在矿井通风降温中应用层次分析法的几点建议

王桂坤

（中煤科工集团南京设计研究院有限公司,南京 210031）

1 前言

在矿井通风降温系统中，像矿井热环境、矿井通风系统的安全性、矿井通风系统的优化运行以及矿井通风系统的改造等等许多方面的运行、管理及相关的评价都是受到多种因素影响的。这些因素中既有定性的又有定量的，既有独立的又有非独立的。进而给矿井通风降温的有关计算、评价和管理带来不同程度的困难。层次分析法（AHP法）在矿井通风降温系统中的广泛应用很好的解决了这些困难。但是，在运用AHP法的过程中，尚存在许多的问题值得改善，因此本文给出了在矿井通风降温中应用层次分析法的几点建议。

2 层次分析法的一般步骤

2.1 建立目标准则层次模型

分析问题后，建立该问题的目标准则层次模型，它是一个“金字塔”型的模型。主要有三个层次：最高层，也称为目标层，仅包含一个目标元素；中间层，也称为准则层，包含了若干影响因素；最底层，也称为方案层或措施层。

2.2 构造判断矩阵

2.3 计算单层次各因素的权重并进行一致性检验

根据实际情况，用不同的方法求解判断矩阵最大特征值和相对应的特征向量，经过归一化处理，即可得到层次单排序权重向量。层次单排序需要进行一致性检验，当检验值超过一定的范围时，必须重新构造判断矩阵，直到满足精度要求为止。

2.4 计算最底层各因素对于总目标的权重并进行一致性检验

3 在矿井通风降温中应用层次分析法的几点建议

3.1 关于建立目标准则层次模型

不同的矿井有不同的具体情况。在针对一个矿井解决问题时，首先要做好调研工作，充分掌握该矿井的具体情况，做到具体问题具体分析，不能一概而论。以矿井通风系统的安全性评价为例，高新春、冯洪渊[2]的“用模糊层次分析法评价矿井安全状况”一文就采用了不同于秦波涛、李增华[3]的“改进层次分析法用于矿井安全性评价”的目标准则层次模型。

在建立模型的时候，要遵循以下三个原则：一是系统性原则，要重视总目标各因素的层次性和相关性；二是可比性原则；三是可操作性原则，要尽量减少影响因素的个数，尽量保证它们之间的独立性，便于计算。

另外，在进行专家评分时，要使用多专家一起打分，在实施过程中最好能够去掉一个最高分，去掉一个最低分，然后取其平均分。这样能够更好的减少主观性的影响，减弱因素间的相关性。

3.2 关于构造判断矩阵

构造判断矩阵是运用层次分析法解决实际问题的关键一步，构造的矩阵的特点和形式直接影响到最终的结果的准确度。

通过因素间的两两相互比较得到矩阵中的每一个元素，这个过程中使用了1～9标度及其倒数。然而在处理实际问题时，直接采用1～9标度及其倒数的方法经常得到偏离一致性的判断矩阵，增加了计算量。于是，在文献[4]中，作者给出了（0，1，2）3个标度及其倒数的方法来构造判断矩阵，当第i元素比第j元素重要时，用2标度；当第i元素比第j元素同样重要时，用小于等于1标度，取等号时表示元素自身之间比较；当第i元素没有第j元素重要时，用0标度。然后在利用数学变换式将三标度判断矩阵转化为1～9标度判断矩阵，简化了计算过程，提高了计算精度。由此看出，简单的标度不仅能够简化计算还能够提高计算准确度。

3.3 关于计算权重

合理确定权重的大小，对于矿井通风系统优劣的评判具有非常重要的意义。文献[5]针对矿井通风系统评判指标体系的多层次结构特点，将层次分析法和两因素相互重要性比较的交互式定量结合起来，形成了通风系统评判指标权系数确定的一种新方法，使用极大似然方法计算权系数，这种方法可以得到各评判专家意向的总体权数，在总体上可以保证较高精确度权系数的获得。

4 结束语

层次分析法在矿井通风降温系统中已经被越来越广泛的应用，它能很好的把定量指标和定向指标结合起来，能够合理的反映问题的实质。而且能够通过判断矩阵的一致性检验对人的主观判断进行信息反馈，从而提高了对问题把握的准确性和可靠性。但是，不能一概而论的使用层次分析法，应该针对具体矿井具体分析，这样才能达到最终的目的。

[1]欧晓英,杨胜强等.矿井热环境评价及其应用[J].中国矿业大学学报,2005(05).

[2]高新春,冯洪渊.用模糊层次分析法评价矿井安全状况[J].矿业安全与环保,2003(10).

[3]秦波涛,李增华.改进层次分析法用于矿井安全性评价[J].西安科技学院学报,2002(06).

[4]薛志俊．应用层析分析法确定矿井通风系统评判指标的重要性排序[J].煤矿安全,1996(07).

[5]赵永生,张兆瑞.通风系统评判指标“权系数”确定方法的探讨[J].煤炭工程师,1996(01).

[6]郁钟铭,伍宇光.层次分析法（AHP）在矿井通风系统方案优化中的应用[J].贵州工业大学学报,1997(10).