基于熵權(quán)的煤礦應(yīng)急管理能力模糊綜合評(píng)價(jià)

劉岱楠+王亞陽(yáng)+王漢斌

摘 要：煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)方法的研究是為幫助煤礦企業(yè)發(fā)現(xiàn)自身應(yīng)急管理體系中存在的問(wèn)題，從而有針對(duì)性地進(jìn)行控制和改進(jìn)。文章通過(guò)研究熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)在煤礦應(yīng)急管理中的應(yīng)用，利用熵權(quán)法確定權(quán)重，從人員管理、裝備管理、技術(shù)管理、環(huán)境管理和制度管理五個(gè)方面對(duì)煤礦應(yīng)急管理能力進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。構(gòu)建了熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)模型，并針對(duì)實(shí)例進(jìn)行分析，有利于煤礦企業(yè)構(gòu)建完善的應(yīng)急管理體系。

關(guān)鍵詞：煤礦 應(yīng)急管理 熵權(quán)法 模糊綜合評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：F407.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2014）11-046-03

一、引言

煤炭是工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的主要能源，其安全生產(chǎn)關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。煤礦開(kāi)采行業(yè)歷來(lái)是最容易出現(xiàn)事故的高危行業(yè)，盡管近年來(lái)煤礦安全得到了廣泛的重視，煤礦安全生產(chǎn)的技術(shù)裝備和管理方法也取得了較大的發(fā)展，但煤礦事故仍然是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可忽視的問(wèn)題之一。煤礦突發(fā)事故由于人為、技術(shù)等各方面的原因無(wú)法避免，如何提高煤礦應(yīng)急管理能力就顯得至關(guān)重要。在煤礦突發(fā)事故發(fā)生后能夠及時(shí)組織應(yīng)急救援隊(duì)伍，控制事故的影響范圍，從而降低煤礦突發(fā)事故對(duì)企業(yè)造成的損失。

煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)是煤礦企業(yè)加強(qiáng)自身安全生產(chǎn)管理所要進(jìn)行的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作。通過(guò)煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)，企業(yè)可以發(fā)現(xiàn)自身應(yīng)急管理體系中存在的問(wèn)題。有針對(duì)性地進(jìn)行控制和改進(jìn)，有利于煤礦企業(yè)構(gòu)建完善的應(yīng)急管理體系，讓企業(yè)在煤礦突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠有條不紊地進(jìn)行處置。

目前對(duì)煤礦應(yīng)急管理能力的研究有很多，尤其是在如何提高煤礦應(yīng)急管理能力、完善煤礦企業(yè)應(yīng)急管理體系等方面的研究已經(jīng)取得了一些成果。但在煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)方法上的研究還是比較缺乏，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)可以看出，研究煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)方法主要有層次分析法、灰色系統(tǒng)理論、事故致因理論等。這些方法雖然對(duì)煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)領(lǐng)域有一定的指導(dǎo)意義，但仍然還有不足之處。由于影響煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)的因素很多，使用上訴評(píng)價(jià)方法來(lái)進(jìn)行煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)會(huì)很復(fù)雜，且無(wú)法直觀明了地反映評(píng)價(jià)結(jié)果，而且許多評(píng)價(jià)方法在確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重上存在主觀臆斷的問(wèn)題。因此本文研究基于熵權(quán)的煤礦應(yīng)急管理能力模糊綜合評(píng)價(jià)，科學(xué)、客觀對(duì)煤礦應(yīng)急管理能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，提升煤礦應(yīng)急管理能力，使煤礦應(yīng)急管理工作更加科學(xué)合理。

二、熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

1.熵權(quán)法確定權(quán)重。利用求熵值的方法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，熵值的大小取決于評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息的不確定性和離散程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)信息量越小，離散程度越強(qiáng)，說(shuō)明指標(biāo)個(gè)體的差異越大，對(duì)最后綜合評(píng)價(jià)的影響也就越大，其熵值也就越大。熵權(quán)法就是用熵值法來(lái)確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重權(quán)數(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以最大程度地排除主觀確定權(quán)重權(quán)數(shù)所帶來(lái)的人為干擾。

熵權(quán)法確定權(quán)重的原理如下：

設(shè)某一多目標(biāo)決策問(wèn)題中m個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，aij表示第j個(gè)出救點(diǎn)的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值。

根據(jù)熵值法確定指標(biāo)權(quán)重的原理，首先定義第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息熵值Dj為：

其中，0≤Dj≤1，對(duì)于信息自由度無(wú)限大的系統(tǒng)，可以確定其有序度為0，其信息熵值最大，Dj=1。當(dāng)bij=0時(shí)，規(guī)定bijlnbij=0，Dj=0。

然后定義各個(gè)指標(biāo)的差異度系數(shù)Ej為：

Ej=1-Dj，0≤Ej≤1

則第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重fj為：

2.熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)模型。模糊綜合評(píng)價(jià)方法是模糊數(shù)學(xué)的科學(xué)應(yīng)用之一。通過(guò)進(jìn)行線性變換，比較評(píng)判對(duì)象中的多種評(píng)價(jià)指標(biāo)，在考慮最大隸屬度原則的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具對(duì)評(píng)判對(duì)象進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)方法通過(guò)相對(duì)隸屬度函數(shù)將定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)定量化，所得出的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可以直觀地展現(xiàn)。

模糊綜合評(píng)價(jià)是基于模糊數(shù)學(xué)的理論，對(duì)難以準(zhǔn)確量化的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種有效工具。為了更加客觀地確定系統(tǒng)的權(quán)重，引入熵值法。熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)的步驟為：

（1）將影響評(píng)價(jià)目標(biāo)的n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)組成一個(gè)集合，建立綜合評(píng)價(jià)的因素集U={u1，u2，…，un}，i=1，2，…，n，n代表影響評(píng)價(jià)指標(biāo)的第n個(gè)因素。

（2）確定可能的m種評(píng)價(jià)結(jié)果組成集合，建立評(píng)語(yǔ)集V={v1，v2，…，vm}，j=1，2，…，m，m代表第m個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果。

（3）模糊評(píng)判得出相對(duì)隸屬度矩陣為A=（aij）m×n：

得到標(biāo)準(zhǔn)化模糊關(guān)系矩陣B=（bij）m×n：

得到綜合評(píng)價(jià)矩陣p=（pij）m×n，從而進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。

三、算例分析

1.建立煤礦應(yīng)急管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以某煤礦為例進(jìn)行應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)，通過(guò)調(diào)研得到該煤礦的應(yīng)急管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下圖所示：

人員管理是指在應(yīng)急處置過(guò)程中對(duì)煤礦從業(yè)人員進(jìn)行有效的安排和配置。不僅在事前，而且在整個(gè)應(yīng)急管理的過(guò)程中，人員管理都是最重要的應(yīng)急管理內(nèi)容，人員管理的能力也是影響煤礦企業(yè)應(yīng)急管理能力的關(guān)鍵指標(biāo)。

裝備管理是指對(duì)在應(yīng)急管理中對(duì)煤礦應(yīng)急救援裝備進(jìn)行的有效管理。包括對(duì)應(yīng)急物資和應(yīng)急處置器械及大型救援機(jī)械的管理。裝備管理能力反映了煤礦企業(yè)應(yīng)急管理中對(duì)應(yīng)急裝備有效使用的能力。

技術(shù)管理是指通過(guò)綜合運(yùn)用科學(xué)合理的生產(chǎn)技術(shù)和管理方法，來(lái)規(guī)范煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)和普及應(yīng)急裝備的使用技術(shù)。技術(shù)管理是煤礦應(yīng)急管理的重要組成部分，滲透于煤礦生產(chǎn)的全過(guò)程，可以指導(dǎo)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)工作，調(diào)節(jié)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)、工序，是保障煤礦企業(yè)應(yīng)急管理體系的重要一環(huán)。

監(jiān)測(cè)管理是指應(yīng)急管理過(guò)程中對(duì)相關(guān)應(yīng)急處置過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和跟蹤，利用科學(xué)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為各級(jí)指揮系統(tǒng)和部門(mén)提供應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)安全動(dòng)態(tài)信息，通過(guò)比對(duì)分析監(jiān)測(cè)信息，為應(yīng)急管理工作提供數(shù)據(jù)支持，防止事故擴(kuò)散。

預(yù)案管理是煤礦企業(yè)利用科學(xué)管理方法對(duì)應(yīng)急預(yù)案的維護(hù)和改進(jìn)所進(jìn)行的管理。煤礦預(yù)案管理包括制度基礎(chǔ)、資源狀況、組織機(jī)構(gòu)等三部分。制度基礎(chǔ)是應(yīng)急預(yù)案管理的基礎(chǔ)條件，資源是應(yīng)急預(yù)案管理的物質(zhì)保障，組織機(jī)構(gòu)是應(yīng)急預(yù)案管理的載體。

影響煤礦應(yīng)急管理能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)有五個(gè)，分別為人員管理、裝備管理、技術(shù)管理、環(huán)境管理和制度管理，分別記作u1、u2、u3、u4和u5，建立綜合評(píng)價(jià)的因素集U={u1，u2，…，u5}。

2.確定相對(duì)隸屬度矩陣。隸屬度矩陣在模糊綜合評(píng)判中用來(lái)表述模糊評(píng)價(jià)對(duì)象的本質(zhì)，一般隸屬度矩陣的確定過(guò)程需要經(jīng)過(guò)人腦思維加工，因此主觀成分較強(qiáng)。而相對(duì)隸屬度矩陣的確定則可以減少這種主觀因素的影響，相對(duì)隸屬度矩陣主要比較的是在一定的范圍內(nèi)不同的評(píng)價(jià)因素之間的相對(duì)比較，和數(shù)值大小無(wú)關(guān)，使得模糊評(píng)判更加科學(xué)。

通過(guò)專(zhuān)家調(diào)查法，咨詢(xún)10位專(zhuān)業(yè)從事煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)研究領(lǐng)域的專(zhuān)家對(duì)該煤礦應(yīng)急管理評(píng)價(jià)的五個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。構(gòu)建評(píng)語(yǔ)集V=（v1、v2、v3、v4、v5）=（優(yōu)、良好、一般、較差、差），同時(shí)采用1～9標(biāo)度法對(duì)評(píng)語(yǔ)集進(jìn)行賦值WT=（優(yōu)、良好、一般、較差、差）=（9、7、5、3、1）。運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)的方法，結(jié)合專(zhuān)家打分的結(jié)果，構(gòu)建相對(duì)隸屬度矩陣。比如10位專(zhuān)家的打分分別如下：1位專(zhuān)家評(píng)價(jià)為優(yōu)，4位專(zhuān)家評(píng)價(jià)為良好，4位專(zhuān)家評(píng)價(jià)為一般，1位專(zhuān)家評(píng)價(jià)為較差，則這個(gè)指標(biāo)的相對(duì)隸屬度評(píng)價(jià)向量為（0.1、0.4、0.4、0.1、0）。

各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)煤礦應(yīng)急管理能力的影響由10位專(zhuān)家打分，將各個(gè)指標(biāo)的專(zhuān)家打分進(jìn)行模糊評(píng)判，結(jié)果如下：

得到該煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)的相對(duì)隸屬度矩陣A=（aij）m×n如下：

A=0.2 0.4 0.3 0.1 00.3 0.3 0.2 0.2 00.1 0.3 0.4 0.1 0.10 0.2 0.4 0.3 0.10.1 0.4 0.4 0.1 0

3.模糊綜合評(píng)價(jià)。首先對(duì)相對(duì)隸屬度矩陣A進(jìn)行規(guī)范化和歸一化處理，得到：R1=（1 2 1.5 0.5 0），R2=（1.5 1.5 1 1 0），R3=（0.5 1.5 2 0.5 0.5），R4=（0 1 2 1.5 0.5），R5=（0.5 2 2 0.5 0）。則標(biāo)準(zhǔn)化模糊關(guān)系矩陣B=（bij）m×n：

B=1 2 1.5 0.5 01.5 1.5 1 1 00.5 1.5 2 0.5 0.50 1 2 1.5 0.50.5 2 2 0.5 0

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化模糊關(guān)系矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)得到：

計(jì)算得到最大特征根λmax=5.101，一致性指標(biāo)C1=0.024，IR=1.12，即CR=0.021<0.10，表明判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)。

根據(jù)熵權(quán)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，由于計(jì)算過(guò)程繁瑣，且上文已經(jīng)詳細(xì)介紹過(guò)權(quán)重計(jì)算方法，因此在此不再贅訴。計(jì)算得到權(quán)重集W=（0.20889，0.18122，0.16444，0.20889，0.23656）。

0.31334，0.10445，0），p2=（0.27183，0.27183，0.18122，0.18122，

0），p3=（0.08222，0.24666，0.32888，0.08222，0.08222），p4=（0，

0.20889，0.41778，0.31334，0.10445），p5=（0.11828，0.47313，

0.47313，0.11828，0）。進(jìn)而得到綜合評(píng)價(jià)矩陣p=（pij）m×n，即：

p=0.20889 0.41778 0.31334 0.10445 00.27183 0.27183 0.18122 0.18122 00.08222 0.24666 0.32888 0.08222 0.08222 0 0.20889 0.41778 0.31334 0.104450.11828 0.47313 0.47313 0.11828 0

4.確定該煤礦的應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)等級(jí)。根據(jù)綜合評(píng)價(jià)矩陣計(jì)算得到綜合評(píng)判集Z=（0.1362，0.3237，0.3429，0.1599，0.0373）。參照評(píng)語(yǔ)集V，可以為該煤礦的應(yīng)急管理能力進(jìn)行評(píng)分。該煤礦的應(yīng)急管理能力總得分F=0.1362×9+0.3237×7+0.3429×5+0.1599×3+0.0373×1=5.7232。由此可見(jiàn)該煤礦的應(yīng)急管理能力為一般。

四、結(jié)論

本文從人員管理、裝備管理、技術(shù)管理、環(huán)境管理和制度管理五個(gè)方面對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響來(lái)評(píng)判煤礦的應(yīng)急管理能力。通過(guò)算例分析，可以看出熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)模型在煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)上的應(yīng)用效果。利用熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)模型來(lái)評(píng)價(jià)煤礦應(yīng)急管理能力，更加科學(xué)、客觀，幫助我們更直觀地得出較為科學(xué)的結(jié)論。

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（作者單位：太原理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 山西太原 030024；作者簡(jiǎn)介：劉岱楠，太原理工大學(xué)工業(yè)工程碩士領(lǐng)域研究生，研究方向：應(yīng)急管理理論與應(yīng)用；王亞陽(yáng)，太原理工大學(xué)碩士研究生，研究方向：應(yīng)急管理理論與應(yīng)用；王漢斌，太原理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向：礦業(yè)管理。）（責(zé)編：賈偉）