[发明专利]一种城市灰霾与机动车燃油的致因机理的评价分析方法

摘要

本发明一种城市灰霾与机动车燃油的致因机理的评价分析方法，首先通过识别和辨明导致机动车燃油尾气大量排放的直接和潜在原因，构建了“灰霾天气–机动车尾气过量排放”的事故树评价体系，其次基于布尔代数法、结构重要度和模糊重要度分析，结合统计数据和专家打分，运用三角模糊数将基本风险事件发生概率模糊化处理，从而定性、定量地评价基本风险事件对灰霾天气的贡献和影响。本发明通过结合统计数据资料和专家打分的方式将基本风险事件的发生概率进行模糊化处理，可以更进一步提高分析结果的可靠性和实用性。本发明可为中国城市灰霾天气与机动车燃油的致因机理分析，风险因子防控以及管理提供一套科学有效的新思路和方法。

主权项

1.一种城市灰霾与机动车燃油的致因机理的评价分析方法，其特征在于包括如下几个步骤：步骤1、通过识别和辨明导致机动车燃油尾气大量排放的直接和潜在原因，构建“灰霾天气–机动车尾气过量排放”的事故树评价体系，其中，事故树是采用逻辑或门和与门将许多基本风险事件与顶上事件联系而发展建立起来的，在所展示的事故树评价分析体系中，四方形代表中间事件或顶上事件，通过逻辑门分析可以进一步了解其发生的下属原因，圆形代表基本风险事件，处在事故树的底端，不需要进一步分析其发生原因；“灰霾天气–机动车尾气过量排放”的事故树评价体系中，当其它条件满足时，机动车尾气过量排放很可能导致灰霾天气的产生，确定具体分析对象和事故树顶上事件为“机动车尾气过量排放”，由事故树分析方法的逻辑演绎推论：由于顶上事件“机动车尾气过量排放（T）”可由首层中间事件“糟糕的交通状况 (E1)”、“不合格油品的消费使用 (E2) ”、“有缺陷机动车的尾气排放 (E4)”或“高污染机动车的严重尾气排放 (E5)”导致，因此首层中间事件之间的逻辑关系用逻辑或门表示，然后再分别对第二层的中间事件进行演绎推论，…，由此通过层层演绎推论，直到该事故树的分析程度到达基本风险事件为止；步骤2、采用布尔代数法进行逻辑运算，求出最小割集以对 “灰霾天气—机动车尾气过量排放” 事故树进行化简；步骤3、对简化后的“灰霾天气–机动车尾气过量排放”事故树进行定性分析基本风险事件的发生概率通过式（1）的基本风险事件结构重要度近似判别式计算，对所构建的事故树进行定性分析，所述的结构重要度分析就是不考虑基本风险事件发生的概率是多少，仅仅是从事故树结构上分析各个基本风险事件的发生对顶上事件发生的影响程度；式中，I(i) 表示基本风险事件Xi的结构重要度系数，I(i) 数值越大，表示所对应的基本风险事件对顶上事件影响程度越大；nj表示第j个包含基本风险事件Xi的最小割集容量；Kr表示包含基本风险事件Xi的最小割集个数；步骤4、对简化后的“灰霾天气–机动车尾气过量排放”事故树进行定量分析基本风险事件的发生概率采用三角模糊数对基本风险事件发生概率进行模糊化处理，其中（l,m,u）中的l,m,u分别代表相应事件发生概率的左边界、期望均值、右边界；对有精确统计数据的基本风险事件，其发生概率均值取统计值m，左边界l取值为0.95m，右边界u取值为1.05m；对无精确统计数据的基本风险事件，其发生概率结合统计资料和专家打分进行确定和模糊化处理，即采用3σ表征法求其模糊概率值；所述的专家打分是由一个3人以上的专家小组进行评定打分，小组各位专家分别给出各基本风险事件发生概率的估计值ai，进而取各基本风险事件发生概率估计值的均值为m , 标准差为σ，即将各个概率值表征为(m ‑3σ, m , m +3σ)的形式，根据概率论的基础理论知识，对于离散型随机变量来说，其均值m 就是其数学期望值 E(x), 计算公式为:上式中，xk为第k项概率值，k = 1,2,3，…,n，n为专家总数；获知所有基本风险事件模糊发生概率的前提下，就可以计算出顶上事件发生的模糊概率；采用三角模糊数对或门OR连接的顶上事件发生概率进行模糊化处理的计算公式为：式中，qi表示第i个输入事件发生的概率，输入事件i为正整数，其中（l,m,u）中的l,m,u分别代表相应事件发生概率的左边界、期望均值、右边界；采用三角模糊数对与门AND的输出事件发生概率进行模糊化处理的计算公式为：式中，qi表示第i个基本风险事件发生的概率，基本风险事件i 为正整数；其中（l,m,u）中的l,m,u分别代表相应事件发生概率的左边界、期望均值、右边界；步骤5、基本风险事件模糊重要度分析所有基本风险事件发生概率模糊化时的左右偏差相等，设事故树的结构函数为，其中xi是事故树的基本风险事件，逐层求得顶上事件发生的三角模糊概率表达为：其中，m_T代表所求得顶上事件发生概率的期望值或平均值，l_T和u_T分别代表所求得顶上事件发生概率的左右边界，其模糊概率分布在（l, u）范围内，当第i个基本风险事件x_i不发生时，即概率为0，则事故树的结构函数为, 相应求得的顶上事件发生的三角模糊概率表达为：其中，（liT,miT,uiT）中的liT,miT,uiT分别代表当第i个基本风险事件xi不发生时所求得顶上事件发生概率的左边界、期望均值、右边界；则Si=mZ‑miT为作为其基本风险事件xi的模糊重要度，若Si>Sj，则认为xi比xj对系统的影响程度大；步骤6、依据对构建的“灰霾天气—机动车尾气过量排放”事故树定性和定量分析基本风险事件的发生概率，从影响较大的基本风险事件出发对“灰霾天气—机动车尾气过量排放”事故树体系的风险因子进行防控与管理；以及基本风险事件对顶上事件影响程度的相对大小和重要度排序，找出系统薄弱环节来确定优先控制策略。