基于模糊網(wǎng)絡(luò)分析法的尾礦庫安全評價模型初步研究

張廣鵬　張林良

摘 要 本文構(gòu)建了尾礦庫安全風(fēng)險評價指標體系，通過將層次分析法、網(wǎng)絡(luò)分析法、模糊綜合評價進行結(jié)合，初步建立基于模糊網(wǎng)絡(luò)分析法的尾礦庫安全評價模型，該模型為尾礦庫安全風(fēng)險分析提供了一種新方法。

關(guān)鍵詞 模糊網(wǎng)絡(luò);尾礦庫;安全評價

尾礦庫是金屬、非金屬礦山用于堆放尾礦或其他廢渣的場所，此外，尾礦庫壩體較高，庫中常存有大量水，加之各種不利的管理因素、自然因素等，使尾礦庫成為一個具有高勢能的人造泥石流的危險源。尾礦庫一旦發(fā)生事故，往往會對周邊造成較大的生命財產(chǎn)損失，也對環(huán)境造成較大影響。

近年來，尾礦庫的安全越來越引起人們的重視，并通過多種方法對尾礦庫的安全性進行了評價研究。姚景新[1]通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對尾礦庫安全趨勢進行了預(yù)測;楊澤[2]等建立了基于SPA模糊聚類的綜合評價方法;尹君[3]等將集對分析理論應(yīng)用到對尾礦庫的安全評價和預(yù)測中;高振興[4]等運用熵值法對尾礦庫評價指標的重要性進行了排序，并根據(jù)突變理論進行計算，得到了尾礦庫的安全狀況等級;李鳳娟[5]等將AHP與TOPSIS法結(jié)合，建立了尾礦庫安全評價模型。

學(xué)者們對尾礦庫安全評價方法的研究具有積極的作用，本文嘗試將模糊綜合評價與網(wǎng)絡(luò)分析法結(jié)合，建立模糊網(wǎng)絡(luò)分析模型，以探索尾礦庫安全評價的新方法。

1模糊網(wǎng)絡(luò)分析的理論

1.1 層次分析法

層次分析法（AHP）是美國學(xué)者T.L.saaty于20世紀70年代初正式提出，近幾十年來其應(yīng)用已遍及工程技術(shù)、經(jīng)濟金融、農(nóng)業(yè)、教育等行業(yè)，層次分析法的主要步驟為：

（1）對系統(tǒng)中各因素間的關(guān)聯(lián)進行分析，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu);

（2）在某一準則重要程度進行比較，建立判別矩陣;

（3）根據(jù)判別矩陣確定單一準則下元素的相對權(quán)重;

（4）對各層元素合成權(quán)重進行計算和排序。

1.2 網(wǎng)絡(luò)分析法

網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）是層次分析法在依賴和反饋問題中的延伸，是一種能用來處理具有依賴和反饋關(guān)系的復(fù)雜決策問題的定量化方法。該方法由Saaty教授于1996年提出，網(wǎng)絡(luò)分析法將系統(tǒng)元素劃分為兩大部分，即控制層與網(wǎng)絡(luò)層，典型的網(wǎng)絡(luò)分析法結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 模糊綜合評價

模糊綜合評價法是運用模糊理論對多因素影響的事物做出評價的一種方法，該方法自提出后便在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。模糊綜合評價一般步驟如圖2所示。

2尾礦庫模糊網(wǎng)絡(luò)分析安全評價模型

2.1 安全風(fēng)險評價指標體系

選取的尾礦庫安全風(fēng)險評價指標[6]如圖3所示。

2.2 構(gòu)建F-ANP模型

（1）根據(jù)層次分析法原理構(gòu)建指標集：

一級影響因素集：

U={U1，U2，U3}={管理因素，工程因素，地質(zhì)環(huán)境};

二級影響因素集：

U1={u11，u12，u13}={監(jiān)測設(shè)備，事故應(yīng)急，日常管理};

U2={u21，u22，u23，u24，u25，u26}={排洪設(shè)施，浸潤線高度，現(xiàn)狀壩高，下游坡比，堆積容量，平均粒徑};

U3={u31，u32，u33}={水文地質(zhì)，地震烈度，庫區(qū)地質(zhì)特點}。

（2）構(gòu)建風(fēng)險程度評價集

本次安全評價模型從各種風(fēng)險對尾礦庫影響程度的大小考慮，將評價等級分為五個，即：

V={v1，v2，v3，v4，v5}={高風(fēng)險、較高風(fēng)險、中等風(fēng)險、較低風(fēng)險、低風(fēng)險}。

（3）構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣

風(fēng)險的描述可以用風(fēng)險損失、發(fā)生概率和可控制性三個特性來描述：

R=f（L，P，C）

其中，R——風(fēng)險;

L——風(fēng)險發(fā)生后造成的損失;

P——風(fēng)險發(fā)生的概率;

C——風(fēng)險的可控制性。

對安全風(fēng)險的三個特性進行單因素模糊評判，分別建立U到V的模糊關(guān)系R。通過對二級指標進行單因素評價，從而得到三種特性對安全風(fēng)險因素的重要程度。

2.3 模糊網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果

在確定尾礦庫風(fēng)險指標總排序后，可明確哪些二級指標對尾礦庫安全風(fēng)險的影響，從而反饋到一級指標對尾礦庫的影響，得出某項指標影響某項風(fēng)險，并確定對相關(guān)風(fēng)險的影響程度。在具體操作中按照隸屬度最大原則來確定風(fēng)險的等級，從而采取相應(yīng)的風(fēng)險防范措施，防止或降低風(fēng)險造成的損失。

3結(jié)論與展望

本文采用模糊網(wǎng)絡(luò)分析法初步構(gòu)建了尾礦庫安全風(fēng)險評價模型，是在尾礦庫安全風(fēng)險評價理論與實踐上一種新的探索，有助于完善尾礦庫安全風(fēng)險管理理論。該方法可較好地處理各指標因素之間的關(guān)聯(lián)，具有一定的實際意義。但在運用中數(shù)據(jù)受專家主觀意見影響較大，其客觀性仍需進一步改進。

參考文獻

[1] 姚景新.深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在尾礦庫安全評價中的應(yīng)用研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2015.

[2] 楊澤，周科平，康海岳，等.SPA和模糊數(shù)學(xué)在尾礦庫安全評價中的應(yīng)用研究[J]. 環(huán)境工程，2016，34（1）：108-111，140.

[3] 尹君，王玉杰，呂林，等. 基于模糊層次和集對分析的尾礦庫安全評價及預(yù)測[J]. 金屬礦山，2010（10）：159-161，188.

[4] 高振興，郭進平.基于熵值法—突變理論的尾礦庫安全評價研究[ED/OL]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/62.1112.tf.20200511.1334.004.html，2020-07-03.

[5] 李鳳娟，章光，劉明澤，等.基于AHP-TOPSIS模型的湖南黃金洞尾礦庫系統(tǒng)安全綜合評價[J].有色金屬（礦山部分），2018，70（3）：70-76.

[6] 魏勇，許開立.集對分析法在尾礦壩穩(wěn)定性安全評價中的應(yīng)用[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8（9）：101-105.

作者簡介

張廣鵬（1987-），男，山東煙臺人;畢業(yè)院校：山東科技大學(xué)，專業(yè)：采礦工程，學(xué)歷：碩士研究生，現(xiàn)就職單位：重慶朔風(fēng)科技有限公司，研究方向：安全技術(shù)服務(wù)及安全評價。