基于層次分析模糊集合數(shù)學(xué)期望值的煤礦應(yīng)急能力評(píng)估

張 奔

(貴州煤監(jiān)局林東監(jiān)察分局)

基于層次分析模糊集合數(shù)學(xué)期望值的煤礦應(yīng)急能力評(píng)估

張 奔

(貴州煤監(jiān)局林東監(jiān)察分局)

針對(duì)當(dāng)前小型煤礦企業(yè)的實(shí)際情況，建立了針對(duì)性較強(qiáng)的煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)應(yīng)急能力評(píng)估指標(biāo)體系，利用層次分析法結(jié)合模糊集合和數(shù)學(xué)期望值法對(duì)某礦的評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行了分析計(jì)算，可對(duì)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)應(yīng)急能力進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，實(shí)用性較強(qiáng)。

煤礦企業(yè) 應(yīng)急能力 層次分析 模糊集合 數(shù)學(xué)期望值

煤礦開(kāi)采屬高危行業(yè)，小型煤礦企業(yè)專業(yè)人員缺乏，技術(shù)力量相對(duì)薄弱，安全生產(chǎn)形勢(shì)較嚴(yán)峻。建立規(guī)范、實(shí)用的應(yīng)急能力評(píng)估體系，對(duì)于提高煤礦安全生產(chǎn)的應(yīng)急能力有一定的積極意義。

1 評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)應(yīng)急能力包括：①對(duì)重大危險(xiǎn)源的識(shí)別和及時(shí)排除的能力；②阻止災(zāi)變繼續(xù)進(jìn)行或降低災(zāi)變?cè)斐蓳p失的能力；③災(zāi)變后開(kāi)展救援的能力。據(jù)此，建立了三級(jí)評(píng)估指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。

2 層次分析法

2.1 構(gòu)造比較判斷矩陣

表1中各要素進(jìn)行兩兩對(duì)比得到bij值，構(gòu)建比較判斷矩陣U=(bij)n×n，判斷矩陣的元素bij一般采用1～9及其倒數(shù)的標(biāo)度方法，bij表示Ui與Uj的相對(duì)重要程度，二者互為倒數(shù)關(guān)系，取值方法見(jiàn)表2[1-3]。

2.2 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

計(jì)算判斷矩陣U每行元素的乘積Mi(i=1，2，3，…，n)，Mi的n次方根為βi，對(duì)向量β=[β1,β2,…,βn]T進(jìn)行歸一化處理，得特征向量W=[W1，W2，…,Wn]T，即為所求的特征向量，代表相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重。

2.3 一致性指標(biāo)計(jì)算

判斷矩陣U一致性指標(biāo)(CI)值計(jì)算公式為

CI=(λmax-n)/(n-1) ,

(1)

式中，λmax為判斷矩陣U的最大特征向量；n為判斷矩陣U元素的個(gè)數(shù)。

若CI值為0，說(shuō)明判斷矩陣U具有完全一致性。引入判斷矩陣平均隨機(jī)性指標(biāo)(RI)度量不同階數(shù)的判斷矩陣是否具有較好一致性，1～10階的判斷矩陣對(duì)應(yīng)的RI值見(jiàn)表3。若CI/RI小于0.1，則說(shuō)明判斷矩陣具有較好的一致性，否則，應(yīng)對(duì)該判斷矩陣進(jìn)行重新修訂。

3 模糊集合與數(shù)學(xué)期望值

(1)建立評(píng)估因素集。評(píng)估因素值向量B=[B1，B2，…，Bn]T，Bi=[bi1，bi2，…，bim]T(1≤i≤n，m≥1)。

(2)確定評(píng)估尺度集。綜合考慮評(píng)估指標(biāo)體系中定性、定量因素的性質(zhì)，確定評(píng)估尺度集。假設(shè)進(jìn)行5級(jí)劃分，“v1”為最高，“v5”為最低，則評(píng)估尺度向量V=[v1，v2，v3，v4，v5]T。

(3)確定權(quán)重集向量(W)。權(quán)重是各因素重要程度的反映，各級(jí)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重可用層次分析法確定。

(4)獲取模糊集合。根據(jù)三級(jí)指標(biāo)涉及的領(lǐng)域情況，在煤礦從業(yè)人員中，在相應(yīng)的工作崗位挑選若干名(N)工作人員參加評(píng)估。設(shè)評(píng)估對(duì)象為三級(jí)指標(biāo)中的要素Uijk(i∈[1,n]，j∈[1,m]，k∈[1,s])，評(píng)估集中第s(s∈[1,N]) 個(gè)元素的隸屬度為rijks，據(jù)此可構(gòu)建三級(jí)指標(biāo)單因素模糊集矩陣Aijks。

(5)計(jì)算數(shù)學(xué)期望。計(jì)算公式為

Ei=(aijk1v1+aijk2v2+…+aijksvs)/N ，

(2)

式中，aijks為對(duì)Uijk給出評(píng)估結(jié)果(vs)的從業(yè)人員數(shù)目。

據(jù)式(2)得到Uij的相應(yīng)得分向量：E=[E1，E2，…，Ei]T。

表1 煤礦安全生產(chǎn)應(yīng)急能力評(píng)估指標(biāo)體系

表2 判斷矩陣的標(biāo)度及其含義

表3 1～10階判斷矩陣對(duì)應(yīng)的RI值

4 應(yīng)用實(shí)例

4.1 指標(biāo)權(quán)重設(shè)定

首先確定煤礦安全生產(chǎn)應(yīng)急救援能力一級(jí)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重，然后通過(guò)兩兩比較該層次的目標(biāo)構(gòu)造比較矩陣，獲得該層次中各要素對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)應(yīng)急能力的重要程度(表4)。

表4 比較判斷矩陣

對(duì)表4中U1～U8層次權(quán)重進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，獲得最大特征值為8.767 3，CI值為0.109 6，CR值為0.077<0.1，可認(rèn)為該判斷矩陣具有一致性。為此，人力資源、技術(shù)力量、身體素質(zhì)、制度基礎(chǔ)、組織管理、后勤保障、災(zāi)變施救基本保障和六大系統(tǒng)保障的權(quán)重Wi分別為0.053 6，0.090 1，0.049 1，0.091 4，0.124 7，0.148 3，0.240 6，0.202 3。同理計(jì)算出礦級(jí)管理人員、特種作業(yè)人員、礦山輔助救護(hù)隊(duì)人員、簽約礦山救護(hù)隊(duì)、集團(tuán)公司、潛在人力資源的權(quán)重分別為0.274 6，0.137 3，0.185 1，0.207 8，0.114 3，0.080 9；實(shí)際控制人、礦長(zhǎng)、安全礦長(zhǎng)、生產(chǎn)礦長(zhǎng)、總工程師、機(jī)電礦長(zhǎng)的權(quán)重分別為0.362 1，0.191 6，0.152 1，0.079 8，0.085 3，0.129 1。

4.2 模糊集合結(jié)合數(shù)學(xué)期望值評(píng)判

在評(píng)估矩陣中對(duì)三級(jí)指標(biāo)的評(píng)估值劃分為5個(gè)值，令v1、v2、v3、v4、v5分別表示優(yōu)秀、良好、中等、較差、差，本研究分別對(duì)其進(jìn)行賦值：V=[100，80，60，40，20]T，并針對(duì)某個(gè)煤礦進(jìn)行評(píng)估，選取該礦20名從業(yè)人員對(duì)各三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 部分指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表1可知：實(shí)際控制人、礦長(zhǎng)等在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)急能力得分分別為68，64，64，57，59，68?？梢?jiàn)，除生產(chǎn)礦長(zhǎng)和總工程師的應(yīng)急能力較差之外，其余礦長(zhǎng)應(yīng)急能力屬中等，礦級(jí)管理人員(U11)整體的應(yīng)急能力得分為65；同理求得U12、U13、U14、U15、U16得分分別為67，65，80，60，70，由此得到人力資源應(yīng)急能力(U1)得分為68，應(yīng)急能力屬中等；同理求得U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8得分分別為54，80，63，66，61，62，74，即該礦的安全生產(chǎn)應(yīng)力能力(U)得分為65，屬中等，有待進(jìn)一步提高。

5 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合當(dāng)前小型煤礦的特點(diǎn)，建立了煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)應(yīng)急能力評(píng)估三級(jí)指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上采用層次分析法結(jié)合模糊集合和數(shù)學(xué)期望值法對(duì)某礦的安全生產(chǎn)應(yīng)急能力進(jìn)行了評(píng)估，確定了其安全生產(chǎn)應(yīng)急能力等級(jí)，為確保礦山安全生產(chǎn)提供參考。

[1] 張?jiān)茲?基于層次分析與模糊決策的旅游供應(yīng)鏈績(jī)效評(píng)估研究[J].物流技術(shù)，2015(1)：231-234.

[2] 吳 鵬，蘇建軍，盧央澤，等.基于層次分析法與密切值法的采礦方法優(yōu)選[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(6)：23-25.

[3] 姚 建，吳愛(ài)祥，胡燕康，等.層次分析法在濕潤(rùn)劑抑塵評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(6):87-89.

2015-08-31)

張 奔(1978—)，男，工程師，碩士，550018 貴州省貴陽(yáng)市烏當(dāng)區(qū)新添大道北段558號(hào)。