模糊数学在煤矿应急管理中的应用

范春姣，马汉鹏

(1.华北科技学院 安全工程学院，北京 东燕郊 065201；2.华北科技学院 安全培训部，北京 东燕郊 065201)

0 引言

随着安全生产发展，坚持以预防为主，防抗救相结合的应急管理理念逐渐成为专家学者研究的重点[1]。煤矿企业作为高危行业之一，应急管理工作也逐渐提上日程，煤矿应急管理工作是风险关口前移的重要举措，以预防、准备、响应和恢复的动态管理过程，减少煤矿事故的发生。煤矿应急管理理论弱、人员少、范围广，导致工作难展开、易混乱。开展此项研究能对管理人员抓好应急管理工作有更深的认识。

吴林林[2]和徐田波[3]都对煤矿应急管理体系脆弱性进行评价，建立人-物-环境-管理展开的煤矿应急管理体系脆弱性综合评价模型，确定薄弱环节，可以有针对性的加强管理。陈家宽[4]则认为人为因素在和管理因素存在交集，为避免重合误判，将管理因素安排为人为因素下级进行分析，以人、物、环三个影响因素展开构建评价模型，评价得出煤矿应急管理脆弱性越小时，煤矿系统的安全性越好。吕爱琴[5]主要从事故发生过程角度分析了煤矿应急管理能力指标权重，分析结果是影响矿井安全主要因素在于监测预警能力、应急救援能力和指挥决策能力。葛悦[6]和商振[7]等都在此基础上利用模糊数学对突发事件应急管理能力进行综合评价，不同的是前者比较适用于普遍矿井，后者是在选定矿井的基础上进行评价，不具有普遍性。

综上所述，多数专家从煤矿应急管理体系和应急管理能力等方面进行评价，在矿井实际应急管理建设状况上的研究比较少，基于此本文结合层次分析法评价分析，为煤矿加强应急管理建设提供参考。

1 煤矿应急管理建设评价体系构建

1.1 确定影响因素

根据专家咨询和《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法(试行)》，确定层次结构，先分析煤矿应急管理建设的主要影响因素，作为准则层，进而分析出影响煤矿应急管理建设各因素的指标层。目标层表明煤矿企业应急管理建设总水平，准则层有3个二级评价指标，措施层有11个三级评价指标，具体见表1。

表1 煤矿企业应急管理标准化建设状况层次结构

1.2 确定影响因素权重

应用层次分析法确定指标权重，首先构造判断矩阵，即从准则层开始，同层指标两两对比，衡量下一层指标对上一层指标的重要性，重要性比较采用比率标度法，判断矩阵标度含义如表2所示。

表2 判断矩阵标度含义

煤矿事故多是突发事件，做好预防准备工作能够有效降低风险，减少事故发生；一旦事故发生，后期响应恢复保障就会发挥重要作用。因此根据综合考虑，准则层判断矩阵如表3所示。

表3 A-B判断矩阵

采用求和法确定指标权重。具体步骤如下：

对判断矩阵A的每一行进行求和，如式(1)所示，结果得到一个新的矩阵B，对矩阵B进行列归一化处理，如式(2)所示，所得结果即为该判断矩阵的指标权重。

(1)

(2)

式中，∑Aij为矩阵A各行的和；∑Bij为矩阵B各列的和。

表4 A-B归一化矩阵

为验证权重准确性，需要对其进行一致性检验，具体步骤和公式如式(3)(4)(5)所示。

AW=λmaxW

(3)

(4)

(5)

式中，λmax为最大特征值；CI为判断矩阵的一致性指标；n是判断矩阵阶数；RI为一般一致性指标，由判断矩阵阶数决定，阶数为3时，RI为0.58；CR为随机一致性比率。若CR<0.1，说明判断合理，否则需重新调整，直到符合一致性原则为止。

因此准则层影响指标

λmax0=3.054，

CI0=(λmax0-n)/(n-1)=0.027,

CR0=0.027/0.58=0.047<0.10。

通过查阅的文献资料[1，5，8，9]，采用上述计算方法，确定措施层对准则层的权重，具体结果如表5～表7所示。

表5 B1-C权重结果

表6 B2-C权重结果

表7 B3-C权重结果

计算整体一致性：

CR=CI/RI=0.037<0.1，

符合整体一致性要求，表8给出了煤矿应急管理建设评价指标总权重。

2 模糊综合评判应用

煤矿应急管理建设内容复杂，且影响因素较模糊，模糊综合评价法即是考虑对象多种模糊因素评判的方法[10]，因此，本文采用模糊评价法对煤矿应急管理建设进行评价。

2.1 措施层评判矩阵

将煤矿应急管理建设评判指标分成优、良、中、差四个打分标准，选取某煤矿对安全管理人员、从业人员及安全监察人员30人做问卷调查，分析整理调查结果，得到措施层评判矩阵，如下：

工作机制的评判矩阵:

应急预防准备的评判矩阵：

应急保障的评判矩阵:

表8 各评价指标总权重表

2.2 准则层评判矩阵及综合评判

根据措施层评价结果，可确定准则层评判矩阵：

从整体评价结果看，准则层评判等级最大值为0.438，该煤矿的应急管理建设状况为良，说明该煤矿的应急管理建设需要进一步的提升。

3 结论

(1) 通过文献调研和煤矿安全生产标准化检查，分析了煤矿应急管理建设影响因素，采用层次分析法确定各因素指标权重，定性分析了各因素对煤矿应急管理建设的影响程度，每一项指标都对整体建设有影响，权重相对低的指标也要同等重视，提升整体安全应急管理。

(2) 应用模糊数学原理，选定一煤矿进行定量分析，分析结果该煤矿应急管理建设状况为良，其中工作制度、应急预案、个人防护和技术保障等方面建设状况较差，在改进过程中应着重考虑。

(3) 结合层次分析和模糊数学理论综合评价煤矿应急管理建设状况，有助于安全管理人员加深本矿应急管理的认识，找到改进应急管理建设的薄弱点，有针对性的采取措施。