复杂系统风险传递与控制

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 复杂系统安全事故与测度研究现状

1.2.1 事故致因理论研究现状

1.2.2 事故分析方法研究现状

1.2.3 事故测度-熵理论研究现状

1.3 复杂系统风险行为与控制研究现状

1.3.1 涌现问题研究现状

1.3.2 风险传递研究现状

1.3.3 安全控制研究现状

1.4 本书研究内容与章节安排

1.4.1 本书研究内容的确定

1.4.2 本书的章节安排

第2章 事故分析“认知-约束”模型框架

2.1 复杂系统安全性本质探析

2.1.1 事故成因复杂性根源

2.1.2 复杂系统安全性与可靠性关系探讨

2.1.3 安全-复杂系统的整体涌现

2.2 新系统论模型发展趋势分析

2.2.1 非系统论模型的缺陷

2.2.2 系统论模型的优势

2.2.3 发展新-代系统论模型的基本要求

2.3 “认知-约束”模型的构建

2.3.1 “认知-约束”模型的广义内涵

2.3.2 “认知-约束”模型的内在机制

2.3.3 “认知-约束”模型的数学描述

2.3.4 “认知-约束”模型的实施步骤

2.3.5 基于“认知-约束”模型的安全控制

第3章 集成DEMATEL-ISM方法的事故系统构模分析

3.1 复杂系统崩溃过程分析

3.1.1 脆性概念

3.1.2 复杂系统的脆性

3.1.3 从复杂系统到事故系统

3.2 复杂系统安全事故致因因素的提取

3.2.1 事故因素提取原则

3.2.2 一般性事故因素的提取

3.3 集成DEMATEL-ISM方法步骤

3.3.1 集成DEMATEL-ISM结构化方法的理论基础

3.3.2 决策实验室分析法（DEMATEL）

3.3.3 解释结构模型（ISM）

3.4 空军某飞行团事故系统的案例分析

3.4.1 案例背景及数据来源

3.4.2 计算过程与分析

3.4.3 结果与讨论

第4章 事故系统风险涌现的度量研究

4.1 风险涌现的界定与描述

4.1.1 复杂系统事故路径分析

4.1.2 风险涌现与风险熵的界定

4.1.3 风险涌现的动力学机制

4.2 事故致因节点独立风险熵度量

4.2.1 可拓学方法与改进

4.2.2 基于改进可拓学方法的独立风险熵度量

4.3 事故致因节点耦合风险熵度量

4.3.1 Copula连接函数

4.3.2 基于Copula函数的耦合风险熵度量

4.4 跨层致因节点风险涌现度量

4.4.1 跨层致因节点风险熵

4.4.2 跨层致因节点极大风险熵

4.5 跨层风险涌现的Arena仿真

4.5.1 Arena软件概述

4.5.2 跨层风险涌现的Arena仿真模型

4.5.3 跨层风险涌现仿真结果及分析

第5章 事故系统风险传递的Arena仿真

5.1 风险传递的描述及仿真流程

5.1.1 风险传递的形式化描述

5.1.2 风险传递的动力学机制

5.1.3 风险传递仿真要素及流程

5.2 风险传递Arena仿真模型构建

5.2.1 事故系统模型重构与描述

5.2.2 Arena仿真模型

5.2.3 仿真目的与实验设计

5.3 初始风险涌现规律的影响分析

5.3.1 涌现均值对风险熵增长速率的影响

5.3.2 涌现均值对系统风险处置能力的影响

5.3.3 涌现均值对节点风险处置能力的影响

5.3.4 结果与讨论

5.4 节点参数对系统风险处置能力的影响分析

5.4.1 节点风险免疫力的影响

5.4.2 节点风险处置速率的影响

5.4.3 结果与讨论

5.5 网络结构对系统风险处置能力的影响分析

5.5.1 改变风险处置资源数的影响分析

5.5.2 改变初始风险涌现节点的影响分析

5.5.3 改变节点风险传递概率的影响分析

5.5.4 结果与讨论

第6章 事故系统关键致因节点的约束控制

6.1 熵权集结多维数据的节点重要度评估

6.1.1 静态评估参数提取

6.1.2 专家经验数据处理

6.1.3 动态风险传递的数据分析

6.1.4 熵权集结多维数据的致因节点重要度评估算法

6.1.5 计算结果及分析

6.2 基于约束熵的事故系统致因节点崩溃控制策略

6.2.1 约束熵概念的引入

6.2.2 约束熵度量模型的构建

6.3 基于Arena仿真的节点重要度排序结果验证

6.3.1 基于备用风险处置资源的验证

6.3.2 基于节点风险处置速率的验证

6.3.3 结果与讨论

6.4 应急约束熵配置的仿真分析

6.4.1 应急约束熵被所有节点共享时的配置分析

6.4.2 应急约束熵被重要节点独享时的配置分析

6.4.3 应急约束熵被重要节点按级共享时的配置分析

6.4.4 应急约束熵数量对系统性能的影响分析

6.4.5 结果与讨论

6.5 实证研究

6.5.1 约束熵的工程意义

6.5.2 空军某飞行团安全控制策略分析

第7章 研制项目复杂系统GERT网络上的风险传递

7.1 装备项目型供应链概述

7.1.1 装备供应链研究现状

7.1.2 航空装备项目型供应链

7.2 GERT随机网络概述

7.2.1 GAN网络的构成与特点

7.2.2 矩母函数

7.2.3 信号流图

7.2.4 GERT随机网络解析法原理

7.3 研制项目GERT网络上的风险传递

7.3.1 研制项目的GERT网络建模

7.3.2 GERT网络上单风险传递的解析法求解

7.3.3 GERT网络上多风险传递的解析法求解

7.4 GERT网络上多风险传递解析法求解案例

7.4.1 案例背景

7.4.2 计算过程及分析

7.5 cERT网络上多风险传递的蒙特卡洛模拟

7.5.1 蒙特卡洛方法

7.5.2 Crystal Ball仿真软件

7.5.3 GERT网络中环路的等价化简

7.5.4 仿真过程及结果分析

第8章 基于贡献度和风险分担的风险传递控制策略

8.1 供应链利益分配方法

8.1.1 按劳分酬法

8.1.2 契约式利益分配法

8.1.3 基于Shapley值的利益分配法

8.2 基于节点重要度的行为主体贡献度建模

8.2.1 行为主体贡献度的含义

8.2.2 节点位置重要度

8.2.3 节点属性重要度

8.2.4 节点贡献度模型

8.3 行为主体抗风险努力程度评价

8.3.1 主动识别风险因素的评价

8.3.2 积极控制本环节风险的评价

8.3.3 藏匿和转嫁风险的惩罚

8.4 基于贡献度和抗风险努力程度的利益分配

8.4.1 基于贡献度的固定利益分配

8.4.2 基于抗风险努力程度的超额利益分配

参考文献

《复杂系统风险传递与控制》从“点—线—面—体”的视角来综述事故致因理论，分析复杂系统的风险演化动力学过程。通过构建针对现代复杂系统事故致因与演化分析的“认知—约束”模型，从事故系统模型构建、事故系统风险动力学行为认知、关键致因节点辨识与控制角度深入阐述和分析复杂系统的风险传递与控制问题，并结合装备研制项目复杂系统进行了风险传递与控制的实证研究。试图从事故系统的角度来分析复杂系统的风险传递与控制问题是《复杂系统风险传递与控制》的特色。
　　《复杂系统风险传递与控制》涉及控制科学与工程、管理科学与工程、安全科学与工程、系统工程、复杂性科学等多个学科领域，主要读者对象为高等院校管理、安全、军事类本科生和研究生，亦可作为科学工作者、工程技术人员及高校教师的参考书。

适读人群 ：适用于管理、安全、军事类本科生和研究生，科学工作者、工程技术人员及高校教师阅读

　　《复杂系统风险传递与控制》是国家自然科学基金面上项目“基于结构本质安全的复杂系统组元作用机理研究（71171199）”和国家自然科学基金青年科学基金项目“复杂事故系统风险演化动力学机制研究（71401179）”共同研究成果之一。《复杂系统风险传递与控制》基于系统科学和复杂性科学思维，综合运用了控制科学与工程、系统工程、熵学、复杂网络等多学科的理论和方法，围绕所提出的“认知一约束”模型来展开研究，本着事故系统模型构建——事故系统行为（风险涌现与传递）认知——关键致因节点辨识与控制的研究主线，提出了一种面向复杂系统安全事故的事前预防、事中控制和事后分析的新一代系统论模型，并结合装备研制项目复杂系统进行了风险传递与控制的实证研究，相关结果对完善事故致因理论和预防系统性安全事故有积极意义。