基于變異系數(shù)賦權和灰色關聯(lián)分析的煤礦綜合安全評價

劉孟俊 時林超

摘 要：在現(xiàn)有安全評價指標的基礎上，采用相關分析法對礦區(qū)綜合安全程度進行評價。常用的賦權方法因人為賦權，存在主觀性影響，指標間不同的量綱也對權重準確性產(chǎn)生影響，因此本文采用變異系數(shù)法對煤礦上的各指標進行賦權。之后根據(jù)評價對象得到最優(yōu)的理想方案，將實際方案與之對比得到灰色關聯(lián)度，并憑借賦權后灰色關聯(lián)度大小來評價礦區(qū)安全度高低，以對礦區(qū)安全管理提供參照和指導。

關鍵詞：煤礦;綜合安全評價;變異系數(shù)賦權;灰色關聯(lián)分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.069

煤炭是中國三大傳統(tǒng)能源之一，但煤礦開采過程伴隨著很大的危險，礦井事故威脅工人的生命安全，阻礙煤炭工業(yè)發(fā)展。因此，煤礦安全評價有十分重要的意義，通過評價煤礦綜合安全評價，可以量化安全程度，對癥下藥，以提高煤礦的安全程度，保障工人的生命安全，促進煤炭工業(yè)的發(fā)展。

礦區(qū)安全評價指標賦權常使用主觀賦權，存在主觀片面性和量綱影響，且需要依靠專家。而變異系數(shù)賦權法依靠指標中的差異大小來確定權重，這是更客觀的?；疑到y(tǒng)是一種無序但本質(zhì)上有序且信息不完全的系統(tǒng)。在煤礦生產(chǎn)過程中，安全事故無序發(fā)生，但事故誘因卻有跡可循，故此礦山事故系統(tǒng)是典型的灰色系統(tǒng)，本文使用灰色關聯(lián)分析法比較實際方案與理想方案的相關性，并通過變異系數(shù)賦權，加權對礦區(qū)安全進行評價。

1 分析煤礦安全評價指標

煤礦安全系統(tǒng)因素眾多，十分復雜。事故，如火災、瓦斯爆炸、頂板事故、突水等的發(fā)生是無序的，但都是由多種因素相互影響、相互關聯(lián)引發(fā)的。因此要進行安全評價則首要任務是確定用于安全評估的指標，本文參照有關研究成果[1]確定了瓦斯涌出量、煤層傾角、煤層厚度、平均涌水量、自然發(fā)火期、有效風量率、風量供需比、設施合格率、礦井等積孔、百萬噸死亡率、千人死亡率、重大事故次數(shù)、工作日損失、事故經(jīng)濟損失等因素作為煤礦安全綜合評價指標。

2 采用變異系數(shù)法進行權重計算[2]

根據(jù)變異系數(shù)法，在被評價方的指標中，差異越大，則指標影響度越大，這是一種客觀賦權的方法，與主觀賦權相比，客觀賦權不受主觀影響。變異系數(shù)法可以直接根據(jù)評價對象指標中的差異情況，通過計算的方式得到評價指標的權重。

3 灰色關聯(lián)評價模型[3]

灰色系統(tǒng)是指行為混亂但存在內(nèi)部規(guī)律且部分信息未知的系統(tǒng)。礦山事故的發(fā)生是一個復雜難知的過程，但事故誘因卻有跡可循，因此礦山事故系統(tǒng)正是一種灰色系統(tǒng)?；疑P聯(lián)分析是一種分析灰色系統(tǒng)相關程度的方法，本文中采用灰色關聯(lián)分析理論對不同礦區(qū)進行分析計算，得到每種礦區(qū)方案與綜合最優(yōu)方案的灰色關聯(lián)度，作為礦區(qū)安全程度的評價依據(jù)，得到煤礦安全綜合評價結果，從而對礦區(qū)有針對性地采取措施、進行管理，提高生產(chǎn)安全性。

3.1 方案矩陣

將評價目標集合記做A，A中包含多個評價對象，記A={A1，A2，…，An}，每個對象中包含相同的多個評價指標記為B，記B={B1，B2，…，Bn}，則對象集合A中的對象對指標集合B中因素指標的屬性值可表示為kij（i=1，2，…，n;j=1，2，…，m）。取k0j為{k1j，k2j…，knj}中的最優(yōu)值，即可構成有相對最優(yōu)方案的對象，作為被對比方，將其加入原有目標集合中，構成決策矩陣K：

3.2 無量綱化計算

3.3 多目標灰色關聯(lián)度判斷矩陣計算

我們可以看到，方案矩陣K中{k01，k02…，knj}一列應為方案矩陣K中的最優(yōu)方案，因此，要對目標對象集合中的對象進行評價時，只需比較K中所有已知對象的方案點與最優(yōu)方案的關聯(lián)度。即kij（i=1，2，…，n;j=1，2，…，m）關于k0j （j=1，2，…，m）的關聯(lián)度，即可，計算方法如下：

3.4 對灰色關聯(lián)度決策矩陣加權

將之前使用變異系數(shù)法求取的權重向量W與灰色關聯(lián)度判斷矩陣Y相乘即可得到：

當關聯(lián)度越大，說明礦井的安全程度越好，通過以上方法，就可以對礦區(qū)的安全程度做出一個較為客觀的綜合評價，從而方便礦區(qū)的安全管理工作。

4 案例分析

某礦業(yè)集團下的五個礦區(qū)的安全指標分類和評價指標數(shù)據(jù)如表1所示。

4.1 帶入數(shù)據(jù)進行計算

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，最佳方案A0的因素指標值如下：

4.2 排序

由以上結果可知，礦區(qū)綜合安全性C>A>E>D>B?？芍狢礦區(qū)的安全情況最好，B礦區(qū)的安全程度最差，且有一定差距。在安全管理中，需對B礦區(qū)進行重點管理。評價結果基本符合實際情況，該方法具有一定實際意義。

5 結論

（1）灰色關聯(lián)分析是通過比較目標方案與最優(yōu)方案之間相似程度和相異程度來衡量其相關度，并以其關聯(lián)度大小定量表示相對安全性，更加簡單直接。

（2）主觀賦權法存在個人觀點的影響，而變異系數(shù)賦權法屬于客觀賦權法，以差異大小評判權重，比較客觀。在實際應用中，可結合主觀評價方法，更好地確定權重值大小。

（3）經(jīng)以上方法分析得到的評價結果基本符合實際情況，故該方法具有一定的實際意義。

參考文獻：

[1]曹樹剛，徐阿猛，劉延保，張立強.基于灰色關聯(lián)分析的煤礦安全綜合評價[J].采礦與安全工程學報，2007（02）：141-145.

[2]高玉翠，陳建宏，于鳳玲，熊立春.基于變異系數(shù)權重的灰色關聯(lián)投影法在安全績效評價中的應用[J].世界科技研究與發(fā)展，2014，36（03）：241-246.

[3]鄧聚龍.灰色系統(tǒng)基本方法[M].武漢：華中理工大學出版社，1987.

作者簡介：劉孟?。?998-），男，山東煙臺人，學士在讀，研究方向：安全工程。