基于WSR方法論的煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價

田水承，高 玲，范彬彬，孫 雯，趙釗穎，蔡欣甫

(1.西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 安全與應(yīng)急管理研究所，陜西 西安 710054)

0 引 言

煤礦應(yīng)急管理工作是保障煤礦安全生產(chǎn)的一道重要防線，近年來，中國對推進煤礦行業(yè)應(yīng)急能力建設(shè)愈發(fā)重視。煤礦作業(yè)環(huán)境復(fù)雜性和事故災(zāi)害突發(fā)性給煤礦應(yīng)急管理帶來困難和挑戰(zhàn)，提高煤礦企業(yè)應(yīng)對突發(fā)事件應(yīng)急管理能力，能夠降低事故發(fā)生概率，有效控制事故后果，最大限度減輕事故危害程度，減少財產(chǎn)損失和人員傷亡[1-3]。評價煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力可及時覺察應(yīng)急管理工作中存在的問題，優(yōu)化和完善應(yīng)急管理體系建設(shè)，對煤礦行業(yè)安全穩(wěn)健發(fā)展具有重要意義。

目前，眾多學(xué)者對煤礦企業(yè)應(yīng)急管理能力評價進行了相關(guān)研究。孫麗艷等建立了基于AHP-TOPSIS的評價模型，得到某地區(qū)8家煤礦企業(yè)突發(fā)事件應(yīng)急能力等級[4]；楊峰峰等采用Logistic曲線對煤礦企業(yè)應(yīng)急能力演化過程進行描述和分析，利用模糊層次分析法評估了某煤礦企業(yè)的應(yīng)急能力[5]；WAN等利用層次分析法確定指標(biāo)的權(quán)重，運用模糊綜合評價法對某地區(qū)煤礦事故應(yīng)急管理能力進行了綜合評價[6]；戚宏亮和寧云才利用可拓學(xué)理論對新安煤礦應(yīng)急能力進行綜合評價并提出改進措施[7]；李樹剛等將ANP(網(wǎng)絡(luò)層次分析法)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，通過模型訓(xùn)練驗證了該方法對煤礦應(yīng)急能力評價具有的可行性[8]。王德魯?shù)雀鶕?jù)事故發(fā)展過程建立煤炭企業(yè)應(yīng)急能力評估指標(biāo)體系，運用改進ANP和三角模糊數(shù)對煤礦企業(yè)應(yīng)急能力進行評估[9]。

上述研究在評價指標(biāo)構(gòu)建上多以“預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)和恢復(fù)”四階段理論為主，在應(yīng)急管理能力評價中較少考慮人員因素。在權(quán)重計算中，單一的層次分析法主觀性較強。因此，文中在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，根據(jù)WSR方法論構(gòu)建了煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價指標(biāo)體系，采用G1法和熵權(quán)法計算組合權(quán)重，結(jié)合可拓物元理論構(gòu)建煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價模型，利用該模型評價煤礦應(yīng)急管理能力等級。通過實證研究對煤礦進行層級指標(biāo)評價，確定煤礦應(yīng)急管理能力等級，為企業(yè)應(yīng)急管理工作提供理論指導(dǎo)。

1 應(yīng)急管理能力評價指標(biāo)體系

WSR理論于1994年由顧基發(fā)和朱志昌提出，是以“物理-事理-人理”3個維度為研究對象的一種系統(tǒng)方法論，能夠處理各種復(fù)雜問題，目前已被廣泛應(yīng)用到各個研究領(lǐng)域并取得了諸多研究成果[10-14]。物理(W)是指真實存在的構(gòu)成系統(tǒng)的物質(zhì)，如環(huán)境、設(shè)備等能夠反映現(xiàn)場實際狀態(tài)的客觀因素；事理(S)解決“怎么做”的問題，通過管理者介入，運用各種學(xué)科知識、方法、規(guī)定等進行組織管理完成系統(tǒng)目標(biāo)；人理(R)強調(diào)人的主觀能動性，探究系統(tǒng)中人與人、人與事物之間的關(guān)系并協(xié)調(diào)管理。

煤礦突發(fā)事件具有突發(fā)性、不確定性、緊迫性和危害性[15]，事故發(fā)生后極易發(fā)生“二次傷害”，必須立即展開應(yīng)急救援，避免人員傷亡和財產(chǎn)損失加重。煤礦事故應(yīng)急管理是一個動態(tài)、循環(huán)的過程，WSR方法論具有系統(tǒng)性、動態(tài)性、科學(xué)性的特點，與煤礦突發(fā)事件應(yīng)急能力評價指標(biāo)體系建立思路相一致[16-17]。文中結(jié)合WSR理論，分析煤礦突發(fā)事件應(yīng)急能力影響因素，圍繞突發(fā)事件發(fā)生全周期過程，建立指標(biāo)分類模型，如圖1所示。

圖1 基于WSR理論的煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價指標(biāo)分類模型Fig.1 Classification model of evaluation index for coal mine emergency management capability based on WSR theory

通過查閱文獻[4-5，7-8，15，18-20]，在WSR方法論基礎(chǔ)上，結(jié)合人、機、法、管、環(huán)5要素，最終建立了包含4個一級指標(biāo)，24個二級指標(biāo)的煤礦突發(fā)事件應(yīng)急能力評價指標(biāo)體系，見表1。

表1 煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價指標(biāo)體系

2 可拓物元評價模型

可拓學(xué)中物元組合由事物(N)、特征(C)、量值(V)構(gòu)成，用來描述事物，能夠完整、客觀地反映事物與數(shù)量的關(guān)系，表示事物變化過程。根據(jù)物元理論建立的多指標(biāo)評價模型，能夠以較高的可信度給出定量評價結(jié)果，被廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域[21-23]。通過建立經(jīng)典域、節(jié)域和待評物元，計算相關(guān)判別準(zhǔn)則函數(shù)，從而確定待評對象的等級水平[24]。

2.1 確定經(jīng)典域

根據(jù)物元可拓理論，經(jīng)典域表示為

(1)

式中Nj為第j個評價等級；Ci為第i個評價指標(biāo)；Vji=(aji，bji)為等級j下第i個評價指標(biāo)的量值范圍(j=1，2，…，m；i=1，2，…，n)；Rj為有序三元組(N，C，V)結(jié)合起來的經(jīng)典域物元。

2.2 確定節(jié)域

節(jié)域表示為

(2)

式中Np為評價全體等級；Vpi=(api，bpi)為Np關(guān)于Ci所取的量值范圍；Rp為節(jié)域物元。

2.3 確定待評物元

待評物元表示為

(3)

式中N0為待評價事物；Vi為N0關(guān)于Ci的取值；R為待評價物元。

2.4 計算權(quán)重

單一賦權(quán)在計算權(quán)重時往往不能包含完備的信息，主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法均有各自的優(yōu)點和缺點。將二者結(jié)合可以做到優(yōu)劣互補，提高評價結(jié)果的合理性與可靠性[25-26]。

2.4.1 G1法確定主觀權(quán)重

G1法是改進的層次分析法，其優(yōu)點在于計算量小，無需進行一致性檢驗，計算主觀權(quán)重更加方便快捷[27]。通過對各指標(biāo)的重要程度進行排序得到序關(guān)系，由相鄰指標(biāo)重要性程度之比依次計算出權(quán)重w={w1,w2,…,wn}。

2.4.2 熵權(quán)法確定客觀權(quán)重

2.4.3 組合賦權(quán)

用乘法合成法進行主客觀權(quán)重組合，得到綜合權(quán)重

(4)

2.5 計算關(guān)聯(lián)度

首先，確定待評物元關(guān)于等級j的關(guān)聯(lián)度函數(shù)

(5)

(6)

式中Kj(Ci)為待評價事物與評價標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度函數(shù)；d(Vi,Vji)，d(Vi,Vpi)分別為待評物元到經(jīng)典域、節(jié)域的距離。

然后，按下式計算待評物元關(guān)于等級j的關(guān)聯(lián)度

(7)

式中ω(Ci)，ω(Bi)分別為二級指標(biāo)和一級指標(biāo)的權(quán)重。

2.6 等級評定

(8)

(9)

式中j*為等級變量特征值，判斷與相鄰等級的偏向程度。

3 實例應(yīng)用與評價

選取陜西省內(nèi)某所中型煤礦企業(yè)進行應(yīng)急管理能力綜合評價，劃分煤礦突發(fā)事件應(yīng)急能力評價等級為好(85～100]、較好(70～85]、一般(50～70]、較差(30～50]、差(0～30]5個等級，分別以“1，2，3，4，5”表示。通過查現(xiàn)場和查資料，邀請3名從事煤礦安全管理工作人員、2名應(yīng)急技術(shù)專家、2名煤礦安全生產(chǎn)專家，根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)經(jīng)驗以及實際情況，參考《應(yīng)急管理能力評估指南》標(biāo)準(zhǔn)給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)。綜合匯總各專家的評分結(jié)果，所得數(shù)據(jù)見表2。

表2 專家評分結(jié)果

3.1 經(jīng)典域、節(jié)域和待評物元的構(gòu)造

1)根據(jù)可拓物元評價模型公式(1)～(3)以及等級劃分取值，構(gòu)造經(jīng)典域

Rj=(R1,R2,R3,R4,R5)=

2)構(gòu)造節(jié)域

3)確定待評價物元

3.2 確定各指標(biāo)的權(quán)重

根據(jù)文獻[27]G1法的步驟，綜合各位專家意見，對煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價各層指標(biāo)進行排序，確定指標(biāo)序關(guān)系，計算指標(biāo)主觀權(quán)重。根據(jù)專家打分表中各指標(biāo)分值，根據(jù)文獻[28]熵權(quán)法計算步驟得到指標(biāo)客觀權(quán)重，按照式(4)，計算得到二級指標(biāo)和一級指標(biāo)的綜合權(quán)重，結(jié)果見表3和表4。

表3 二級評價指標(biāo)權(quán)重及關(guān)聯(lián)度

表4 一級評價指標(biāo)權(quán)重及關(guān)聯(lián)度

3.3 確定關(guān)聯(lián)度

結(jié)合各層指標(biāo)組合權(quán)重以及確定的待評物元，根據(jù)式(5)～(7)，確定二級指標(biāo)關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表3。將二級指標(biāo)權(quán)重與對應(yīng)評價等級的關(guān)聯(lián)度矩陣相乘，得出一級指標(biāo)各等級關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表4。同理，計算出“WSR”層級關(guān)聯(lián)度，最后，確定綜合關(guān)聯(lián)度。結(jié)果見表5。

表5 綜合關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果

根據(jù)關(guān)聯(lián)度最大原則，可分別得出各級各指標(biāo)所屬于的評價等級。

3.4 等級評定

3.5 結(jié)果分析

1)由表4可知，人員素質(zhì)權(quán)重最大，其次是組織管理，說明這2個因素對煤礦應(yīng)急管理能力影響最大，同時也符合在WSR方法論體系中“人理”思想屬于核心地位。根據(jù)關(guān)聯(lián)度最大原則，該煤礦保障系統(tǒng)、制度規(guī)定、組織管理和人員素質(zhì)都處于2級水平，屬于較好狀態(tài)。

2)通過整體綜合等級評定，該煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力處于較好和一般之間，并且偏向于較好水平。在WSR系統(tǒng)中，“事理”處于好和較好之間，并且偏向于較好水平，“物理”和“人理”分別處于較好和一般之間偏向于較好水平。煤礦在此三方面應(yīng)急管理投入排序為：事理>物理>人理，該煤礦企業(yè)需加強“物理”、“人理”方面的管理和建設(shè)工作，進一步全面提高煤礦應(yīng)急管理能力。

3)根據(jù)表3可知，該煤礦在應(yīng)急管理體系建設(shè)和應(yīng)急隊伍建設(shè)方面評價等級為好，部分二級指標(biāo)如安全避險系統(tǒng)建設(shè)、職工應(yīng)急知識與能力、經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)等處于等級一般水平。根據(jù)評估結(jié)果，該煤礦需建設(shè)完善安全避險系統(tǒng)，提高礦山安全生產(chǎn)保障能力。建立健全應(yīng)急管理文化，開展主題宣教活動，加強職工對應(yīng)急知識的掌握，提升職工應(yīng)急自救能力。注重經(jīng)驗教訓(xùn)方面總結(jié)，增強責(zé)任意識，做好災(zāi)后死傷員工及家屬的安撫工作以及必要時進行心理干預(yù)。

4 結(jié) 論

1)文中根據(jù)WSR方法論和煤礦突發(fā)事件的特點，結(jié)合安全生產(chǎn)管理5要素，構(gòu)建了基于“物理-事理-人理”的煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價指標(biāo)體系，能夠較為全面、科學(xué)地反映煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力的影響因素。

2)采用G1法和熵權(quán)法分別確定應(yīng)急管理能力指標(biāo)的主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，采用乘法合成法確定綜合權(quán)重，克服了單一賦權(quán)中主觀因素過大、信息包含不全面等問題，結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。根據(jù)一級指標(biāo)權(quán)重結(jié)果顯示，人員素質(zhì)和組織管理是影響煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力最重要的2個影響因素。該結(jié)果可為煤礦企業(yè)應(yīng)急管理工作側(cè)重點提供一定的參考。

3)將WSR方法論和物元可拓理論相結(jié)合，提出了基于WSR的煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力評價可拓模型，通過對陜西省某煤礦企業(yè)進行實例驗證，得出該煤礦應(yīng)急管理能力水平處于較好和一般之間，偏向于較好，該評價結(jié)果與煤礦實際情況相吻合，驗證了該模型的可行性。通過對每個指標(biāo)層進行可拓評價，明確不同層級各個指標(biāo)的等級，有助于發(fā)現(xiàn)煤礦應(yīng)急管理工作中存在的不足，為改善煤礦突發(fā)事件應(yīng)急管理能力問題提供有益的借鑒。