统的功能。
1 什么是信息系统的综合评价及其内容
1.1网络与信息系统的安全性评估,就是运用系统工程的方法,对各种信息系统的安全防护措施、管理机制以及二者结合所产生的客观效果,按照统一的、规范的安全等级标准,做出是否安全的结论。实质上是对网络与信息系统在各种威胁下是否具有足够的抗攻击能力的一种评价和测定。制定系统安全性评估指标体质的原则做好信息系统安全防范应该做到:符合国家有关信息与信息系统安全的法律和法规;满足用户及其应用环境对信息系统提出的安全性要求;具有良好的可操作性便于实施。
1.2信息系统和一般的是不一样的,其投资不可能是一次性的,也不可能只是硬件的投资。随着系统的建设和运行,将有一系列不明显的费用投资(如开发费用、软件费用、维护费用、运行费用等等),而且这些费用的比例越来越大。接着,信息系统的见效有着强烈的迟后性、相关性及其不明显性。信息系统见效要在系统建成之后相当一段的使用时间之后,而且。信息系统的效益与管理体制、管理基础、用户使用的积极性、用户的技术水平等有着非常密切的相关性。
2 信息系统评价的研究现状
物理安全主要包括环境安全、设备安全、媒体安全等方面。处理秘密信息的系统中心机房应采用有效的技术防范措施,重要的系统还应配置警卫人员进行区域保护;运行安全主要包括备份与恢复、病毒的检测与消除、电磁兼容等。涉密系统的主要设备、软件、数据、电源灯应有的备份,并具有在较短时间内恢复系统运行的能力。应该采用国家有关主管部门比
准的查杀毒软件适时查杀杀毒;信息安全确保信息的保密性、完整性、可用性和抗抵赖性是信息安全保密的中心任务;涉密计算机信息系统的安全保密管理包括各级管理组织机构、管理制度和管理技术三个方面。要通过组建完整的安全管理组织机构、设置安全保密管理人员,制定严格的安全保密管理制度,利用先进的安全保密管理技术对整个涉密计算机信息系统进行管理。
3 信息系统的有效性、可靠性及评价方法
信息系统的评估指标(包括定性指标和定量指标)不仅数量多、比较复杂而且随着信息系统的发展,指标也在变化因此建立价值评估体系是当务之急。有一个客观的、科学的价值评估模型,我们才能对信息系统进行全面综合评价。借助于运筹学和系统工程领域的层次分析法(AHP),对多指标的信息系统进行综合评估是一种有意义的尝试。层次分析法是美国运筹学家沙旦于20世纪70年代提出的,是一种定性分析和定量分析相结合的多目标决策分析方法。采用层次分析法建立的信息系统价值评估模型,在信息系统评价指标中包括:定量指标,即投入指标和产出指标;定量指标,即宏观和微观指标。分析定量指标可以按传统的模式,广义的信息系统的投资回报可以简单写成:ROI=(成本降低+收入增长)/总成本系统分析设计费用和实施费用,包括硬件、软件和人员消耗费用等;人力成本,包括人员重新招聘、人员重新部署和人员培训的费用。流程成本,这也是很重要的。因为部署信息系统的企业需要对现有的工作流程进行改造。系统运行成本诸如集成和测试费用、运行费用、管理费用、数据分析成本、数据转换成本等。信息系统的维护和持续改进费用。信息系统对资源的开发和利用率。如果把OA信息系统比作人体骨骼的话,信息资源就是肌肉和血液,从信息系统开发利用角度,可以评价信息系统的利用程度和企业的知识管理水平。这可以从挖潜能力以及信息的收集、加工和共享方面进行评估。
4.总结
21世纪是信息科学技术飞跃发展的时代,信息技术在经济管理领域应用广泛,网络经济的发展对电子商务、金融工程等的需求势必增加,随着全球经济一体化形势的发展,信息管理与信息系统的人才也将是人才市场的青睐。进入新世纪,我国开始了第三步战略目标的奋斗历程,国家提出了“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”的战略举措,提出了我国国家信息化的宏伟蓝图。
参考文献:
(一)李玉凤著.《信息系统的管理方案》[M].云南商业出版社.2001年
(二)卢展鹏著.《企业信息系统的研究》[M].昆明书店出版社.2003年
(三)陆紫桥.鹏峰著.《企业信息化的管理》[M].东北书店出版社.2002年
(四)陈小雅著.《计算机的普及与应用》[M].北京当代出版社.2003年
(五)王子乔著.《计算机与信息系统》[M].湖北:湖北当代出版社.2003年
AHP——模糊综合评价方法的理论基础
AHP——模糊综合评价方法的理论基础
1. 层次分析法理论基础
1970-1980年期间,著名学者Saaty最先开创性地建立了层次分析法,英文缩写为AHP。该模型可以较好地处理复杂的决策问题,迅速受到学界的高度重视。后被广泛应用到经济计划和管理、教育与行为科学等领域。AHP建立层次结构模型,充分分析少量的有用的信息,将一个具体的问题进行数理化分析,从而有利于求解现实社会中存在的许多难以解决的复杂问题。一些定性或定性与定量相结合的决策分析特别适合使用AHP。被广泛应用到城市产业规划、企业管理和企业信用评级等等方面,是一个有效的科学决策方法。
Diego Falsini、Federico Fondi和Massimiliano M. Schiraldi(2012)运用AHP与DEA的结合研究了物流供应商的选择;Radivojevi?、Gordana和Gajovi?, Vladimir(2014)研究了供应链的风险因素分析;K.D. Maniya和M.G. Bhatt(2011)研究了多属性的车辆自动引导机制;朱春生(2013)利用AHP分析了高校后勤HR配置的风险管理;蔡文飞(2013)运用AHP分析了煤炭管理中的风险应急处理;徐广业(2011)研究了AHP与DEA的交互式应用;林正奎(2012)研究了城市保险业的社会责任。
第一,递阶层次结构的建立
一般来说,可以将层次分为三种类型:
(1)最高层(总目标层):只包含一个元素,表示决策分析的总目标,因此也称为总目标层。
(2)中间层(准则层和子准则层):包含若干层元素,表示实现总目标所涉及的各子目标,包含各种准则、约束、策略等,因此也称为目标层。
(3)最低层(方案层):表示实现各决策目标的可行方案、措施等,也称为方案层。
典型的递阶层次结构如下图1:
一个好的递阶层次结构对解决问题极为重要,因此,在建立递阶层次结构时,应注意到:
(1)从上到下顺序地存在支配关系,用直线段(作用线)表示上一层次因素与下一层次因素之间的关系,同一层次及不相邻元素之间不存在支配关系。 (2)整个结构不受层次限制。
(3)最高层只有一个因素,每个因素所支配元素一般不超过9个,元素过多可进一步分层。
(4)对某些具有子层次结构可引入虚元素,使之成为典型递阶层次结构。
第二,构造比较判断矩阵
设有m个目标(方案或元素),根据某一准则,将这m个目标两两进行比较,把第i个目标(i=1,2,…,m)对第j个目标的相对重要性记为aij,这样构造的m阶矩阵用于求解各个目标关于某准则的优先权重,成为权重解析判断矩阵,简称判断矩阵,记作A=(aij)m?m。
Satty于1980年根据一般人的认知习惯和判断能力给出了属性间相对重要性等级表(见表1)。利用该表取的aij值,称为1-9标度方法。
表1 目标重要性判断矩阵A中元素的取值
若决策者能够准确估计aij,则有:aij=如下:
1
ji
,aij=aik*akj,aii=1,其基本的定理
第一,设A=(aij)m×m,A>0,(即aij>0;i,j=1,2,…,m),如果满足条件(1)aii =1(i =1,2,…,m);(2)aij=1/aji(i,j =1,2,…,m),则称矩阵A为互反正矩阵。
第二,设A=(aij)m×m,A>0,如果满足条件aij=aik·akj(i,j,k=1,2,…,m)则称矩阵A为一致性矩阵。
第三,对于任何一个m阶互反正矩阵A,均有λmax≥m,其中λmax是矩阵A的最大特征值。
第三,m阶互反正矩阵A为一致性矩阵的充分必要条件是A的最大特征根为m。
第三,单准则下的排序
层次分析法的信息基础是比较判断矩阵。由于每个准则都支配下一层若干因素,这样对于每一个准则及它所支配的因素都可以得到一个比较判断矩阵。因此根据比较判断矩阵如何求得各因素w1,w2, …,wm对于准则A的相对排序权重的过程称为单准则下的排序。这里设A=(aij)m×m,A>0。 方法一:本征向量法
利用AW=λW求出所有λ的值,其中λmax为λ的最大值,求出λmax对应的特征向量W*,然后把特征向量W*规一化为向量W,则W=[w1,w2, …wm]T为各个
目标的权重。求λ需要解m次方程,当m≥3时,计算比较麻烦,可以利用matlab来求解。
(2)判断矩阵的近似解法
判断矩阵是决策者主观判断的定量描述,求解判断矩阵不要求过高的精度。这里,介绍三种近似计算方法:根法、和法及幂法。幂法适于在计算机上运算。
第一,根法
***T①A中每行元素连乘并开m次方,得到向量W*=(w1,w2,...,wm)其中,
m
w=∏aij
*i
j=1
②对W作归一化处理,得到权重向量W=(w1,w2, …wm),其中wi=w/∑wi*
*
T
*i
i=1
m
③对A中每列元素求和,得到向量S=(s1,s2, …sm),其中sj=∑aij
i=1
m
1m(AW)i
④计算λmax的值,λmax=∑siwi=SW=∑
mi=1wii=1
m
方法二:和法
①将A的元素按列作归一化处理,得矩阵Q=(qij)m×m。其中,qij=aij/∑akj
k=1m
②将Q的元素按行相加,得向量α=(α1,α2,...,αm)。其中,αi=∑qij
T
j=1
m
③对向量α作归一化处理,得权重向量W=(w1,w2, …wm),其中wi=αi/∑αk
T
k=1
m
1m(AW)i
④求出最大特征值λmax=∑
mi=1wi
方法三:幂法
幂法是一种逐步迭代的方法,经过若干次迭代计算,按照规定的精度,求出判断矩阵A的最大特征值及其对应的特征向量。设矩阵A=(aij)m×m,A>0,则
lim
k→∞
Ake
=CW,其中,W是A的最大特征值对应的的特征向量,C为常数,eTAke
向量e=(1,1,…,1)T。
幂法的计算步骤是:
①任取初始正向量X(0)=(x1(0), x2(0), …, xm(0))T,计算
m0=X(0)
∞
=max{xi(0)},Y(0)=X(0)/m0
i
②迭代计算,对于k=0,1,2, …计算
X(k+1)=AY(k),mk+1=X(k+1)
∞
(k+1)(k+1)(k+1)
=m{x},Y=X/mk+1 iaxi
③精度检查。当mk+1-mk<>
W=Y
(k+1)
/∑yi(k+1),λmax=mk+1
i=1
m
第四,单准则下的一致性检验
由于客观事物的复杂性,会使我们的判断带有主观性和片面性,完全要求每次比较判断的思维标准一致是不太可能的。因此在我们构造比较判断矩阵时,我们并不要求n(n-1)/2次比较全部一致。但这可能出现甲与乙相比明显重要,乙与丙相比极端重要,丙与甲相比明显重要,这种比较判断会出现严重不一致的情况。我们虽然不要求判断具有一致性,但一个混乱的,经不起推敲的比较判断矩阵有可能导致决策的失误,所以我们希望在判断时应大体一致。而上述计算权重的方法,当判断矩阵过于偏离一致性时,其可靠程度也就值得怀疑了。因此,对于每一层次作单准则排序时,均需要作一致性的检验。
一致性指标(Consistency Index,CI):CI=随机指标(Random Index,RI)
一致性比率(Consistency Rate,CR):CR=CI/RI
当CR取0.1时,最大特征值λ'max=CI·(m-1)+m=0.1·RI·(m-1)+m 表2 随机指标RI,λ'max取值表
λmax-m
m-1
表中当n=1,2时,RI=0,这是因为1,2阶判断矩阵总是一致的。
当n≥3时,若CR<><>
第五,层次总排序
计算同一层次中所有元素对最高层(总目标)的相对重要性标度(又称权重向量)称为层次总排序。
(1)层次总排序的步骤为:
第一,计算同一层次所有因素对最高层相对重要性的权重向量,这一过程是自上而下逐层进行;
第二,设已计算出第k-1层上有nk-1个元素相对总目标的权重向量为w(k-1)=(w1(k-1), w2(k-1),…, wn(k-1)(k-1))T
第三,第k层有个nk个元素,他们对于上一层次(第k-1层)的某个元素j的单准则权重向量为pj(k)=(w1j(k), w2j(k),…, wnkj)(k))T(对于与k-1层第j个元素无支配关系的对应wij取值为0);
第四,第k层相对总目标的权重向量为wk= (p1(k), p2(k),…pk-1(k),)w(k-1) (2)层次总排序的一致性检验
人们在对各层元素作比较时,尽管每一层中所用的比较尺度基本一致,但各层之间仍可能有所差异,而这种差异将随着层次总排序的逐渐计算而累加起来,因此需要从模型的总体上来检验这种差异尺度的累积是否显著,检验的过程称为层次总排序的一致性检验。
第k层的一致性检验指标CIk=(CI1(k-1), CI2(k-1),…, CInK(k-1))w(k-1) RIk=(RI1(k-1), RI2(k-1),…, RInK(k-1))w(k-1) CRk=CRk-1+CIk/RIk(3≤k≤n)
当CRk<>
第六,递阶层次结构权重解析过程 (1)树状结构目标体系
目标可分为多个层次,每个下层目标都隶属于一个而且只隶属一个上层目标,
下层目标是对上层目标的具体说明。对于树状结构的目标体系,需由上而下逐步确定权重,即由树干向树梢,求树杈各枝相对于树杈的权重。
(2)网状结构目标体系
网状结构的目标也分为多个层次,每个下层目标隶属于某几个上层目标(至少有一个下层目标隶属于不止一个上层目标)。
AHP方法的基本步骤:
层次分析法大体分为以下六个步骤:(1)明确问题;(2)建立层次结构;(3)两两比较,建立判断矩阵;(4)层次单排序及其一致性检验;(5)层次总排序及其一致性检验;(6)根据分析计算结果,考虑相应的决策。
2. 模糊综合评价方法理论基础
模糊综合评价是以模糊数学为基础。应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清,不易定量的因素定量化,进行综合评价的一种方法。在校园环境质量综合评价中,涉及到大量的复杂现象和多种因素的相互作用,而且,评价中存在大量的模糊现象和模糊概念。因此,在综合评价时,常用到模糊综合评价的方法进行定量化处理,评价出校园环境的质量等级,取得了良好的效果。但权重的确定需要专家的知识和经验,具有一定的缺陷,为此,本文采用层次分析法来确定各指标的权系数。使其更有合理性,更符合客观实际并易于定量表示,从而提高模糊综合评判结果的准确性。此外,模糊综合评价中常取的取大取小算法,信息丢失很多,常常出现结果不易分辨(即模型失效)的情况。
模糊综合评价方法和步骤的流程如下图2:
模糊综合评价是通过构造等级模糊子集把反映被评事物的模糊指标进行量化(即确定隶属度),然后利用模糊变换原理对各指标综合。流程如下: (1)确定评价对象的因素论域
P个评价指标,u={u1,u2, ,up}。
(2)确定评语等级论域
v={v1,v2, ,vp},即等级集合。每一个等级可对应一个模糊子集。
(3)建立模糊关系矩阵R
在构造了等级模糊子集后,要逐个对被评事物从每个因素ui(i=1,2, ,p)上进行量化,即确定从单因素来看被评事物对等级模糊子集的隶属度(R|ui),进而得到模糊关系矩阵:
?R|u1??r11r12 ?R|u??rr22 2?21??R==
? ?? ???R|u?rp1rp2 ?p????r1m?
r2m?? ??rpm??p.m
矩阵R中第i行第j列元素rij,表示某个被评事物从因素ui来看对vj等级模糊子集的隶属度。一个被评事物在某个因素ui方面的表现,是通过模糊向量
(R|ui)=(ri1,ri2, ,rim)来刻画的,而在其他评价方法中多是由一个指标实际值
来刻画的,因此,从这个角度讲模糊综合评价要求更多的信息[10]。 (4)确定评价因素的权向量
在模糊综合评价中,确定评价因素的权向量:A=(a1,a2, ,ap)。权向量A中的元素ai本质上是因素ui对模糊子{对被评事物重要的因素 }的隶属度。本文使用层次分析法来确定评价指标间的相对重要性次序。从而确定权系数,并且在合成之前归一化。即
∑a
i=1
p
i
=1,ai≥0,i=1,2, ,n
(5)合成模糊综合评价结果向量
利用合适的算子将A与各被评事物的R进行合成,得到各被评事物的模糊综合评价结果向量B。即:
?r11r12
?rr2221?A R=(a1,a2, ,ap)? ???rp1rp2
r1m?
r2m??=(b,b, ,b)=B
12m
?
?
rpm??
其中b1是由A与R的第j列运算得到的,它表示被评事物从整体上看对vj等级模糊子集的隶属程度。
(6)对模糊综合评价结果向量进行分析
实际中最常用的方法是最大隶属度原则,但在某些情况下使用会有些很勉强,
损失信息很多,甚至得出不合理的评价结果。提出使用加权平均求隶属等级的方法,对于多个被评事物并可以依据其等级位置进行排序。
多级模糊综合评价方法的步骤如下,以二级模糊评价为例: (1)进行一级因素的综合评价
即按某一类中的各个因素进行综合评价。设对第i(1=1,2,,,N)类中的第j(j=l,2,,,n)元素进行综合评价,评价对象隶属于评价集合中的第k(k=1,2,,,m)个元素的隶属度为争(i=l,2,,,N;j=1,2,,,n;k=l,2,,,m),则该综合评价的单因素隶属度矩阵为:
Ci11...Ci1mRi=(.........)
Cin1...Cinm
于是第i类因素的模糊综合评价集合为:
Ci11...Ci1m
Bi=Wi.Ri=(wi1,wi2,....win).(.........)
Cin1...Cinm
同理确定B1.....Bn的单因素模糊评价行向量:
B1=(,,,,)B2=(,,,,)
...
Bn=(,,,,)
Bi为B层第i个指标所包含的各下级因素对于它的综合模糊运算结果,I=1,2,,,N,
bi为B层第i个指标下级各因素相对于它的权重;R为模糊评价矩阵。 (2)进行二级因素的模糊综合评价
最底层模糊综合评价仅仅是对某一类中的各个因素进行综合,为了考虑各类因素的综合影响,还必须在类之间进行综合。进行类之间因素的综合评价时,所进行的评价为单因素评价,而单因素评价矩阵应为最底层模糊综合评价矩阵:
Bi11...Bi1m
Ai=Wi.Ri=(wi1,wi2,....win).(.........)
Bin1...Binm
A=(,,,,)。
安全评价理论与方法
1. 安全评价:是以实现工程安全系统为目的,应用安全系统为目的,应用安全系统工程的
原理和方法,辨别与分析工程系统,生产管理活动中的危险,有害因素,预测发生事故或职业危害的可能性极其严重程度,提出科学合理可行的安全对策措施建议,做出评价结论的活动。
2. 系统:是指由若干互相联系的为了达到一定目标而具有独立功能的要素的构成的有机整
体。
3. 决策:是人们为了实现某一特定的目标,在掌握大量调研预测资料的基础上,明确用一
定的科学理论和方法,系统的分析主客观条件,拟定出各种可行的方案,并从中确定一个最佳方案组织实施的全部行为过程。
4. 安全决策:是根据生产经营活动中需要解决的特定安全问题,遵照安全标准和安全操作
要求,对系统过去,现在安全的事故进行分析,运用预测技术手段,对系统未来事故变化规律作出合理判断,并对提出的多种合理的多种安全措施方案,进行论证,评价,判断,从中选定最优方案予以实施的过程。
5. 危险因素:是指能对人造成上海或对其物造成突发细胞能够损伤的因素。
6. 有害因素:是指能影响人的身体健康,导致疾病,或对其物造成慢性损伤的因素。
7. 重大危险源:长期地狱或临时的生产,加工,搬动,使用或贮存危险物质且危险物质的
数量等于或超过临界量的单元。
8. 危险,危害因素产生原因:存在危害有害物质,能量和危险有害物质,能量失去控制是
危险,危害因素的根本原因。
9. 安全检查表法(SCL):为了查找工程,系统中各种设备设施,物料,工件,操作,和
管理和组织措施中的危险,有害因素,实现把检查对象加以分解,将大系统分割成若干小的系统,以提问或者打分的形式,将检查项目列表逐次检查,避免造漏,该表成为安全检查表(SCL)。
10. 危险性预先分析(PHA):是在每次生产活动之前,特别是在设计前的开始阶段,对系
统存在危险类别,出现事件,事故后果等进行概括的分析,尽可能评价出签在的危险性。
11. 事件树(ETA):按照事故发展顺序分成阶段,一步一步的进行分析,每一步都从成功
和失败两种后果进行考虑,最后直至用水平树状图表示其可能的结果,这种分析法即为事件树分析法(ETA)。
12. 故障类型和影响分析:根据系统可以划分为子系统,设备和元件的特点,按生产的影响,
以便采取相应的对策,提高系统的安全可靠性。
13. 事故树分析:是从要分析的特定事故或故障开始(顶上事件),层层分析其发生原因,
直至找出事故的基本原因,即故障数的底事件为止。
14. 安全预评价:是根据建设项目可行性研究报告的内容,分析和预测该建设项目可能存在
的危险,有害因素的种类和程度,提出合理可行的安全对策没错是和建议。
15. 安全验收评价:是运用系统安全工程原理和方法,在项目建成试生产正常运营后,在正
式投产前进行的一种检查性安全评价,它是对系统存在的危险和有害因素进行定性和定量检查,判断系统在安全上的符合性和配套安全措施的有效性,从而做出评价结论并提出补救或补偿的安全对策措施,以促进项目实现系统安全。
16. 安全现状评价:是针对系统、工程的安全现状进行的安全评价,通过评价查找其存在的
危险、有害因素,确定其程度,提出合理可行的安全对策、措施及建议
17.安全评价原则:科学性、合法性、公正性、针对性
18.安全评价分类:(1)定性安全评价方法:安全检查表法、安全检查表分析法、专家现
场询问观察法、危险性预先分析、作业条件危险性评价法、故障类型及影响分析、故障假设分析法、危险和可操作性研究、人的可靠性分析 (2)定量评价方法:安全检查
表法、安全检查表分析法、专家现场询问观察法、危险性预先分析、作业条件危险性评价法、故障类型及影响分析、故障假设分析法、危险和可操作性研究、人的可靠性分析、美国道化学公司“火灾、爆炸危险指数评价法”、英国蒙德“火灾、爆炸、毒性指数法”、日本劳动省“六阶段法”、单元危险指数快速排序法 (3)按实施阶段:安全预评价、安全验收评价、安全现状评价
19、安全评价基本原理:相关性原理、类推原理、惯性原理、量变到质变原理
20、决策要素:决策单元、决策环境、决策体系、决策规则
21、事故因果连锁论五要素:遗传及社会环境、人的缺点、人的不安全行为和物不安全状
态、事故、伤害
22、统计图表种类:比重图。主次图、控制图、趋势图
23、层次分析综合评价法分层:最底层、中间层、最高层
24、层次分析法步骤:(1)明确问题(2)递阶层次结构的建立(3)建立两两比较的判断
矩阵(4)层次单排序(5)层次综合排序
1、 安全评价内容:
(1)前期准备:明确安全 对象范围,收集国内外相关法律、法规、技术标准及工程、系统的技术指标
(2)辨别与分析危险、有害因素:确定危险有害因素存在的部位、存在的方式、发生的途径以及变化规律
(3)划分评价单元
(4)定性定量评价
(5)提出安全对策措施建议
(6)作出评价结论:提出消除或减弱危险、有害因素的技术和管理措施及建议
(7)编制安全评价报告
2、危险性预先分析程序
1)确定系统 2)调查收集资料 3)系统功能分解 4)分析识别危险性 5)确定危险等级
6)制定措施 7)措施实施
3、事件数分析步骤
1)确定初始事件:初始事件的选定是事件数分析的重要环节,初始事件应当是系统故障、设备故障、认为失误或者工艺异常,这主要取决于安全系统或操作人员对初始事件的反应
2)找出与初始事件相关的环节事件,所谓环节事件就是出现在初始事件后一系列可能造成事故后果的其他原因事件
3)画事故时
4)说明分析结果:在事件数最后写明由初始事件引起的各种事故结果或后果。为清楚起见,对事故树的初始事件和各环节事件用不同的字母加以标记
4、影响危险性的主要因素:1)发生事故或危险事件的可能性 2)暴露于危险环境中的时
间
3)发生事故后可能产生的后果
5、事故树分析的基本程序
1)熟悉系统 2)调查事故 3)确定顶上事件 4)确定目标值 5)调查原因事件
6)画出事故树 7)定性分析 8)计算顶上事件发生概率 9)进行比较 10)定量分析
6、最小割集、最小径集在事故树分析中的作用
1)最小割集表示系统的危险性
最小割集都是顶上事件发生的一种可能途经。最小割集的数目越多,发生事故的可能
性越大。系统也就越危险
最小割集还给事故预防工作指明了方向。从最小割集可以粗略的知道,事故最容易通
过那一途径发生,则这一途径(最小割集)就是我们重点防范的对象
2)最小径集表示系统的安全性
每个最小径集都是防止顶上事件的发生的一种可能途径,最小径集的数目越多,控制
事故的途径就越多,系统也就越安全
根据最小径集指出的方向,可以选择防止事故的最佳途径。通过对各个最小径集的比
较分析,选择易于控制的最小径集,采取切实可行的安全技术措施,保证该最小径集内的各个基本事件全部不发生,就可以保证系统的安全
7、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序
1)选择工艺单元2)确定物质系数3)计算工艺单元危险系数 4)计算火灾爆炸危险指
数
5)计算安全补偿系数 6)计算暴露半径和暴露区域 7)确定暴露区域内财产的更换价
值
8)确定破坏系数 9)计算基本最大可能财产损失 10)计算实际最大可能财产损失
11)确定最大可能工作日损失 12)确定停产损失
8、安全评价的程序
1)准备阶段 2)危险、有害因素的识别与分析 3)确定安全评价单元 4)选定安全预
评价方法 5)定性、定量分析 6)安全对策措施及建议 7)安全预评价结论
9、安全验收评价的程序
1)前期准备 ①明确被评价对象范围 ②进行现场调查 ③收集资料并且核实
2)编制安全验收评价计划 : 在提前准备工作基础上,分析项目建成后主要危险、
有害因素分布情况,依据有关安全生产的法律、法规和技术标准,确定安全验收评价的重点和要求,依据实际情况选择验收评价方法,测算安全验收评价进度
3)安全验收评价现场检查: 按照安全验收评价计划,对安全生产条件与状况独立进
行的现场检查和评价。评价机构对现场检查及评价中发现的隐患或存在的问题,提出改进措施及建议
4)编制安全验收评价报告
5)安全验收评价报告审评
10、安全现状评价的程序
1)前期准备:明确被评价对象和范围,收集所需的各种资料,重点收集与现实运行状况有关的各种资料和数据
2)识别危险、有害因素和事故隐患
3)定性定量评价
4)安全管理现状评价
5)确定安全对策措施及建议6)评价结论7)完成安全现状评价报告
11、化工企业六阶段安全评价法具体内容
第一阶段:资料准备,主要是收集资料,熟悉政策和了解情况
第二阶段:定性评价,主要是用安全检查表进行检查和粗略评价。定性评价项目包括:
厂址选择,厂区布置,建筑物和构筑物,工艺设备,材料及产品的储运,消防设备和施工预防计划等
第三阶段:定量评价,进行定量评价时,首先将系统(装置)分为若干子系统及单对
各单元按物质、容量、温度、压力和操作五个项目进行检查
第四阶段:安全对策 据定量评价得出的危险等级,拟定并实施有针对性的安全措施
第五阶段:用事故情报进行在评价 据设计内容,参照同类设备和工艺的历史事故资料
进行再评价,若有需要进行改进的地方,应按上一步要求,重新进行讨论
第六阶段:用事故树、故障树进行再评价
综合评价方法与药品再评价
综合评价方法与药品再评价 毛宗福 武汉大学公共卫生学院
一、综合评价概述 ?评价是通过对照某些标准来判断观测结 果,并赋予这种结果一定意义和价值的过 程。评价本身就是对观测结果一个认知的 过程。 ?单一因素的评价易于实现。只要按照一定 的准则给予被研究对象一个等级或分数, 便可以排出优劣顺序。例如,药物治疗效 果的评价。
一、综合评价概述 ?综合评价是多因素决策过程中一个带有普 遍性意义的问题。需要综合考察被评价对 象的整体特征,依据多个指标,采用一定 的方法,给每个被评价对象赋予一个评价 值,再据此决策判断。 ?综合评价是现代科学决策的前提和基础性 工作,综合已经成为许多现代方法和手段 的代名词。
二、药品再评价特点 ?药品再评价过程实质是一个多目标决策问 题。其特点是:(1)问题的多目标性。安 全、有效,还包括经济性、可接受性、资 源节约环境友好性等。(2)目标间的矛盾 性。 例如,安全性与有效性经常矛盾。 (3)目标间不可公度性,即各目标没有统 一的衡量标准或计量单位,难以比较。
二、药品再评价特点 ?如果药品再评价问题中,存在某种药品, 它能使所有目标都达到最优,那么问题就 迎刃而解了。只是这种情况少出现,几乎 不可能。绝大多数情形是:若安全性好, 疗效就相对偏低;或安全有效性高,但经 济性差。 ?单一评价局限,缺乏整体性,也难有说服 力,综合评价是必然趋势!
三、综合评价一般步骤 ?明确评价目的。 ?确定被评价对象。 ?建立评价指标体系。 ?制定权重系数。评价指标之间的重要性不 同,用权重系数刻画。 ?筛选综合评价模型。将多个评价指标“ 合成” 为一个整体性的综合值。 ?解释评价结果与决策应用。
四、建立指标体系的原则 ?少而精。评价指标并非多多益善,又要涵 盖评价所需的基本特征。 ?相互独立。每个指标的内涵清晰,相对独 立,互不重叠;同一层次的各指标间不存 在因果关系。 ?代表性。每个指标能够很好地反映被评价 对象某一个方面的特征。 ?可行性。指标数据获取可行,简便。
五、指标体系确定方法(经验法) ?系统分析法:从整体出发(倒推法),将 评价总目标分解为若干方面,每一个方面 根据问题实际再细化。要求制定者实践经 验丰富。 ?头脑风暴法:强调与会成员处于平等地 位,倡导参会者即席发言,不对别人意见 提出质疑和批评。参会成员熟悉时,参会 者尽可能职位地位相近;参会者职位地位 不同时,尽可能选择互不认识者。
六、决定指标权重的因素 ?各指标对被评价对象而言,并不是同等重 要。同一组指标数值,不同的权重赋值, 会导致截然不同甚至相反的结论。造成指 标权重不一致的原因主要有:(1)评价者 对各指标的重视程度(主观差异)。(2) 各指标在评价中的作用(客观)。(3)各 指标自身精度与可靠度(主客观)。 ?评价者的作用不可忽视!
七、权重确定方法(专家法) ?直接平分法:通常分别征求专家个人意 见,给各指标独立评分判断其重要性后, 经统计处理确定各指标权重。 ?评估专家的挑选,取决于具体评价任务, 要从本部门内外挑选专家,必要时应有国 际专家;要有本学科权威专家,还需相关 学科专家,甚至社会学家与经济学家。通 常专业年限10年以上。
七、权重确定方法(专家法) ?专家人数。人数太少,限制学科代表性, 太多难于组织。一般10-15人。 ?擅长系数。Q=1-2p Q是擅长系数,p为问题答错概率。通常 选择评估专家的擅长系数不低于0.8。
七、权重确定方法(专家法) ?权重计算方法:通常采用100分制,专家对 各个评价指标的相对重要性给出评分;然 后计算各指标平均得分;最后归一化,得 到权重系数。权重
系数质量通过专家权威 系数,专家意见协调系数评估,或修正。 ?协调系数,也称一致度系数。取值0与1之 间。越接近1,说明专家意见趋于一致。
七、权重确定方法(专家法) ?专家权威系数。一般由两项因素决定。一 是专家评分依据及其影响程度,评分依据 通常分为理论分析,实践经验,文献,直 觉印像。影响程度通常分为大、中、小; 另一项因素是专家对所涉及学科的熟悉程 度,取值在0-1间。专家权威程度以自我 评价为主,有时也可相互评估。
七、权重确定方法(专家法) ?权重系数的调整。如果专家权威系数 相差较大,应该以各自专家的权威系 数为系数,对各指标重要性评分进行 加权平均,再归一化。权威系数A= (Ai+As)/2,其中Ai是专家判断依据得 分,As是专家熟悉程度得分。
八、综合评分法(之一) ?综合评分法是一种最基础的综合评价方 法。分三步:首先,根据评价目的及评 价对象的特征选定必要的评价指标,逐 个指标定出评价等级;然后,以恰当的 方式确定各评价指标的权重;最后选定 累积总分的模型以及综合评价等级的总 分值范围,对被评价对象进行评价。
? 综合评分总分计算方法:(1)累加法。将各 指标所得分值相加,其和为总分。计算式: S = ∑ Wi S i (2)连乘法。将各评价指标的评分值相乘,算 式: S = ∏ Wi S i (3)加乘法。将各评价指标按其内在联系分为 若干方面,首先计算各方面分值之和,再将 各方面分值连乘。计算公式: S = ∏∑ Wij S ij
九、TOPSIS法(之二) ? 基本思想:基于归一化后的原始数据矩 阵,将有限方案中的正理想解和负理想解 构成一个空间,待评价的方案可视为空间 上的某一点,由此可获得该点与正理想解 Di+ 和Di? 和负理想解间的距离 (常 用欧氏距离表示),从而得出待评价方案 Ci 与正理想解的相对接近程度 C i 值,根据 值大小来评价各个方案的优劣。
? 基本步骤: 1.原始数据收集。设有n个被评价对象, m个评价指标,获取的原始数据构成 n×m评价数据矩阵 ? ? ? ? ? ? ? X 11 X 21 L X n1 X 12 X 22 L X n2 L L L L X 1m X 2m L X nm ? ? ? ? ? ? ?
2.指标同趋势化。综合评价过程 中,有些指标是高优指标(有效 率),有些是低优指标(费用)。 评价时要求所有评价指标方向一致。 通常倒数变换,使得原低优指标转 化为高优指标。变换式如下: 1 ′ X ij = X ij
3.对同趋势化后的原始数据矩阵进行 归一化,建立归一化评价矩阵。 Z ij = X ij 2 X ij ∑ ′ 低优指标替换为X ij 原始数据经同趋 势化和归一化 后,得到相应的 归一化评价数据 矩阵。 ? Z 11 ? ? Z 21 ?L ? ?Z ? n1 Z12 X 22 L Z n2 L Z1m ? ? L Z 2m ? L L? ? L Z nm ? ? 4.根据归一化评价矩阵得最优向量和 最劣向量(即正理想解和负理想解) 正理想解 负理想解 Z Z + = ( Z i+ , Z i+2 , L , Z 1 = (Z ? i1 + im ) ? ? , Z i?2 , L , Z im ) + - 式中, Z ij 和 Z ij 分别表示被评价对象在 第 j指标 的最大值和最小值。
5.计算各评价对象指标值与正理想 解和负理想解的距离 和 D i? D i+ D i+ = D i? = [ w j ( Z ij ? Z + )] 2 ∑ j [ w j ( Z ij ? Z ? )] 2 ∑ j 式中, w j 表示指标 j的权重系数。
6.计算各评价对象指标与正理想 C 解和负理想解的相对接近程度i 值 D i? Ci = + ? Di + Di
Ci 7.依据相对接近程度系数 的大 小对评价对象的优劣顺序进行排序。 的取值范围在0-1间。越接近 1,表明评价对象越接近正理想解;反 之,则越接近负理想解。 Ci
十、模糊综合评价(之三) ?基本思想:应用模糊集理论,根据多个评 价指标或目标,评定某事件所属等级或类 别和进行综合决策的过程。其实,不仅仅 是药物再评价,许多判断或多或少都存在 一定的模糊性,也就是说许多分类的边界 并非是否明晰。对于这类问题的
综合评价 或决策,采用模糊综合评价方法是十分有 效的。
?初始模糊综合评价模型: 1.评价模型中评价指标集 指标集 U=(u1 指标评语集 V=(v1 u2 L um ) v2 L vn ) 2.建立模糊关系(评价)矩阵 ? R1 (u ) ? ? ? ? R 2 (u ) ? R (u ) = ? ? = ( rij ) m × n M ? ? ? R (u ) ? ? m ?
3.确定指标权重矩阵 W = (w1 w2 L wm ) ? r11 r12 L r1n ? ? ? ? r21 r22 L r2 n ? L wm ) ? ? M M M M ? ? ? ?r rm2 L rmn ? ? m1 ? 4.模糊矩阵的合成运算 D(u) = W (u ) ? R(u) = (w1 w2 = (d1 d 2 L d n ) ? (b1 b2 L bn ) 归一化
5.结果解释:b1,b2, ? ,bn分别表示综 合评价后n个不同评语等级各自相应的棣属 概率,取其最大值所对应的等级作为综合 判断结论。 举例:假设评价某药物治疗某疾病的疗 效判断指标有:u1=心率,u2=血压,u3= 心电图,u4=临床症征评价。用于各疗效 观察指标的等级评语有v1=痊愈,v2=显 效,v3=有效,v4=无效。
1.通过临床试验获取模糊关系(评价)矩阵 ? R1 ( u ) ? ? ? ? R 2 (u ) ? R (u ) = ? ? = ( rij ) 4 × 4 R3 (u ) ? ? ? R (u ) ? ? 4 ? 假设经800例临床病例观察,心率评定:痊 愈60%、显效30%、有效10%、无效0%。因 此, R (u ) = (0.6 0.3 0.1 0.0) 1
?同理得到血压、心电图以及临床症征综合 评价指标的模糊评价向量分别为: R2 (u ) = (0.7 0.2 0.1 0.0) R3 (u) = (0.5 0.3 0.1 0.1) R4 (u) = (0.4 0.3 0.1 0.2) 相应的模糊关系矩阵: ? R1 ( u ) ? ? 0 . 6 ? ? ? ? R 2 ( u ) ? ? 0 .7 R (u ) = ? ? = ? 0. 5 R (u ) ? 3 ? ? ? R (u ) ? ? 0. 4 ? 4 ? ? 0 .3 0 .2 0 .3 0 .3 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0. 0 ? ? 0. 0 ? 0 .1 ? ? 0. 2 ? ?
?专家咨询法得到4个疗效评价指标的权重: W(u) = (w w2 w3 w4 ) = (0.3 0.3 0.3 0.1) 1 3.模糊矩阵的合成运算: ? 0 .6 ? ? 0.7 D (u ) = W (u ) ? R(u ) = (0.3 0.3 0.3 0.1) ? ? 0.5 ? ? 0 .4 ? 归一化 0 .3 0.2 0 .3 0 .3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 ? ? 0.0 ? 0 .1 ? ? 0.2 ? ? = (0.3 0.3 0.1 0.1) ? (0.375 0.375 0.125 0.125)
上例只进行了一次模糊合成运算,称之 为初始模糊综合评判。如果,对该药物各 类不良反应表现,按照上述思路进行初始 综合评判,并在两个初始评判基础上,再 进行一次模糊合成运算,称之为二级模糊 综合评判模型。 注意:用初始模糊综合评判归一化结果, 作为二级综合评判的模糊关系(评价)矩 阵(2行4列矩阵)。
十一、综合评价方法概述 ?20世纪60年代,模糊数学在综合评价中得 到成功应用,现代综合评价方法兴起。诸 如,层次分析法,数据包络分析法,人工 神经网络技术等。综合评价方法按照所使 用的信息特征分类:基于数据和运筹决策 模型的评价,基于专家知识的评价,以及 基于数据、模型和专家知识的评价。 ?现代综合评价理论与方法核心--各种多 目标决策综合评价模型
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