基于熵权的煤矿应急管理能力模糊综合评价

刘岱楠+王亚阳+王汉斌

摘 要：煤矿应急管理能力评价方法的研究是为帮助煤矿企业发现自身应急管理体系中存在的问题，从而有针对性地进行控制和改进。文章通过研究熵权模糊综合评价在煤矿应急管理中的应用，利用熵权法确定权重，从人员管理、装备管理、技术管理、环境管理和制度管理五个方面对煤矿应急管理能力进行模糊综合评价。构建了熵权模糊综合评价模型，并针对实例进行分析，有利于煤矿企业构建完善的应急管理体系。

关键词：煤矿 应急管理 熵权法 模糊综合评价

中图分类号：F407.21 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2014）11-046-03

一、引言

煤炭是工业领域不可或缺的主要能源，其安全生产关乎国民经济的可持续发展。煤矿开采行业历来是最容易出现事故的高危行业，尽管近年来煤矿安全得到了广泛的重视，煤矿安全生产的技术装备和管理方法也取得了较大的发展，但煤矿事故仍然是国民经济发展中不可忽视的问题之一。煤矿突发事故由于人为、技术等各方面的原因无法避免，如何提高煤矿应急管理能力就显得至关重要。在煤矿突发事故发生后能够及时组织应急救援队伍，控制事故的影响范围，从而降低煤矿突发事故对企业造成的损失。

煤矿应急管理能力评价是煤矿企业加强自身安全生产管理所要进行的一项重要基础工作。通过煤矿应急管理能力评价，企业可以发现自身应急管理体系中存在的问题。有针对性地进行控制和改进，有利于煤矿企业构建完善的应急管理体系，让企业在煤矿突发事件发生时能够有条不紊地进行处置。

目前对煤矿应急管理能力的研究有很多，尤其是在如何提高煤矿应急管理能力、完善煤矿企业应急管理体系等方面的研究已经取得了一些成果。但在煤矿应急管理能力评价方法上的研究还是比较缺乏，结合相关文献可以看出，研究煤矿应急管理能力评价方法主要有层次分析法、灰色系统理论、事故致因理论等。这些方法虽然对煤矿应急管理能力评价领域有一定的指导意义，但仍然还有不足之处。由于影响煤矿应急管理能力评价的因素很多，使用上诉评价方法来进行煤矿应急管理能力评价会很复杂，且无法直观明了地反映评价结果，而且许多评价方法在确定评价指标权重上存在主观臆断的问题。因此本文研究基于熵权的煤矿应急管理能力模糊综合评价，科学、客观对煤矿应急管理能力进行评价，提升煤矿应急管理能力，使煤矿应急管理工作更加科学合理。

二、熵权模糊综合评价模型构建

1.熵权法确定权重。利用求熵值的方法确定评价指标的权重，熵值的大小取决于评价指标的信息的不确定性和离散程度。评价指标信息量越小，离散程度越强，说明指标个体的差异越大，对最后综合评价的影响也就越大，其熵值也就越大。熵权法就是用熵值法来确定各个指标的权重权数，其优点在于可以最大程度地排除主观确定权重权数所带来的人为干扰。

熵权法确定权重的原理如下：

设某一多目标决策问题中m个评价目标，n个评价指标，aij表示第j个出救点的第j个评价指标数值。

根据熵值法确定指标权重的原理，首先定义第j个评价指标的信息熵值Dj为：

其中，0≤Dj≤1，对于信息自由度无限大的系统，可以确定其有序度为0，其信息熵值最大，Dj=1。当bij=0时，规定bijlnbij=0，Dj=0。

然后定义各个指标的差异度系数Ej为：

Ej=1-Dj，0≤Ej≤1

则第j个评价指标的权重fj为：

2.熵权模糊综合评价模型。模糊综合评价方法是模糊数学的科学应用之一。通过进行线性变换，比较评判对象中的多种评价指标，在考虑最大隶属度原则的基础上，运用数学工具对评判对象进行模糊综合评价。模糊综合评价方法通过相对隶属度函数将定性的评价指标定量化，所得出的综合评价结果可以直观地展现。

模糊综合评价是基于模糊数学的理论，对难以准确量化的复杂系统进行综合评价的一种有效工具。为了更加客观地确定系统的权重，引入熵值法。熵权模糊综合评价的步骤为：

（1）将影响评价目标的n个评价指标组成一个集合，建立综合评价的因素集U={u1，u2，…，un}，i=1，2，…，n，n代表影响评价指标的第n个因素。

（2）确定可能的m种评价结果组成集合，建立评语集V={v1，v2，…，vm}，j=1，2，…，m，m代表第m个评价结果。

（3）模糊评判得出相对隶属度矩阵为A=（aij）m×n：

得到标准化模糊关系矩阵B=（bij）m×n：

得到综合评价矩阵p=（pij）m×n，从而进行模糊综合评价。

三、算例分析

1.建立煤矿应急管理评价指标体系。以某煤矿为例进行应急管理能力评价，通过调研得到该煤矿的应急管理评价指标体系如下图所示：

人员管理是指在应急处置过程中对煤矿从业人员进行有效的安排和配置。不仅在事前，而且在整个应急管理的过程中，人员管理都是最重要的应急管理内容，人员管理的能力也是影响煤矿企业应急管理能力的关键指标。

装备管理是指对在应急管理中对煤矿应急救援装备进行的有效管理。包括对应急物资和应急处置器械及大型救援机械的管理。装备管理能力反映了煤矿企业应急管理中对应急装备有效使用的能力。

技术管理是指通过综合运用科学合理的生产技术和管理方法，来规范煤矿安全生产技术和普及应急装备的使用技术。技术管理是煤矿应急管理的重要组成部分，渗透于煤矿生产的全过程，可以指导煤矿企业的安全生产工作，调节生产的各个环节、工序，是保障煤矿企业应急管理体系的重要一环。

监测管理是指应急管理过程中对相关应急处置过程进行监测和跟踪，利用科学的安全监测系统为各级指挥系统和部门提供应急现场的实时安全动态信息，通过比对分析监测信息，为应急管理工作提供数据支持，防止事故扩散。

预案管理是煤矿企业利用科学管理方法对应急预案的维护和改进所进行的管理。煤矿预案管理包括制度基础、资源状况、组织机构等三部分。制度基础是应急预案管理的基础条件，资源是应急预案管理的物质保障，组织机构是应急预案管理的载体。

影响煤矿应急管理能力的评价指标有五个，分别为人员管理、装备管理、技术管理、环境管理和制度管理，分别记作u1、u2、u3、u4和u5，建立综合评价的因素集U={u1，u2，…，u5}。

2.确定相对隶属度矩阵。隶属度矩阵在模糊综合评判中用来表述模糊评价对象的本质，一般隶属度矩阵的确定过程需要经过人脑思维加工，因此主观成分较强。而相对隶属度矩阵的确定则可以减少这种主观因素的影响，相对隶属度矩阵主要比较的是在一定的范围内不同的评价因素之间的相对比较，和数值大小无关，使得模糊评判更加科学。

通过专家调查法，咨询10位专业从事煤矿应急管理能力评价研究领域的专家对该煤矿应急管理评价的五个指标进行分析。构建评语集V=（v1、v2、v3、v4、v5）=（优、良好、一般、较差、差），同时采用1～9标度法对评语集进行赋值WT=（优、良好、一般、较差、差）=（9、7、5、3、1）。运用概率统计的方法，结合专家打分的结果，构建相对隶属度矩阵。比如10位专家的打分分别如下：1位专家评价为优，4位专家评价为良好，4位专家评价为一般，1位专家评价为较差，则这个指标的相对隶属度评价向量为（0.1、0.4、0.4、0.1、0）。

各个评价指标对煤矿应急管理能力的影响由10位专家打分，将各个指标的专家打分进行模糊评判，结果如下：

得到该煤矿应急管理能力评价的相对隶属度矩阵A=（aij）m×n如下：

A=0.2 0.4 0.3 0.1 00.3 0.3 0.2 0.2 00.1 0.3 0.4 0.1 0.10 0.2 0.4 0.3 0.10.1 0.4 0.4 0.1 0

3.模糊综合评价。首先对相对隶属度矩阵A进行规范化和归一化处理，得到：R1=（1 2 1.5 0.5 0），R2=（1.5 1.5 1 1 0），R3=（0.5 1.5 2 0.5 0.5），R4=（0 1 2 1.5 0.5），R5=（0.5 2 2 0.5 0）。则标准化模糊关系矩阵B=（bij）m×n：

B=1 2 1.5 0.5 01.5 1.5 1 1 00.5 1.5 2 0.5 0.50 1 2 1.5 0.50.5 2 2 0.5 0

对标准化模糊关系矩阵进行一致性检验得到：

计算得到最大特征根λmax=5.101，一致性指标C1=0.024，IR=1.12，即CR=0.021<0.10，表明判断矩阵满足一致性检验。

根据熵权法确定各评价指标的权重，由于计算过程繁琐，且上文已经详细介绍过权重计算方法，因此在此不再赘诉。计算得到权重集W=（0.20889，0.18122，0.16444，0.20889，0.23656）。

0.31334，0.10445，0），p2=（0.27183，0.27183，0.18122，0.18122，

0），p3=（0.08222，0.24666，0.32888，0.08222，0.08222），p4=（0，

0.20889，0.41778，0.31334，0.10445），p5=（0.11828，0.47313，

0.47313，0.11828，0）。进而得到综合评价矩阵p=（pij）m×n，即：

p=0.20889 0.41778 0.31334 0.10445 00.27183 0.27183 0.18122 0.18122 00.08222 0.24666 0.32888 0.08222 0.08222 0 0.20889 0.41778 0.31334 0.104450.11828 0.47313 0.47313 0.11828 0

4.确定该煤矿的应急管理能力评价等级。根据综合评价矩阵计算得到综合评判集Z=（0.1362，0.3237，0.3429，0.1599，0.0373）。参照评语集V，可以为该煤矿的应急管理能力进行评分。该煤矿的应急管理能力总得分F=0.1362×9+0.3237×7+0.3429×5+0.1599×3+0.0373×1=5.7232。由此可见该煤矿的应急管理能力为一般。

四、结论

本文从人员管理、装备管理、技术管理、环境管理和制度管理五个方面对煤矿安全生产的影响来评判煤矿的应急管理能力。通过算例分析，可以看出熵权模糊综合评价模型在煤矿应急管理能力评价上的应用效果。利用熵权模糊综合评价模型来评价煤矿应急管理能力，更加科学、客观，帮助我们更直观地得出较为科学的结论。

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（作者单位：太原理工大学经济管理学院 山西太原 030024；作者简介：刘岱楠，太原理工大学工业工程硕士领域研究生，研究方向：应急管理理论与应用；王亚阳，太原理工大学硕士研究生，研究方向：应急管理理论与应用；王汉斌，太原理工大学经济管理学院教授，博士，硕士生导师，研究方向：矿业管理。）（责编：贾伟）