神經(jīng)網(wǎng)絡理論在火炸藥企業(yè)控制系統(tǒng)中系統(tǒng)安全評價的分析

胡玉龍 林翠萍 孔剛 董玉榮 劉勇

【摘 要】火炸藥企業(yè)歸屬于特種行業(yè)，其生產(chǎn)經(jīng)營過程中所面臨的風險因素眾多，為此，必須要加強生產(chǎn)安全管理。論文以神經(jīng)網(wǎng)絡理論作為基礎(chǔ)，探究其在火炸藥企業(yè)控制系統(tǒng)安全評價中的具體應用及應用優(yōu)勢。

【Abstract】Explosive enterprises belong to special industries， and there are many risk factors in the process of its production and operation. Therefore， it is necessary to strengthen the safety management of production. Taking the neural network theory as the basis， the paper explores its concrete application and application advantages in the safety assessment of the control system of explosive enterprises.

【關(guān)鍵詞】神經(jīng)網(wǎng)絡理論；火炸藥企業(yè)；安全評價

【Keywords】neural network theory； explosive enterprises； safety assessment

【中圖分類號】X923 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）08-0116-02

1 引言

火炸藥企業(yè)生產(chǎn)期間，其危險因素較為復雜，且各因素之間存在著相互影響，若基于某項因素而發(fā)生事故，則經(jīng)營企業(yè)將會面臨著較大經(jīng)濟損失，甚至是人員損傷。針對此，在對火炸藥企業(yè)進行安全評價過程中，必須要選擇適合的評價方法，以便于對各種風險因素給予有效控制。神經(jīng)網(wǎng)絡理論具有可顯示任意復雜非線性關(guān)系性能，且此網(wǎng)絡還具有學習記憶特征，若將其合理的應用到火炸藥企業(yè)系統(tǒng)安全評價中，將有助于進一步提升企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營安全性。

2 神經(jīng)網(wǎng)絡理論簡述

人工神經(jīng)網(wǎng)絡所指向的是基于大量簡單基礎(chǔ)元件-神經(jīng)元件的結(jié)合，模擬人體大腦神經(jīng)對于各類信息處理的方式，將此作為基礎(chǔ)實現(xiàn)信息并行處理及形成非線性轉(zhuǎn)換的復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡對于信息進行處理的過程為，借助于信息樣本針對神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練，促使其能夠具備相近于人體大腦的記憶及信息識別能力，能夠?qū)Ω鞣N信息實現(xiàn)可靠處理。神經(jīng)網(wǎng)絡的特征包括較好的自學能力、自適應性、聯(lián)想記憶、并行處理、非線性轉(zhuǎn)換性能等，基于其自身所存在著的性能及特征，能夠簡化復雜的數(shù)學推導過程，在樣本缺損或是參數(shù)漂移的條件下依然能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定輸出。神經(jīng)網(wǎng)絡對于人體大腦智力模擬的特征多年來一直深受關(guān)注，其研究成果也被廣泛應用到各個領(lǐng)域中，包括圖像處理、語音識別、智能控制，而本次研究中所關(guān)注的火炸藥企業(yè)系統(tǒng)安全評價也屬于神經(jīng)網(wǎng)絡理論的主要應用方向[1]。

3 火炸藥企業(yè)安全評價簡述

3.1 安全性概念

安全性所指向的是對能夠?qū)θ藛T或是生產(chǎn)造成威脅的各種風險因素加以控制，促使其能夠處于可接受范圍中，以火炸藥企業(yè)的安全性為例可從以下幾個方面進行分析：第一，安全性并非是無限制的對安全性進行提升，而是一種進行性行為，其原因在于，完全安全是任何一個行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中均不能夠達到的，且提升安全性勢必會涉及到企業(yè)運營費用的增加，基于成本考慮安全性也不能夠是無限制提升的行為。第二，安全性所關(guān)注的對象是人與物，基于人的安全性是控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)對工作人員的傷害，基于物的安全性是控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)各因素對物的損壞，人與物相關(guān)的事故可單獨發(fā)生或是同步發(fā)生。

3.2 安全性評價概念

安全性評價所指向的是應用系統(tǒng)工程理論及具體辦法，對企業(yè)安全生產(chǎn)水平給予的綜合評價。一般情況下，企業(yè)安全生產(chǎn)水平可從兩個層面做出評價，包括安全生產(chǎn)技術(shù)水平、安全管理水平。兩者之間存在著密切關(guān)聯(lián)，存在于一個系統(tǒng)整體中?；诖?，在企業(yè)安全評價過程中，必須要兼顧以上兩個方面所相關(guān)的問題[2]。

3.3 安全性評價目的

在企業(yè)中進行安全性評價，構(gòu)建科學有效的安全性評價機制，是迎合社會生產(chǎn)安全標準的主要渠道，同時也是實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。以火炸藥企業(yè)為例，其生產(chǎn)的產(chǎn)品本身就具有較大的危險性，在生產(chǎn)過程中若安全管理工作不到位，可能引發(fā)重大安全事故，導致企業(yè)面臨較大經(jīng)濟損失，對工作人員的人身安全也具有較大威脅?；鹫ㄋ幤髽I(yè)的系統(tǒng)安全評價涵蓋著危險評價、系統(tǒng)安全管理情況評價、系統(tǒng)現(xiàn)實危險性評價幾項主要內(nèi)容，而安全評價依據(jù)安全生產(chǎn)相關(guān)原則，經(jīng)由反復自查、評估等活動，對企業(yè)內(nèi)部所存在的問題及時識別，并制定相應的控制措施，促使能夠?qū)Π踩a(chǎn)造成影響的因素處于可控狀態(tài)中?？偨Y(jié)而言，安全評價的主要作用是改善安全環(huán)境及勞動條件，強化企業(yè)安全化程度，對安全生產(chǎn)良好環(huán)境的形成具有重要意義[3]。

4 神經(jīng)網(wǎng)絡理論在火炸藥企業(yè)系統(tǒng)安全評價中的應用

4.1 安全評價指導思想

火炸藥企業(yè)中存在著大量有毒、易燃易爆物質(zhì)，為此，進行安全評價過程中應關(guān)注到對產(chǎn)品及產(chǎn)品生產(chǎn)特征的評價，且需要結(jié)合實際評價內(nèi)容選擇最佳方式。在安全評價過程中，應參考《火藥、炸藥、彈藥等專業(yè)安全生產(chǎn)評價標準》中相關(guān)內(nèi)容，同時將《安全生產(chǎn)評價標準實施細則》作為指導方向制定符合火炸藥企業(yè)生產(chǎn)特征的安全評價方案。另外，在開展安全評價同時還需要落實安全、衛(wèi)生同步監(jiān)督管理制度，進一步強化火炸藥企業(yè)安全程度。

4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用

火炸藥企業(yè)的系統(tǒng)安全評價涵蓋著危險評價、系統(tǒng)安全管理情況評價、系統(tǒng)現(xiàn)實危險性評價幾項主要內(nèi)容。將此作為實施安全評價的基礎(chǔ)，落實BP神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用，第一，明確網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，具體涉及輸入層、輸出層、中間隱層等各層級的節(jié)點數(shù)。第二，明確所要評價系統(tǒng)的指標體系，具體涉及特征參數(shù)與狀態(tài)參數(shù)兩項內(nèi)容。在利用神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)安全評價期間，需掌握評價系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部環(huán)境，明確可客觀顯示評價對象安全狀態(tài)的特征參數(shù)，以及相關(guān)參數(shù)下的系統(tǒng)運行狀態(tài)。第三，選擇多組系統(tǒng)不同狀態(tài)參數(shù)下的特征參數(shù)作為學習樣本，供神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)學習，此類型樣本能夠可靠顯示出各系統(tǒng)安全狀態(tài)。神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)學習過程中，會結(jié)合樣本確定網(wǎng)絡的連接權(quán)值及誤差進行反復修整。第四，構(gòu)建系統(tǒng)安全評價知識庫，經(jīng)由網(wǎng)絡學習后所明確的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)涵蓋著輸入、輸出、隱節(jié)點數(shù)等，能夠為安全評價系統(tǒng)提供參考。第五，實現(xiàn)安全評價，經(jīng)由訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡評價系統(tǒng)，其特征值轉(zhuǎn)換后輸入到已經(jīng)具備推理功能的神經(jīng)網(wǎng)絡中，借助于安全評價知識庫處理可獲取到安全評價結(jié)果。

4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)勢

將BP神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)應用到火炸藥企業(yè)安全評價中，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，基于神經(jīng)網(wǎng)絡并行結(jié)構(gòu)及并行處理特征，選擇適合的評價項目，能夠打破傳統(tǒng)安全評價模式的片面性，在全面評價系統(tǒng)下改進火炸藥企業(yè)安全生產(chǎn)環(huán)境。第二，基于神經(jīng)網(wǎng)絡知識存儲及自適應性能，經(jīng)由適應補充學習樣本，能夠?qū)崿F(xiàn)歷史經(jīng)驗與全新知識的有機融合，在不斷發(fā)展的狀態(tài)中對系統(tǒng)安全狀態(tài)做出動態(tài)評價，所獲取到的評價結(jié)果更為可靠。第三，基于神經(jīng)網(wǎng)絡的容錯性，經(jīng)由選擇適合的作用函數(shù)及數(shù)據(jù)結(jié)果，能夠?qū)Χ喾N非數(shù)值性指標給予有效處理，實現(xiàn)系統(tǒng)安全狀態(tài)模糊評價。

4.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)應用關(guān)鍵點

第一，構(gòu)建安全評價指標體系。系統(tǒng)安全狀態(tài)可利用各評價指標進行展示，各指標可從不同視角反映系統(tǒng)安全狀態(tài)。利用神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)火炸藥企業(yè)系統(tǒng)安全評價中，必須要明確評價系統(tǒng)內(nèi)外部相關(guān)因素，以此來確保評價結(jié)果的可靠性及全面性。第二，網(wǎng)絡學習訓練。神經(jīng)網(wǎng)絡的學習訓練屬于關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其具體操作為輸入樣本后對神經(jīng)網(wǎng)絡給予學習訓練，在此過程中應選擇盡量多的狀態(tài)參數(shù)，促使其能夠更為全面的評價系統(tǒng)安全狀態(tài)。

5 結(jié)論

火炸藥企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品本身就具有較大的危險性，在生產(chǎn)過程中若安全管理工作不到位，可能引發(fā)重大安全事故，為此，必須要構(gòu)建完善的系統(tǒng)安全評價體系，選擇最為適合的評價辦法來確保企業(yè)生產(chǎn)安全。神經(jīng)網(wǎng)絡理論是模擬人體大腦神經(jīng)對于各類信息處理的方式，經(jīng)由樣本訓練學習，能夠在不斷發(fā)展的狀態(tài)中對系統(tǒng)安全狀態(tài)做出動態(tài)評價，提升各系統(tǒng)安全評價結(jié)果的可靠性。另外，合理的引入神經(jīng)網(wǎng)絡理論還能夠?qū)Χ喾N非數(shù)值性指標給予有效處理，實現(xiàn)系統(tǒng)安全狀態(tài)模糊評價。

【參考文獻】

【1】汪古玥.基于MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡的施工現(xiàn)場動態(tài)安全評價管理體系研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學，2015.

【2】鄒文斌，李光曉.神經(jīng)網(wǎng)絡在隧道施工安全評價的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2013，08（12）：22.

【3】任克京.火炸藥生產(chǎn)企業(yè)職業(yè)病危害風險評估研究[D].沈陽：東北大學，2013.