胡 杰

（中國(guó)民航飛行學(xué)院，廣漢 618307）

0 引言

安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指對(duì)某一特定系統(tǒng)所處安全運(yùn)行狀況進(jìn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)定性或定量化分析，它是制定安全策略，開(kāi)展安全管理工作的前提和基礎(chǔ)。評(píng)估方法的準(zhǔn)確性和合理性，將直接影響到安全策略和安全工作的效果?？梢赃@么講，一種科學(xué)恰當(dāng)?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法就是系統(tǒng)實(shí)施正確安全策略，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)控制最優(yōu)化的開(kāi)始。

民航系統(tǒng)，歷來(lái)都高度重視安全運(yùn)行管理工作，將安全視為生存和發(fā)展的生命線。在運(yùn)行實(shí)際中注重安全管理體系建設(shè)，強(qiáng)調(diào)預(yù)防為主，防控結(jié)合的安全管理方式，并取得驕人業(yè)績(jī)。但是，不管是傳統(tǒng)的安全管理方法，還是目前先進(jìn)的SMS(安全管理體系)，都沒(méi)有很好地解決安全管理的核心問(wèn)題-安全風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確評(píng)估。主要原因在于安全本身就是一個(gè)多元構(gòu)成的復(fù)雜體系，具有一定的模糊性和不確定性。如果我們簡(jiǎn)單地以一個(gè)數(shù)字作為界限來(lái)硬性區(qū)分安全狀況，一方面由于評(píng)估指標(biāo)單一、評(píng)估方法不全面，不能準(zhǔn)確反映出系統(tǒng)的實(shí)際安全運(yùn)行狀況；另一方面由于沒(méi)有充分考慮系統(tǒng)安全的模糊性和不確定性影響，難以有效評(píng)估分析出安全運(yùn)行狀況的發(fā)展趨勢(shì)。而這兩個(gè)問(wèn)題，都是安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中必須解決的問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，如果我們引入一種綜合評(píng)估程度較高，能有效解決模糊和不確定性對(duì)象的定性和定量的方法——模糊綜合評(píng)價(jià)法，利用模糊數(shù)學(xué)的原理分析和隸屬度理論，就能很好地解決上述兩個(gè)問(wèn)題。

1 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的建立

1.1 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本要素

利用模糊數(shù)學(xué)理論進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，首先我們要確定安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素。本文結(jié)合實(shí)際，以中國(guó)民航飛行學(xué)院安全評(píng)估需求為例，進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型確定：作為一所以培養(yǎng)民航飛行員為主的院校，中國(guó)民航飛行學(xué)院擁有200余架飛機(jī)，每年培訓(xùn)飛行學(xué)生上千人，年度飛行訓(xùn)練時(shí)數(shù)超過(guò)20萬(wàn)小時(shí)，在飛行訓(xùn)練中，安全的主要威脅來(lái)自于組織指揮、飛行技術(shù)、航行管制、機(jī)群可靠性和運(yùn)行環(huán)境變化等方面可能存在的漏洞；安全威脅的后果就是上述漏洞風(fēng)險(xiǎn)對(duì)系統(tǒng)造成的人員和財(cái)產(chǎn)損失的可能性；損失程度由安全漏洞、安全威脅度和系統(tǒng)安全可靠度共同決定。從安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的角度看，人員財(cái)產(chǎn)受損程度、安全漏洞和安全可靠度就是安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)必須考慮的三個(gè)要素。三者相互關(guān)聯(lián)，互為影響。因此，系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程，就是安全漏洞、安全可靠性和人員財(cái)產(chǎn)損失度的確定過(guò)程。

1.2 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素的確定

由于邏輯與計(jì)算是乘積的運(yùn)算，因此我們?cè)诎踩L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)學(xué)模型中采用乘積計(jì)算模式，即安全風(fēng)險(xiǎn)=（安全漏洞×系統(tǒng)可靠度×安全威脅度），其中安全漏洞、系統(tǒng)可靠度、人員財(cái)產(chǎn)損失度可根據(jù)運(yùn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，與某一階段訓(xùn)練飛行時(shí)間、起落架次、培訓(xùn)學(xué)生數(shù)量加權(quán)比較確定（如當(dāng)某一階段發(fā)生了一起飛行事故征候，安全漏洞數(shù)值我們可以使用安全威脅度×事件次數(shù)/飛行小時(shí)數(shù)進(jìn)行確定）；其中安全威脅度的取值可根據(jù)民航局公布的不安全事件等級(jí)進(jìn)行確定，具體如表1所示。

表1 安全威脅度值

2 評(píng)估方法

在評(píng)估模型中，主要借鑒了模糊數(shù)學(xué)原理和分析方法中比較重要的部分——隸屬度概念，一方面解決了具有模糊性和不確定性對(duì)象的綜合評(píng)估問(wèn)題，另一方面實(shí)現(xiàn)了模糊性問(wèn)題的定性、定量化計(jì)算，較為簡(jiǎn)單地得到一個(gè)用戶容易接受，比較直觀的評(píng)估結(jié)果，從而為制定安全策略，開(kāi)展安全運(yùn)行管理提供了理論基礎(chǔ)。

2.1 隸屬函數(shù)的確定

在模糊數(shù)學(xué)中，常常運(yùn)用隸屬度來(lái)刻畫(huà)客觀事物中存在的大量模糊界限，隸屬度可用隸屬函數(shù)進(jìn)行表達(dá)，我們以表2為例進(jìn)行說(shuō)明。

表2 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

當(dāng)系統(tǒng)在某階段運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)值評(píng)估為25，按照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表設(shè)定，我們可以判定系統(tǒng)處于中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，但安全趨勢(shì)發(fā)展如何，下一步該采取何種策略，從上是不能得到更多信息的。如果我們運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)概念，用隸屬度來(lái)進(jìn)行刻畫(huà)，就比較容易解決這個(gè)問(wèn)題了。對(duì)上面的問(wèn)題，我們可以利用隸屬函數(shù)來(lái)確定，認(rèn)為當(dāng)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)值為25時(shí)，隸屬中等風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別程度為70%，隸屬低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別程度為20%。隸屬高風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別程度為10%。此時(shí)，管理層對(duì)針對(duì)何處薄弱環(huán)節(jié)、采取何種安全對(duì)策一目了然。

2.2 建立關(guān)系模糊矩陣

在進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，首先，我們將對(duì)構(gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分別評(píng)價(jià)。假設(shè)取安全風(fēng)險(xiǎn)U為各項(xiàng)指標(biāo)的集合，即U=(安全漏洞，安全可靠度，財(cái)產(chǎn)損失度)；取V為安全風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別集合，即V＝(低，較低，中，較高，高),對(duì)U上單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，通過(guò)隸屬函數(shù)分別求出各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)V上五個(gè)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的隸屬度，可以分別得到一組五個(gè)數(shù)。這樣，最后可組成一個(gè)5×3的模糊矩陣，記住關(guān)系模糊矩陣R。

2.3 建立安全風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重矩陣

一般來(lái)說(shuō)，不安全事件等級(jí)越高，安全風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別和威脅程度就越高，對(duì)系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合影響也越大，因此權(quán)重設(shè)定應(yīng)該越大。假設(shè)構(gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn)的每個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值為bi，可得到一個(gè)權(quán)重模糊矩陣B，記作B＝（b1，b2，b3）。

2.4 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模糊算法

經(jīng)過(guò)單項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)并配以權(quán)重后，可以得兩個(gè)模糊關(guān)系矩陣，即關(guān)系模糊矩陣R和權(quán)重模糊矩陣B。則綜合安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型Y＝B×R,其中Y代表模糊綜合評(píng)估結(jié)果，是個(gè)1×5的矩陣，即Y ＝（y1，y2，y3，y4，y5)，其中 yi代表最后安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估結(jié)果隸屬第i個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的程度。

如果我們需要對(duì)最終評(píng)估結(jié)果進(jìn)行量化，可以通過(guò)函數(shù)定義來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如我們定義N＝Y(jié)1×1+Y2×2+Y3×3+Y4×4+Y5×5 即 可 量 化，N即是綜合安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)值。

3 安全風(fēng)險(xiǎn)模糊評(píng)估方法的具體應(yīng)用

下面我們以民航飛行學(xué)院2010年運(yùn)行狀況安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)說(shuō)明基于模糊數(shù)學(xué)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型在實(shí)際中的應(yīng)用。

首先通過(guò)對(duì)2010年發(fā)生的航空不安全事件次數(shù)、性質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)比事件安全威脅程度，同時(shí)與2010年年度訓(xùn)練飛行時(shí)數(shù)、年度飛行起落架次和培訓(xùn)飛行學(xué)員數(shù)量進(jìn)行綜合衡量，我們得出2010年民航飛行學(xué)院系統(tǒng)安全漏洞、安全可靠度、人員財(cái)產(chǎn)損失度三項(xiàng)指標(biāo)評(píng)估結(jié)果分別對(duì)應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別為：3,2,1。那么，根據(jù)隸屬函數(shù)的定義，各個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)隸屬各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的隸屬度如表3所示。

因此，我們可得到關(guān)系模糊矩陣為

表3 風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別

按照風(fēng)險(xiǎn)大小，對(duì)上述單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重確定，取b1＝0.3，b2＝0.3，b3＝0.2，那么權(quán)重模糊矩陣為（0.3,0.3,0.2）；

所以，

因此，得到的評(píng)估結(jié)果隸屬各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的概率如表4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，我們可以清楚看出2010年民航飛行學(xué)院安全運(yùn)行狀況隸屬各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的程度：安全風(fēng)險(xiǎn)主要集中分布在低、中兩個(gè)區(qū)域。在后期管理中，如果我們針對(duì)評(píng)估中發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)采取有效措施，安全風(fēng)險(xiǎn)將能得到有效控制，安全形勢(shì)將向更有利方向發(fā)展。

表4 各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的概率

最后我們可以對(duì)上述評(píng)估結(jié)果進(jìn)行量化計(jì)算，得出風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估值為：

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