基于灰色關(guān)聯(lián)分析法的煤礦傷亡事故統(tǒng)計(jì)研究

田文艷，董增壽(太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院，太原 030024)

近幾十年來我國(guó)煤礦事故頻繁發(fā)生，對(duì)國(guó)家財(cái)產(chǎn)及礦工生命安全造成了很大威脅，成為煤炭工業(yè)發(fā)展的一大“瓶頸”。為了更好地分析總結(jié)煤礦事故發(fā)生原因及規(guī)律，本文以2007-2012年度國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局煤礦事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)理論的灰色關(guān)聯(lián)分析方法[1-3]計(jì)算得到影響煤礦傷亡事故發(fā)生的主要因素，為煤礦安全生產(chǎn)管理提供科學(xué)的參考價(jià)值。

1 灰色關(guān)聯(lián)分析模型定義

灰色關(guān)聯(lián)分析[4]是對(duì)處于同一系統(tǒng)中兩個(gè)不同因素之間相互關(guān)聯(lián)程度的描述，即不同因素之間在伴隨其所屬系統(tǒng)變化過程中表現(xiàn)出來的一種相對(duì)變化，實(shí)際上是一種描述同一系統(tǒng)中不同因素相互之間影響以及各個(gè)獨(dú)立因素對(duì)其所處系統(tǒng)整體影響貢獻(xiàn)的測(cè)度手段。

1.1 原始數(shù)據(jù)序列構(gòu)造

設(shè)有一組原始參考數(shù)列，標(biāo)記為Y0=[Y0(1),Y0(2),Y0(3),…,Y0(n)]，同時(shí)有一系列與原始數(shù)列做比較的子因素?cái)?shù)列，依次標(biāo)記為Y1,Y2,Y3，…,Ym.

Y1=[Y1(1),Y1(2),Y1(3),…,Y1(n)];

Y2=[Y2(1),Y2(2),Y2(3),…,Y2(n)];

Y3=[Y3(1),Y3(2),Y3(3),…,Y3(n)];

Ym=[Ym(1),Ym(2),Ym(3),…,Ym(n)]

1.2 原始數(shù)據(jù)均值化處理

鑒于數(shù)據(jù)量綱在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常與其絕對(duì)值大小不一致的情況，需要對(duì)原數(shù)據(jù)做去量綱化的統(tǒng)一化變換，從而得到可比較數(shù)列。本文采用均值化方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，均值化是指用一列數(shù)據(jù)的平均值除以每一個(gè)數(shù)據(jù)，得到一個(gè)新數(shù)列，具體處處理過程如下：

(1)

式中，i=1,2,3,…,m;k=1,2,3,…,n.

經(jīng)過變換后的原始數(shù)據(jù)列為：

X0=[X0(1),X0(2),X0(3),…,X0(n)];

X1=[X1(1),X1(2),X1(3),…,X1(n)];

X2=[X2(1),X2(2),X2(3),…,X2(n)];

Xm=[Xm(1),Xm(2),Xm(3),…,Xm(n)]

1.3 關(guān)聯(lián)系數(shù)的程序計(jì)算步驟

對(duì)上述變換后得到的數(shù)據(jù)求差序列，記為：

△i(k)=|X0(k)-Xi(k)|(i=1,2,…,m)

△i=[△i(1),△i(2),…,△i(n)]

(2)

求兩級(jí)最大差和最小差，記為:

定義X0與Xi(i=1,2,…,n)之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)[5]如下：

(3)

式中，ξi(k)為對(duì)應(yīng)于k時(shí)刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)，ε標(biāo)記為用以提高關(guān)聯(lián)系數(shù)差異性的分辨系數(shù)，理論證明，ε值越小，分辨率越高，一般情況下取ε=0.5.

對(duì)ξi(k)取平均值，則得到X0與Xi之間的關(guān)聯(lián)度[6]：

(4)

關(guān)聯(lián)度反映了在煤礦關(guān)聯(lián)分析中各因素對(duì)煤礦事故死亡人數(shù)的影響程度，Vi決定了因素Xi對(duì)事故X0的影響程度，Vi越大，對(duì)事故X0的影響越大，進(jìn)而反映了原始數(shù)據(jù)Yi對(duì)Y0的影響程度。

2 煤礦事故灰色關(guān)聯(lián)分析實(shí)例

本文基于2007-2012年度國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的煤礦事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，歸納出煤礦事故主要影響因素為：瓦斯事故、頂板事故、機(jī)電事故、運(yùn)輸事故、水災(zāi)事故、火災(zāi)事故及放炮事故。參考數(shù)列Y0為每年煤礦事故死亡人數(shù)，比較數(shù)列Yi(i=1,2,…,7)為各類煤礦事故死亡人數(shù)，如表1所示。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。

應(yīng)用公式(1)對(duì)表1中原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理得到表2所示數(shù)據(jù)。

對(duì)表2數(shù)據(jù)求差序列見公式(2)得到表3所示的差序列結(jié)果。

由關(guān)聯(lián)系數(shù)公式(3)可計(jì)算得到各類型煤礦事故與煤礦事故死亡人數(shù)的關(guān)聯(lián)度排序，如表4所示。

由公式(4)可計(jì)算出各類型煤礦事故與煤礦事故死亡人數(shù)的關(guān)聯(lián)度分別為：V1=0.904，V2=0.782,V3=0.530,V4=0.731,V5=0.744,V6=0.621,V7=0.672.灰色關(guān)聯(lián)度的排序?yàn)椋篤1>V2>V5>V4>V7>V6>V3，從該排序結(jié)果可以看出：對(duì)X0影響最大的因素是X1，與X0關(guān)系最密切的因素是X1；而與X0關(guān)系最不密切的因素為X3，由此可以得知，煤礦事故對(duì)死亡人數(shù)的影響順序?yàn)閅1>Y2>Y5>Y4>Y7>Y6>Y3，即瓦斯事故、頂板事故和水災(zāi)事故是煤礦事故的3個(gè)主要影響因素。

表1 煤礦事故死亡人數(shù)原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表2 無量綱化處理結(jié)果

表3 差序列結(jié)果

表4 關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

3 結(jié)語

以2007-2012年度國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局煤礦事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過灰色關(guān)聯(lián)分析方法計(jì)算得到影響煤礦傷亡事故人數(shù)的三種主要事故類型，即頂板事故、瓦斯事故和水災(zāi)事故。計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)理論探索煤礦事故發(fā)生規(guī)律的可行性，并且可以為煤礦安全生產(chǎn)提供保障，將煤礦事故的發(fā)生次數(shù)降至最低，減少國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失和人身傷害。

參考文獻(xiàn)：

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