[发明专利]基于模糊层次分析的城市动态风险指数评估方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊层次分析的城市动态风险指数评估方法，该算法涉及运筹学学科领域以及城市风险管理领域，该方法包括以下步骤：步骤1、分析城市风险影响因素，建立了评价指标体系，并对指标设定了量化标准，确定了指标集和评价集；步骤2、按照对应时间维度给指标定级，构成评价矩阵；步骤3、建立评价定量分级标准；步骤4、建立层次结构模型；步骤5、建立模糊判断矩阵；步骤6、求解判断矩阵的权重并进行一致性检验计算出随机一致性比例；步骤7、计算每级每个指标的评价向量并归一化；步骤8、计算评定等级。本发明结合模糊层次分析法和模糊综合评价法，通过传感器对隐患发生频数进行量化，从而得到动态风险指数。

技术领域

本发明针对城市风险进行评估属于城市风险管理领域，算法内容涉及层次分析法、模糊综合评价法等运筹学学科技术领域。

背景技术

我国城市工业化和现代化水平越来越高，城市人口、功能和规模不断扩大，城市社会系统也越来越复杂，城市发展显现出人口密集、建筑密集、设施密集、技术密集、资源密集、信息密集等特征，导致城市事故不确定性和复杂性迅速增加，风险程度不断扩大，城市风险整体呈现出密集性、连锁性、叠加性和区域性等特点。

近几年，城市特别重大事故频繁发生。给人民生命财产安全造成了巨大损失和不良影响，反映了城市的风险管理与经济发展水平不匹配，暴露了城市安全风险管理方面存在漏洞，在城市安全评估方面存在缺陷，对城市安全管理提出了巨大挑战。然而，针对一个城市面临的主要风险，以及风险触发形成灾害时城市应急救援能力、组织协调等多方面表现出来的城市职能，就需要对城市安全风险进行整体评估。

目前城市风险评估的研究还在探索阶段，一些城市对风险评估进行了积极实践，但没有提出一套成熟的风险评估体系和风险评估标准。在关于城市风险评估这个复杂的多目标问题的讨论中，我们可以发现层次分析法总是被提出用于解决这个问题。

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)，这是一种定性和定量相结合的、系统的、层次化的分析方法。这种方法的特点就是在对复杂决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入研究的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。是对难以完全定量的复杂系统做出决策的模型和方法。层次分析法根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同的层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，从而最终使问题归结为最低层(供决策的方案、措施等)相对于最高层(总目标)的相对重要权值的确定或相对优劣次序的排定。该方法的步骤流程如图1所示。

通过对现存多种分析方法和评价方法的学习，本发明提出结合模糊层次分析法和模糊综合评价法，并在其中做出了创新性的改变。

模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)的基本思想和步骤与AHP的步骤基本一致，但仍有以下两方面的不同点：1)建立的判断矩阵不同：在AHP中是通过元素的两两比较建立判断一致矩阵；而在FAHP中通过元素两两比较建立模糊一致判断矩阵，实质上是由确切数衡量元素之间的关系变成模糊数来衡量；2)求矩阵中各元素的相对重要性的权重的方法不同。

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即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。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。该方法的步骤流程如图2所示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

1、如何理解城市风险这个多目标多因素问题，并将风险分类；

2、各种风险因素多为定性问题难以量化；

3、单一的固态指标评价标准难以满足实际的要求；