基于G1-DEMATEL-測度量化的煤礦應急救援協(xié)同能力評價模型

梁 閆，陳 昊，張永領，郭 瑩

（1.河南理工大學 應急管理學院，河南 焦作 454000；2.焦作大學，河南 焦作 454000）

據應急管理部統(tǒng)計，2020 年全國煤礦發(fā)生事故123 起、死亡人數228 人，同比2019 年分別下降27.6%和27.8%[1]。盡管我國煤礦事故數和死亡人數逐年下降，但煤礦重特大事故仍有發(fā)生，給應急救援帶來極大困難。因此，多元主體參與的煤礦應急救援協(xié)同能力研究對減少煤礦事故損失，提高救援效率具有重要意義。針對應急救援協(xié)同，朱莉[2]從效率與公平的角度構建了跨區(qū)域協(xié)同應急救援路徑選擇模型；朱敬聰等[3]構建了化工園區(qū)應急協(xié)同ISM-MICMAC 因素分析模型；趙金龍等[4]構建了基于Multi-Agent 理論的應急協(xié)同救援框架。為此，嘗試在構建應急救援協(xié)同能力評價指標體系的基礎上，提出基于G1-DEMATEL-測度量化的煤礦應急救援協(xié)同能力評價模型。

1 應急救援協(xié)同能力評價指標體系構建

應急救援協(xié)同就是指各救援主體通過協(xié)調、協(xié)作和配合使總體救援能力大于各個主體救援能力的總和，從而提高整體的應急救援能力。在煤礦重特大災害事故應急救援過程中，除了事發(fā)單位的救援力量外，還有跨區(qū)域、跨層級、跨部門和跨行業(yè)的多主體應急救援力量的協(xié)同參與，如礦山專業(yè)救援力量、消防救援力量、醫(yī)療救援力量、專家甚至還有社會救援力量[5-6]。為了提高煤礦重大災害事故應急救援的效率、效果和效能，各參與救援主體需要從救援準備、指揮決策、生命救援、事故處置和救援保障5個層面協(xié)同合作。因此，從應急救援角度出發(fā)，基于煤礦重大災害事故應急救援案例，采用文獻和訪談調查相結合的方法，構建了煤礦應急救援協(xié)同能力評價指標體系，煤礦應急救援協(xié)同能力評價指標體系見表1。

表1 煤礦應急救援協(xié)同能力評價指標體系Table 1 Evaluation index system of coal mine emergency rescue coordination ability

2 G1-DEMATEL-測度量化的評價模型構建

未確知測度理論由我國學者王光遠在1990 年提出，它不僅可以很好地解決評價中諸多因素的不確定性信息，還可以對其進行定量分析。DEMATEL屬于系統(tǒng)科學中的一種方法論，它通過計算每個因素的原因度與中心度，確定各因素之間的相互關系和在系統(tǒng)中的權重，但DEMATEL 法需要專家依據自身的專業(yè)能力對各要素之間的影響度進行評判，如果要素過多，會影響直接影響矩陣的真實性。G1 法是先將所有評價因素以相對重要性為準則進行排序，確定相鄰因素之間的相對重要程度，再進行賦權[7]，但G1 法通過專家打分的主觀性較大，會使指標因素權重的最大值與最小值差距太大。因此，為了彌補G1 法和DEMATEL 法的缺陷，將G1 法和DEMATEL法計算出來的權重相結合，構造綜合影響度從而實現(xiàn)G1 法和DEMATEL 法計算的權重的相互修正[8]。基于G1-DEMATEL-測度量化的評價模型，既避免了確定權重的主觀偏向性，又可定量去分析不確定性因素，使評價結果更為客觀。

G1-DEMATEL-測度量化評價法的實施思路是首先運用G1 法計算得出各個層級評價指標的權重；再應用DEMATEL 法對G1 法計算出來的指標權重進行修正，得到修正后的綜合影響權重；最后采用測度量化評價法對指標體系進行評價。

2.1 G1 法確定權重

G1 法避免了層次分析法計算繁瑣、需要一致性檢驗的問題，與DEMATEL 法相比，又能減少專家因指標過多而帶來的判斷失誤的問題。它的具體步驟如下：

1）確定序關系。若評價對象有n 個評價指標，對于評價指標集C=｛C1，C2，…，Cn｝，專家先從中選取1個認為最重要的指標記為C1*，繼續(xù)從剩下的指標中選出1 個最重要的指標。經歷n-1 次選擇后，得出1個相對應的序關系為：

2）確定評價指標Ck-1與Ck相對重要度Sk。Sk的取值為1.0、1.2、1.4、1.6、1.8，分別表示指標Ck-1與指標Ck同等重要、稍顯重要、明顯重要、強烈重要、極端重要。

式中：Wk為第k 個評價指標的權重。

3）確定權重系數。評價指標Cn的權重為Wn，其它指標權重為：W*k-1=Sk×W*k（k=2，3，4，…，n-1，n），其中W*k為第k 個指標的權重。-1

式中：Si為第k-1 個指標與第k 個指標的相對重要度。

2.2 DEMATEL 法確定綜合權重

1）確定各要素間的直接影響度。專家用0～5 的分值分別表示2 個指標之間互無影響、影響弱、影響比較弱、影響一般、影響較強和影響很強。

2）根據式（4）得到規(guī)范化直接影響矩陣B。

3）構建綜合影響矩陣T。利用綜合影響矩陣T求出中心度hi，中心度越大，說明該因素越重要。

式中：wi為G1 法計算的權重；hjwj為每個指標中心度與對應G1 法權重的乘積。

2.3 測度量化評價法

設有n 個樣本，X1、X2、…、Xn，每個樣本都有m個指標，則Xij表示樣本i 的指標j 的值（i=1，2，…，n；j=1，2，…，m）。每個指標有P 個評價等級：c1、c2、…、ck，構成評價空間U=｛C1，C2，…，Cp｝。若K 個評價等級滿足C1＞C2＞C3＞…＞Cp，則稱｛C1，C2，…，Cp｝為評價空間上的一個有序分割類[9]。

3 實例分析

2021 年8 月14 日青海西海煤業(yè)柴達爾煤礦發(fā)生冒頂事故發(fā)生，造成21 人被困，其中20 人死亡，1人受傷。以此次青海柴達爾“8.14”煤礦冒頂事故應急救援為例，評價該煤礦事故應急救援協(xié)同能力。

3.1 G1 法確定指標權重

根據式（1）～式（3），得到一級指標的權重為：W1=0.117 4，W2=0.140 9，W3=0.307 8，W4=0.236 8，W5=0.197 3。二級指標的權重為：W13=0.206 6，W12=0.330 6，W11=0.462 8；W22=0.132 8，W21=0.212 5，W24=0.297 5，W23=0.357 0；W31=0.242 7，W32=0.315 5，W33=0.441 7；W43=0.204 1，W41=0.306 2，W42=0.489 9；W52=0.258 2，W51=0.361 5，W54=0.165 5，W53=0.215 2。

3.2 DEMATEL 法修正指標權重

根據式（4）～式（7）和G1 法計算的權重結果，得到一級指標和二級指標的綜合影響度見表2。

表2 指標綜合影響度Table 2 Comprehensive influence of primary indicators

3.3 測度量化法評價煤礦應急救援協(xié)同能力

3.3.1 單指標未確知測度

結合以往研究成果，將煤礦應急救援協(xié)同能力評價指標劃分為5 個等級，即為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級，對應的分值依次為1、3、5、7、9，分別表示煤礦應急救援協(xié)同能力好、較好、一般、較差、差。在煤礦應急救援協(xié)同能力評價指標中，聯(lián)動機制協(xié)同、人員疏散協(xié)同、專業(yè)救援隊伍協(xié)同分值為1，救援能力建設協(xié)同、事故研判協(xié)同、目標決策協(xié)同、防范次生事故協(xié)同、應急救援裝備協(xié)同、應急救援物資協(xié)同分值為3，信息數據平臺協(xié)同、制定救援方案協(xié)同、選擇最優(yōu)方案協(xié)同、醫(yī)療救治協(xié)同、危險源控制協(xié)同、信息資源協(xié)同分值為5，人員搜救協(xié)同、現(xiàn)場清障協(xié)同分值為7。根據各評價指標的評價值，得到救援準備協(xié)同單指標向量矩陣B1～B5為：

3.3.2 多指標未確知測度和置信度識別

根據表2 各指標在其所在因素中的權重求和單指標評價矩陣得到多指標綜合測度評價矩陣：

由表2 可知，各因素在評價目標中的權重為：W=（0.114 3，0.123 2，0.303 8，0.240 5，0.218 2），故柴達爾煤礦應急救援協(xié)同能力評價多指標未確知測度向量為：μ=W×A=（0.209 5，0.214 8，0.407 5，0.168 4，0），K0=min｛0.209 5+0.214 8+0.407 5=0.831 8＞0.6｝，故青海柴達爾煤礦事故應急救援協(xié)同能力屬于第Ⅲ級，即應急救援協(xié)同能力處于一般水平。

3.4 評價結果分析

青海柴達爾“8.14”煤礦冒頂事故應急救援協(xié)同能力評價結果為“Ⅲ級”，即煤礦應急救援協(xié)同能力處于“一般”水平，表明在柴達爾煤礦事故應急救援過程中，參與救援各主體的應急救援協(xié)同能力已經達到合格等級，但仍有進步空間。從救援準備協(xié)同、指揮決策協(xié)同、生命救援協(xié)同、事故處置協(xié)同和救援保障協(xié)同5 個一級指標的測度量化評價結果來看，救援準備協(xié)同和救援保障協(xié)同等級為“Ⅱ級”，即應急救援協(xié)同能力處于“較好”的水平，指揮決策協(xié)同、生命救援協(xié)同和事故處置協(xié)同等級為“Ⅲ級”，即應急救援協(xié)同能力處于“一般”水平，說明總體上需要從指揮決策協(xié)同、生命救援協(xié)同和事故處置協(xié)同能力3 個方面提升應急救援協(xié)同能力。

從救援準備協(xié)同、指揮決策協(xié)同、生命救援協(xié)同、事故處置協(xié)同和后勤保障協(xié)同5 個一級指標所轄二級指標的評價結果來看，聯(lián)動機制協(xié)同、人員疏散協(xié)同、專業(yè)救援隊伍協(xié)同的評價結果為“Ⅰ級”，即應急救援協(xié)同能力處于“好”的水平，救援能力建設協(xié)同、事故研判協(xié)同、目標決策協(xié)同、防范次生事故協(xié)同、應急救援裝備協(xié)同、應急救援物資協(xié)同的評價結果為“Ⅱ級”，即應急救援協(xié)同能力處于“較好”的水平，信息數據平臺協(xié)同、制定救援方案協(xié)同、選擇最優(yōu)方案協(xié)同、醫(yī)療救治協(xié)同、危險源控制協(xié)同、信息資源協(xié)同的評價結果為“Ⅲ級”，即應急救援協(xié)同能力處于“一般”的水平，人員搜救協(xié)同、現(xiàn)場清障協(xié)同的評價結果為“Ⅳ級”，即應急救援協(xié)同能力處于“較差”的水平。因此在制定應急救援能力提升方案時，應從評價結果為“一般”和“較差”的二級指標入手提高應急救援協(xié)同能力。

例證表明，基于G1-DEMATEL-測度量化的煤礦應急救援協(xié)同能力評價模型，在充分發(fā)揮專家作用的同時也減少了人為主觀性造成的誤差，使評價結果更加科學、更加接近實際情況。該方法不僅能客觀評價應急救援協(xié)同能力，還能夠分析應急救援能力的薄弱環(huán)節(jié)，分析影響應急救援協(xié)同能力的關鍵因素，可為全面提高應急救援能力提供決策支持。

4 結 語

構建了應急救援協(xié)同能力評價指標體系，包括救援準備協(xié)同、指揮決策協(xié)同、生命救援協(xié)同、事故處置協(xié)同和救援保障協(xié)同5 個一級指標，并進一步劃分為17 個二級指標。提出了基于G1-DEMATEL-測度量化的應急救援協(xié)同能力評價模型，以青海柴達爾“8.14”煤礦重大冒頂事故為例進行應急救援協(xié)同能力評價，結果顯示該事故應急救援協(xié)同能力處于“一般”水平，與實際情況相符，表明了該模型能夠科學有效地評價應急救援協(xié)同能力，能為提高應急救援能力評價提供新思路。