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安防技术防范系统效能评估的主要方法

评估系统效能的方法很多,主要有试验统计法、专家调查法、指数法、解析法、层次分析法、SEA 法、Agent法、兰彻斯特方程、模糊综合评判法、灰色理论方法、Petri法、D-S理论、云理论方法等。综合分析安全技术防范系统,可以发现系统是一个复杂的人机大系统,对于效能评估而言,由于观察者所处的地位不同,观察的角度不同,便产生了对系统评估问题的不同理解。在文献中,把评估指挥调度系统的指标分成了四类。
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  【安防知识网】评估系统效能的方法很多,主要有试验统计法、专家调查法、指数法、解析法、层次分析法、SEA 法、Agent法、兰彻斯特方程、模糊综合评判法、灰色理论方法、Petri法、D-S理论、云理论方法等。综合分析安全技术防范系统,可以发现系统是一个复杂的人机大系统,对于效能评估而言,由于观察者所处的地位不同,观察的角度不同,便产生了对系统评估问题的不同理解。在文献中,把评估指挥调度系统的指标分成了四类,如表1所示:

  从表1可以看出,系统设计者强调系统的尺度参数和性能指标,而用户则强调系统效能和使用效能。尺度参数和性能指标一般与环境无关,取决于系统部件或子系统本身的特性,它们属于技术指标的范畴,而系统的效能和使用效能则必须在应用环境下考虑。因此,本文重点从系统效能和性能两个方面综述效能评估方法。

  试验统计法(Examination Stat)

  所谓试验统计法是在规定的现场中或精确模拟的环境中,观察安全技术防范系统的性能特征,收集数据,评定系统效能。其特点是依据实用、试运行、试验获得的大量统计资料评估效能指标,应用前提是,所获统计数据的随机特性可以清楚地用模型表示,并相应地加以利用。常用的统计评估方法有抽样调查、参数估计、假设检验、回归分析和相关分析等。试验统计法不但能得到效能指标的评估值,还能显示系统性能、使用规则等影响因素对效能指标的影响,从而为改进系统性能提供了定量分析基础, 其结果比较准确,但需要有大量的试用试验的物质基础,这在系统研制和建设前无法实施, 而且耗费太大,需要时间长。总之,试验统计法是评估安全技术防范系统效能比较可信的基本方法之一。

  SEA方法(System Effectiveness Analysis)

  SEA方法的基本思想是:当安全技术防范系统在一定环境下运行时,系统运行状态可以由一组系统原始参数的表现值描述。对于一个实际安全技术防范系统,由于系统运行不确定因素的影响,系统运行状态可能有多个(甚至无数个)。那么,在这些状态组成的集合中,如果某一状态所呈现的系统完成预定任务的情况满足使命要求,就可以说系统在这一状态下能完成预定任务。由于系统在运行时落入那种状态是随机的,因此在系统运行状态集中,系统落入可完成预定任务的状态的“几率”大小,就反映了系统完成预定任务的可能性,即系统效能。

  在SEA方法中,系统、环境、使命是系统效能的三要素,其中任何一个要素的变化都会引起系统效能的变化。为了对系统效能进行量化分析,系统的使命应该是可量化的,这就要求系统的使命是具体的而非笼统的。描述系统完成使命品质的“量”称为性能量度或属性(Measure of Performance MOP)。在一个多使命的系统中,性能量度是一个集合{MOP}。为了能对系统在任一状态下完成预定任务的情况与使命要求进行比较,必须把它们放在同一空间内,这一空间恰好可采用性能量度空间{MOP}。

  效能度量是衡量一个系统性能满足需求的程度。其定义基本过程与性能度量类似,首先定义一个衡量满足需求的程度的指标,然后通过定义标准(公式或算法)来量化此指标,确保性能度量和需求指标(变量)相称。效能度量的值最终依赖于性能度量公式中的客观测量、可测量、表达需求的参数和进行比较的方法。

  安全技术防范系统可以分为系统参数空间、性能空间、需求空间和效能空间的关系。参数空间到性能空间的映射反映可性能度量轨迹。性能需求表示为需求空间。如果性能度量轨迹完全在需求空间内,则所有系统行为都满足需求,那么其效能为1。如果性能度量轨迹完全在需求空间之外,则没有一个系统行为满足要求,那么其效能为0。因此,效能度量可以表示为:

  由MOE值可以发现,SEA方法评价安全技术防范系统的效能是非常有效的。。[nextpage]

  层次分析法(Analytic Hierarchy Process)

  所谓层次分析法,即根据问题的性质和要求达到的目标分解出问题的组成因素, 并按因素间的相互关系及隶属关系,将因素层次化,组成一个层次结构模型,然后按层分析, 最终获得最低因素对于最高层的重要性权值,或进行优劣排序。

  层次分析法是一种能将定性分析与定量计算相结合的系统分析方法,具有思路清晰、方法简便、适用面广、系统性强等优点。应用AHP解决问题系统效能评估的思路是:根据问题的性质和要达到的目标分解出问题的组成因素,并按因素间的相互关系及隶属关系,将因素层次化,形成一个递阶的、有序的层次结构模型,然后按层分析,最终获得最低层因素对于最高层(总目标)的重要性权值,或进行优劣性排序,其流程和步骤如下(见图1):

  ·分析安全技术防范系统中各因素之间的关系,建立系统递阶层次结构(监控、探测、报警等要素);

  ·对同一个层次元素相对于上一层次中某一个准则的重要性进行两两比较,构造两两比较判断矩阵;

  ·由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重;

  ·计算各层元素对系统目标的合成权重,并进行排序。

  层次分析法是近年来兴起的一种效能评估方法,它用定性和定量相结合的方法处理各决策因素的特点,并且具有系统、灵活、简洁的优点, 在一定的领域得到了广泛的重视。

  相关分析法(Correlative Analyse)

  在进行安全技术防范系统的效能度量时,通常需对变量之间关系的紧密程度进行研究,称为相关分析,并用相关系数或相关指数来反映。通常相关分析有直线相关、等级相关等。其中直线相关分析用于反映两个变量之间的线性联系程度;等级相关把定量的或定性的具体表现按等级次序排列,再测定标志等级之间的相关程度,这种方法适用于不便精确计量的指标、只能以程度高低、重要性大小、名次先后等方式评定其等级或次序,计算较为简单。分析可见,该方法运用到安全技术防范系统效能评估略显不足。。[nextpage]

  综合评价法(Synthetize Evaluate)

  综合评价法的基本思想是根据综合评价的目标,对客观事物的影响因素进行分解,以构造不同层次的统计指标体系,然后对这些指标进行指标赋值并确定其权重系数,最后采用综合评价模型进行综合,得到综合评价值,以此进行排序和评价。

  指标赋值和指标权重系数的确定,构成了综合评价方法的两大内容。在指标体系构成以后,指标赋值用于将量纲不同、对总目标作用大小不一、不能直接相加的指标值,过渡到可直接相加汇总的指标值。指标权重系数,依据各层指标对总目标评价贡献份额的大小来确定。

  综合评价模型包括线性加权和、对数线性加权和、混合加权和等方法。该方法非常适合安全技术防范系统的效能评估。

  模糊综合评价法(Misty Synthetize Evaluate)

  模糊综合评价法就是利用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。模糊综合评价法可以较好地解决某些包括只能以自然语言形式给出评估,而难以精确定量表述的评价因素的评估问题,适用于需要同时考虑多项评价因素的综合评价问题,一级模糊综合评价的主要步骤如下:

  ·建立因素集U,它是影响被评价指标的各种因素所组成的一个集合;

  ·建立备择集V,它是评判者对评价对象可能做出的各种总的评价结果所组成的集合;

  ·建立权重集W,在因素集中,各因素的重要程度是不一样的,为了反映各因素的重要程度,需要对各因素赋予一定的权重,由各权重组成的集合称之为权重集;

  ·建立单因素评判矩阵;

  ·进行模糊综合评价;

  ·进行评价指标的处理,具体方法有最大隶属法、加权平均法和模糊分布法等。

  一级模糊综合评价是模糊综合评价法的最基本形式,对于较简单的安全技术防范系统指标,可得到较科学的结果。但是对于复杂系统,由于要考虑诸多因素,各因素往往又有不同层次,还需要采用多级模糊综合评价法,其确定评价因素或评价因素的层次递阶结构以及评价因素的权重,需要依赖或借鉴系统分析、层次分析等其他方法。

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