基于區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣的非煤礦山安全培訓效果評估

劉金嬋 蔣復量 黃奕龍 寧順云 黃 芳 熊 碩

(南華大學環(huán)境與安全工程學院)

非煤礦山安全培訓效果與非煤礦山的安全生產(chǎn)息息相關(guān)，非煤礦山企業(yè)職工群體通過安全培訓可使其基本安全意識得到提高，其整體的安全素質(zhì)和技能也能得到有效的提升，從而在一定程度上預防和避免非煤礦山安全事故的發(fā)生[1-2]。安全培訓是一種短期的教學活動，但也是非煤礦山企業(yè)安全管理工作的一個核心部分。研究非煤礦山安全培訓效果影響因素，確定各因素權(quán)重，有利于改善非煤礦山企業(yè)安全培訓質(zhì)量，改進和完善安全培訓工作[3-4]。目前，關(guān)于企業(yè)安全培訓效果評估的研究已有一些成果，計算指標權(quán)重的方法，目前應用比較廣泛的是模糊綜合評價法、層次分析法、專家調(diào)查法等[5-6]。如賀龍等[7]采用柯氏理論，建立安全培訓效果評估模型以評價安全培訓對安全績效的影響以及貢獻程度；趙麗霞等[8]采用層次分析法計算了煤礦安全培訓效果影響因素指標的權(quán)重。

非煤礦山安全培訓過程是一個多變量、多因素、多層次的復雜系統(tǒng)，目前非煤礦山安全培訓在評估方式、指標體系的選取等方面與其安全生產(chǎn)管理的特點結(jié)合度不高，計算非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標的權(quán)重時，均未考慮到?jīng)Q策者的風險偏好，從而難免導致評估結(jié)果缺乏客觀性甚至系統(tǒng)性?；诖耍疚牟捎肞DCA循環(huán)法構(gòu)建評估指標體系，引入能反映決策者風險偏好的悲觀度α參數(shù)，優(yōu)化區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣以及區(qū)間數(shù)層次分析模型，然后基于風險偏好信息的區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣，求取安全培訓效果評估影響因素指標體系中各指標的權(quán)重，從而提高其評估指標體系權(quán)重設置的科學性。

1 非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標體系的構(gòu)建

鑒于非煤礦山安全培訓過程是一個多變量、多因素、多層次的復雜系統(tǒng)[9]，其安全培訓效果評估指標體系也是動態(tài)變化的。因此，非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標應根據(jù)各類別的非煤礦山安全生產(chǎn)管理特點、安全目標等實際情況做出相應的改進與調(diào)整。以衡陽市非煤礦山企業(yè)為例，采用PDCA循環(huán)方法不斷的循環(huán)、篩選，逐步構(gòu)建出科學完整的非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標體系?；赑DCA循環(huán)方法的循環(huán)流程見圖1。

根據(jù)圖1流程不斷循環(huán)，最終得出16個非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標，構(gòu)建出非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標體系，見圖2。

圖1 基于PDCA循環(huán)方法構(gòu)建評估指標體系的流程

2 風險偏好的區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣

2.1 決策者的風險偏好

圖2 非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標體系

項目α→∞…α=8α=4α=2α=1α=1/2α=1/4α=1/8…α→0語言短語絕對悲觀…非常非常高非常高高中等低非常低非常非常低…絕對樂觀

2.2 區(qū)間互反判斷矩陣的一致性檢驗

(1)

(2)

(3)

(4)

由于現(xiàn)實中的非煤礦山安全培訓系統(tǒng)較為復雜，影響其安全培訓效果的因素一般具有不確定性，加之決策群體對非煤礦山安全培訓效果評估專業(yè)知識的缺乏、評判水平和個人偏好不同等問題，往往都會導致不同的決策者給出的區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣不一致。因此需對于不一致的區(qū)間數(shù)正互反判斷矩陣進行一致性逼近。

2.3 區(qū)間互反判斷矩陣的一致性逼近

考慮從集合{aij|i

在區(qū)間數(shù)正互反判斷矩陣中，存在正的歸一化向量ω=(ω1,ω2,…,ωn)及參數(shù)β，使得

aij=βωi-ωj，

(5)

一致性區(qū)間數(shù)正互反判斷矩陣的權(quán)重ωi可以表示為

(6)

為了選取整體一致性最佳的n-1個元素，由式(5)構(gòu)造半偏差矩陣V=(δij)n×n，半偏差矩陣中元素δij可以表示為

(7)

其中，“—”表示未定義。

由式(7)可建立優(yōu)化模型如下：

(8)

其中，Xij表示選取aij構(gòu)造一致性區(qū)間數(shù)正互反判斷矩陣。

因為模型(8)是含有n(n-1)/2個變量的0或1的整數(shù)規(guī)劃，它最多可產(chǎn)生2n(n-1)/2個可行解，而且x12=x13=…=x1n,xij=0(i=2,…，n-1,i

根據(jù)矩陣z的導出矩陣A(x)，由式(7)可以得到半偏差矩陣V=(δij)n×n：

(9)

于是，區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣z的半偏差矩陣中的元素δij可表示為

(10)

設A′為構(gòu)建的一致性區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣，通過初等行列變換可得

?y∈[1/m,m] .

(11)

2.4 風險偏好信息的區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣的指標權(quán)重確定

對于矩陣A(x)(0≤x≤1)，可得，

(12)

區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣的指標權(quán)重則可表示為：

(13)

3 非煤礦山安全培訓效果影響因素評估

以衡陽市非煤礦山安全培訓體系為例，求解準

則層個人因素A3中各指標(α=1/2)的權(quán)重，以下為具體計算過程：

(1)建立A3區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣，見表2。

表2 區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣

(2)建立矩陣A(0)和A(1)：

經(jīng)過計算分析，A(0)和A(1)不具有一致性。

(3)建立矩陣A(x)：

(4)建立矩陣Δ：

(5)構(gòu)建半偏差矩陣V：

(6)構(gòu)建最優(yōu)解矩陣X*：

(7)構(gòu)建一致性區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣

(8)得到判斷矩陣Z，有：

(9)得到A3的各指標權(quán)重見表3。

表3 權(quán)重向量

(10)同理可計算出該評估指標體系中其他指標權(quán)重，其計算結(jié)果見表4。

表4 非煤礦山安全培訓效果影響因素評估指標的權(quán)重

各指標權(quán)重的排序情況由高到低依次是個人因素、培訓系統(tǒng)因素、企業(yè)組織因素、政府監(jiān)管因素；個人因素起著主要的作用，其權(quán)重達0.436 6，其次是培訓系統(tǒng)因素，其權(quán)重達0.323 2。

4 結(jié) 論

(1)通過以衡陽市非煤礦山安全培訓中心為例，采用PDCA循環(huán)方法不斷循環(huán)，客觀、全面地從個人因素、培訓系統(tǒng)因素、企業(yè)組織因素和政府監(jiān)管因素四個方面，總結(jié)出16個非煤礦山安全培訓效果影響因素指標，由此為非煤礦山企業(yè)安全培訓效果評估提供一定依據(jù)和方向。

(2)基于模型計算出準則層中指標權(quán)重的排序情況由高到低依次是個人因素、培訓系統(tǒng)因素、企業(yè)組織因素、政府監(jiān)管因素。其中個人因素起著主要作用，其權(quán)重達0.436 6。由此可見，非煤礦山企業(yè)在制定安全培訓的目標時，應該充分考慮培訓對象的個人基本情況。同時，了解其崗位職責要求、學歷水平、以往工作及培訓經(jīng)驗等因素，從而增強培訓教學大綱的針對性，提高安全培訓效果[10-11]。

(3)非煤礦山安全培訓效果評估體系復雜多變，要使效果評估更加科學合理，在采用帶有風險偏好信息的區(qū)間數(shù)層次分析法進行評估時，需要根據(jù)不同非煤礦山的具體情況，合理地選擇悲觀度參數(shù)取值，從而促使對非煤礦山安全培訓效果的評估更加謹慎、全面、科學。

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