一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法技术方案

一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，该方法包括以下步骤：1）构建评价指标体系；2）采用DEMATEL法建立目标层要素的影响关系结构矩阵；3）采用ANP方法确定准则层各指标权重；4）采用VIKOR方法对决策层安全风险进行排序，得到折中的降低电力系统安全风险方案；5）方案选择。本发明专利技术提供的一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，充分考虑了影响因素之间的相互影响制约关系，且以折中规划法为核心，提供最大化“群体效益”与最小化“个别遗憾”相妥协的备选方案最佳排序，得到距离理想解最近的折中可行风险解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合决策方法，尤其是一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法。
技术介绍
电力行业是国家能源领域的重心，近年来不断发生的电力系统重大安全事故使得其安全问题日趋严峻。安全风险评估是安全关键技术的一项重要内容，通过有效评估可以更加全面地了解电力系统的风险点和风险等级，有针对性地加强电力系统安全措施和防范，从而对提高电力系统的整体安全。电力系统安全风险评估目前主要分为定性评估方法、定量评估方法和定性与定量相结合的评估方法三大类：(1)定性评估方法主要依据研究者的知识及经验、历史教训、政策走向等非量化资料对系统的风险状况做出判断。该方法通常只关注风险带来的损失，而忽略风险所发生的概率。多数定性风险分析方法依据组织面临的威胁、脆弱点以及控制措施等元素来决定安全风险等级。在定性评估时并不使用具体的数据，而是指定期望值，如设定每种风险的影响值和概率值为“高”、“中”、“低”，这种方法并不能明显区别风险值之间的差别。定性评估方法的优点是通过简单操作使评估的结论全面、深刻；缺点是主观性很强，对评估者本身的要求更高，其结果往往会因为分析者的经验不足或直接偏差使得分析结果不准确。典型的定性评估方法有：因素分析法、逻辑分析法、历史比较法、德尔斐法等。图形化的定性风险评估方法有：失效模式及影响分析(Failure Mode and Effects Analysis)、故障树分析(Fault tree analysis)、事件树分析(Event tree analysis)等。(2)定量评估方法运用量化指标对风险状况进行评估。通过分析风险发生的概率和危害程度形成的量化值，大大增加了与运行机理和各项规范、制度等紧密结合的可操作性。分析的目标和采取的措施更加具体、明确、可靠。定量评估方法的优点是用直观的数据来表述评估的结果，看起来一目了然，而且比较客观；缺点是量化过程中容易使本来比较复杂的事物简单化，容易模糊复杂的因素，使得风险因素可以被误解和曲解。典型的定量分析法有：时序序列分析法、因子分析法、决策树、聚类分析法、 等风险图法、时序模型、回归模型等。(3)定性与定量相结合的评估方法就是将定性分析方法和定量分析方法这两种方法有机结合起来，做到彼此之间的取长补短，使评估结果更加客观、公正。综合评估方法中定量分析是定性分析的前提和基础，定性分析需要定量分析的结果来能更客观的表述事实。在复杂的系统风险评估中，不能将定性分析与定量分析简单地分割开来。评估过程中对结构化很强的问题，采用定量分析方法，对于非结构化的问题，采用定性分析方法，对于兼有结构化特点和非结构化特点的问题，采用定性与定量相结合的评估方法。典型的综合评估方法有：层次分析法、模糊综合评判法、相对差距和法、主成分分析法、RSR值综合评价法等。由于目前电力系统安全呈现攻击目标和入侵途径的多样化、攻击方式的专业化等趋势，这使得攻击后果变得更加严重，而安全的管理也愈加地复杂化。而国内外研究机构对电力系统安全风险评估中存在以下问题：(1)认为影响因素是彼此独立的，很少考虑风险指标间的相互影响制约关系；(2)风险评估的解决思路要么只考虑各指标的总体满意程度(即最大群体效益)，要么只考虑选择错误方案带来的后悔程度(最小化个体遗憾)，得不到一个理想可行的评估方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，可以克服上述缺陷，有机地结合了定量分析方法和定性分析方法，在对电力系统进行安全风险评估时，充分考虑了影响因素之间的相互影响制约关系，且以折中规划法为核心，提供最大化“群体效益”与最小化“个别遗憾”相妥协的备选方案最佳排序，得到距离理想解最近的折中可行风险解决方案。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，该方法包括以下步骤：1)构建评价指标体系；2)采用DEMATEL法建立目标层要素的影响关系结构矩阵；3)采用ANP方法确定准则层各指标权重；4)采用VIKOR方法对决策层安全风险进行排序，得到折中的降低电力系统安全风险方案；5)方案选择：得出理想方案、指标因果图及指标权重排序。步骤1)为：根据国家有关安全生产法规及标准，以安全生产管理条例和安全生产评价标准为基础，建立电力系统安全评价指标体系。步骤2)为：根据建立的安全评价指标体系，用DEMATEL方法建立综合影响关系矩阵，从而找出安全评价指标体系中准则之间的关联度，具体步骤如下：2-1)建立网络层要素的直接影响关系矩阵A在广泛收集相关数据基础上，确定各影响要素之间的关系，建立网络层要素的直接影响关系矩阵，通过对两两要素的直接影响强度进行度量，建立了直接影响关系矩阵；其中：aij表示要素i对要素j的影响值，i和j表示要素编号，i＝1，…，n，j＝1，…，n，n表示要素个数；2-2)标准化直接影响关系矩阵D为在直接影响关系基础上进一步分析要素之间的间接影响关系，将直接影响关系矩阵标准化，标准化的方法是： D = A S ]]>其中， s = max [ max Σ j = 1 n a ij , max Σ i = 1 n a ij ] ]]>S表示直接影响关系矩阵A的行元素之和与列元素之和的最大值；i和j表示要素编号，i＝1，…，n，j＝1，…，n；n表示要素个数；A、aij表示的含义和步骤2-1)中一致；2-3)计算综合影响关系矩阵T在求得标准化的影响矩阵D后，利用下面的公式得出总影响关系矩阵T：T＝D+D2+…+Dm＝D×(I-D)-1，m→∞其中：D2，…，Dm分别表示矩阵D的2到m次方幂；m表示方幂次数，m→∞表 示m趋于无穷大；I表示单位矩阵；(I-D)-1表示对矩阵(I-D)的逆矩阵。2-4)计算出每个要素的影响度、被影响度以及中心度与原因度要素i对所有其他要素的综合影响值，即影响度：要素j受其他各要素的综合影响值，即被影响度：r＝[ri]n×1，c＝[cj]1×n中心度为：(r+c)，原因度为：(r-c)其中：tij是步骤2-3)中综合影响关系矩阵T的元素，表示要素i对要素j的综合影响值；i和j表示要素编号，i＝1，…，n，j＝1，…，n；n表示要素个数；2-5)设定门槛值p并绘制影响关系图(IRM)由于较小关联度的指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL‑ANP‑VIKOR混合选择方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 1)构建评价指标体系； 2)采用DEMATEL法建立目标层要素的影响关系结构矩阵； 3)采用ANP方法确定准则层各指标权重； 4)采用VIKOR方法对决策层安全风险进行排序，得到折中的降低电力系统安全风险方案； 5)方案选择：得出理想方案、指标因果图及指标权重排序。

【技术特征摘要】
1.一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 
1)构建评价指标体系； 
2)采用DEMATEL法建立目标层要素的影响关系结构矩阵； 
3)采用ANP方法确定准则层各指标权重； 
4)采用VIKOR方法对决策层安全风险进行排序，得到折中的降低电力系统安全风险方案； 
5)方案选择：得出理想方案、指标因果图及指标权重排序。 
2.根据权利要求1所述的一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，其特征在于步骤1)为： 
根据国家有关安全生产法规及标准，以安全生产管理条例和安全生产评价标准为基础，建立电力系统安全评价指标体系。 
3.根据权利要求2所述的一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，其特征在于步骤2)包括以下步骤： 
2-1)建立网络层要素的直接影响关系矩阵A 
在广泛收集相关数据基础上，确定各影响要素之间的关系，建立网络层要素的直接影响关系矩阵，通过对两两要素的直接影响强度进行度量，建立了直接影响关系矩阵 
其中：aij表示要素i对要素j的影响值，i和j表示要素编号，i＝1,…,n，j＝1,…,n，n表示要素个数； 
2-2)标准化直接影响关系矩阵D 
为在直接影响关系基础上进一步分析要素之间的间接影响关系，将直接影响关系矩阵标准化，标准化的方法是： 
其中， 
S表示直接影响关系矩阵A的行元素之和与列元素之和的最大值；i和j表示要素编号，i＝1,…,n，j＝1,…,n；n表示要素个数；A、aij表示的含义和步骤2-1)中一致； 
2-3)计算综合影响关系矩阵T 
在求得标准化的影响矩阵D后，利用下面的公式得出总影响关系矩阵T： 
T＝D+D2+…+Dm＝D×(I-D)-1,m→∞ 
其中：D2,…,Dm分别表示矩阵D的2到m次方幂；m表示方幂次数，m→∞表示m趋于无穷大；I表示单位矩阵；(I-D)-1表示对矩阵(I-D)的逆矩阵。 
2-4)计算出每个要素的影响度、被影响度以及中心度与原因度 
要素i对所有其他要素的综合影响值，即影响度：要素j受其他各要素的综合影响值，即被影响度：r＝[ri]n×1，c＝[cj]1×n中心度为：(r+c)，原因度为：(r-c) 
其中：tij是步骤2-3)中综合影响关系矩阵T的元素，表示要素i对要素j的综合影响值；i和j表示要素编号，i＝1,…,n，j＝1,…,n；n表示要素个数； 
2-5)设定门槛值p并绘制影响关系图(IRM) 
由于较小关联度的指标其回馈的程度也较小，利用ANP计算相对权重时影响不大，所以可以通过设定门槛值来删除关联度较小的连接，只有影响度高于p的元素关系才会在影响关系图中得到反映，从而得到简化的目标层要素之间的综合影响关系图。 
4.根据权利要求3所述的一种降低电力系统安全风险方案的DEMATEL-ANP-VIKOR混合选择方法，其特征在于步骤3)包括以下步骤： 
3-1)构建ANP网络结构 
利用步骤2-3)得到的综合影响关系矩阵T，删除小于门槛值的元素。然后根据 剩下的关联关系绘制系统网络架构； 
3-2)建立两两比较判断矩阵 
结合ANP评估尺度表可形成各准则下各元素之间的两两比较判断矩阵 
其中：aij表示元素i对要元素j的影响值，i和j表示元素编号，i＝1,…,n，j＝1,…,n，n表示元素个数； 
3-3)建立未加权超矩阵W 
设ANP的准则层有元素P1,P2…,Pm，准则层下，网络层有元素组Ci(i＝1,2…,N),其中Ci中有元素以准则层元素Ps(s＝1,2…,m)为准则，以Cj中的元素ejl(l＝1,2…,nj)为次准则，将元素组Ci中元素按其对ejl的影响力大小进行间接优势度的比较，即在准则Ps下构造判断矩阵： 
并由特征根法得权重向量对于(l＝1,2…,nj)重复上述步骤，得到以下所示矩阵Wij： 
这里Wij的列向量就是Ci中元素对Cj中元素的影响程度排序向量。若Cj中元素不受Ci中元素影响，则Wij＝0。这样最终可获得准则层Ps下的超矩阵W： 
其中：P1,P2…，Pm表示准则层的元素，m表示准则层元素个数；Ci表示网络层有元素组，i表示元素组编号，i＝1,2…,N，N表示元素组个数，Ps表示元素组的第s个元素；表示元素组Ci中的元素，ni表示元素组Ci中的元素个数； 表示元素组Ci中的元素对元素组Cj中的元素ejl的权重，j表示元素组编号，j＝1,2…,N，N表示元素组个数，l表示元素组Cj的元素编号，l＝1,2…，nj，nj表示元素组Cj的元素个数；Wij表示元素组i中的元素对元素j中的元素的影响度矩阵； 
3-4)计算加权超矩阵 
超矩阵是一个分块矩阵，矩阵中的每一部分表示不同两个元素组在整个系统中的相互关系。元素组之间的影响矩阵确定之后，还需要考虑各元素组之间的相互影响关系，需要对超矩阵进行归一化处理。以元素组为研究对象，得到该元素组做为子准则下其他元素组的归一化的权重向量(q1j,q2j,…,qnj)T，并构造准则Ps下各组元素对元素 组Cj的相对重要性判断矩阵 
对于j＝1,2…,N重复上述步骤，得到了一个N×N阶权重矩阵Q。 
则加权超矩阵为： 
其中：Ps，N，C1,…,CN表示的含义和步骤3-3)中一致；(q1j,q2j,…,qnj)T表示准则Ps下各组元素对元素组Cj的权重向量，T表示对矩阵进行转...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雄峰，翁杰，张宇娇，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42