Прогнозирование экологических рисков с использованием анализа иерархий и теории нечетких множеств

Цель этой работы состоит в разработке иерархической модели сложного экологического риска технологического производства и определении величины этого риска. В работе используется методика качественной оценки, которая включает теорию нечетких множеств и анализ иерархий. При оценке безопасности технических объектов, на которую влияет множество факторов, информация о различных составляющих риска всегда имеет некоторую степень неопределенности. Если сложная система включает различные составляющие риска с неопределенными источниками и значениями, то это делает процесс принятия решения слишком субъективным. Часто составляющие риска можно рассматривать в терминах лингвистических переменных, например: "очень высокий", "высокий", "очень низкий", "низкий" и т.д. Поэтому попытка использования теории нечетких множеств для определения составного экологического риска представляется вполне разумной. Элементы риска могут быть разделены на разные качественные или лингвистические классы. Одной только качественной классификации, которая описывает степень риска, недостаточно для объяснения влияния элементов риска, поскольку важность (значимость) элементов риска – также ключевой элемент в определении величины сложного риска в полном эксплуатационном цикле системы. 
В данной работе для представления лингвистических переменных предлагается использовать треугольные и трапецеидальные функции принадлежности. Составляющие риска g(r,i) определяются двумя параметрами – степенью r и значимостью i, где каждый параметр представлен треугольными функциями принадлежности. Численное определение риска для заданной степени и важности составляющей риска выполняется дефаззификацией с использованием метода центроида. Далее строится общий показатель составного риска, где для определения матрицы приоритетов (весов) различных составляющих риска используется метод анализа иерархий. Наконец, определяется составной риск с использованием трехступенчатой методики оценки. Составляющие (элементы) риска могут быть разделены на различные качественные или лингвистические классы. Одной только качественной классификации, описывающей степень риска, недостаточно для объяснения влияния элементов риска, поскольку значимость элементов риска является также ключевым моментом при определении составного риска в жизненном цикле системы.
Оценки риска являются лингвистическими переменными L1, L2, L3, L4, L5, L6, и L7. Эти лингвистические переменные были определены как "чрезвычайно низкий", "очень низкий", "низкий", "нормальный", "высокий", "очень высокий" и "чрезвычайно высокий", соответственно. Эти лингвистические переменные затем были определены треугольными функциями принадлежности. Каждый качественный уровень n = 1,2,...,7 (и для степени, и для значимости риска) описывает неопределенности и нечеткости в лингвистическом толковании и выражен треугольным термом функции принадлежности ?. Чтобы определить риск данной степени и интенсивности, эти два фактора могут быть перемножены: Риск = степень риска ? значимость риска.
Методика реализована в виде пошаговой процедуры, которая использует понятие нечетких множеств и иерархический анализ, для оценки составного экологического риска на различных уровнях иерархической модели. Для дефаззификации нами использовался центроидный метод:
 (формула в pdf)
Оценка конечного составного экологического риска (Х) может быть дефазифицирована для метода центроиды следующим образом:
 (формула в pdf)
конечный составной риск  .
Предложена методология для расчета экологического риска сложной иерархической структуры на базе теории нечетких множеств и метода анализа иерархий, которая реализована в соответствующем программном обеспечении и апробирована для анализа риска технологического производства. Методика может использоваться и для оценки риска с расширенным перечнем составляющих, которые учитывают экономические, социальные и другие риски.
 
Риахи Р., Безносик Ю.А., Бугаева Л.Н., Статюха Г.А. (Украина, Киев)
Прогнозирование экологических рисков с использованием анализа иерархий и теории нечетких множеств
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р. 
Вінницький національний технічний університет
Секція 1 “Техногенно-екологічна безпека України і прогнозування ризиків. Переробка та утилізація промислових і побутових відходів”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet