基于A H P与模糊理论的煤矿安全培训管理系统评价

汪 悦，杨 力

（1.安徽理工大学 人文社会科学学院，安徽 淮南232001；2.安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南232001）

据国家统计局公布的数据，2020年我国能源消费总量为49.8亿吨标准煤，比上年增长2.2%，煤炭消费量增长0.6%。煤炭作为我国的主要能源，在我国的一次能源生产和消费中占有重要地位，具有不可替代性［1］，煤炭企业在社会、经济发展中发挥着不可或缺的作用。煤矿安全生产是煤炭企业稳定发展的内在要求，是社会保持稳定发展的重要条件。

依据国家煤矿安全监察局的相关通报，2020年全国共发生煤矿死亡事故122起、死亡225人，同比分别下降28.2%和28.8%，百万吨死亡率为5.8%，同比下降30.1%。从数据可以看出，2021年以来全国煤矿安全生产形势保持稳定积极的态势，但由于煤矿生产力发展水平不平衡、现场作业环境复杂、矿源集中度较低以及不确定因素较多等，煤矿安全生产工作仍处于发展初期［2］，特别是受新冠疫情、市场波动等因素的影响，安全形势更加严峻。

社会各界普遍认为，煤矿企业不能全面正确认识安全生产对经济效益的影响、安全发展意识较弱，煤矿企业从业人员对安全管理知识、安全操作规程等还不能熟练掌握，安全生产意识不强是事故多发频发的一个重要原因［3］。虽然《国家安全生产监督管理总局令》（第92号）公布了《煤矿安全培训规定》，并已于2018年3月1日开始施行，但这些规定对煤矿企业实施开展安全培训管理工作提出了更高的要求，逐步实现信息化建设的煤矿行业尚不能很好地实施相关要求。

信息技术在煤矿安全培训中的应用与高性能安全培训管理信息系统的建立对煤矿企业预防安全事故意义重大。通过分析安全培训管理的业务流程和组织，赵红泽等学者开发了木城涧煤矿安全培训管理信息系统，实现了对不同模块不同部门信息数据的查询、统计和分析［4］。吴开兴等应用ASP.NET技术和SQL Server数据库设计了基于B/S结构的煤矿安全管理与评价系统，实现了对煤矿安全培训等信息的管理、统计分析和安全评价等［5］。李顺峰等通过对煤矿企业培训资源的需求分析，构建了煤矿培训云资源服务平台，不仅可以提高煤矿安全培训的效果，还可以加强煤矿企业之间的资源共享和信息交流［6］。孙振明等针对煤矿企业安全现状和员工安全培训中存在的不足，设计了基于虚拟现实和协同工作的煤矿安全培训系统框架及功能结构［7］。成董浩等学者通过分析新媒体技术（如移动互联网和VR技术、AR技术等）引入到煤矿安全培训中的特点和应用价值，认为煤矿企业应加强相关方面的实际应用［8］。孟晓红深入剖析了当前煤矿安全培训中存在的部分问题，为提高培训质量设计了一种煤矿安全培训管理系统，并对各个分支机构提出实现信息化培训的具体策略［9］。

综上所述，近年来的研究重点集中在煤矿安全培训管理信息系统设计和优化方面，而对培训信息系统进行评价分析的研究成果较少。本文建立煤矿安全培训管理系统评价体系结构，并基于AHP和模糊理论对该系统进行综合评价分析，进而提出优化煤矿安全培训信息化水平的相关建议。

一、煤矿安全培训管理信息系统评价指标体系的构建

遵循系统性、典型性、简明科学性、综合性、独立性和可运算性等指标设计原则［10］，并查阅相关具有权威性和代表性的信息系统评价指标体系，综合考虑安全培训信息系统的性能水平、功能状况、管理效力、对资源的利用程度以及对经济、社会和环境等方面的影响，根据煤矿企业的具体情况构建了煤矿安全培训管理信息系统评价指标体系，如图1所示。各评价指标的含义如下文所述。

图1 煤矿安全培训管理信息系统评价指标体系

（一）系统性能评估

1.系统稳定性：系统在受到其他干扰（例如外部温度、机械等因素）导致不平衡的情况下，仍可以恢复其原始平衡状态，以及在经过长时间高负荷的运作后还能保持持续稳定工作状态的能力。

2.可维护性：系统在运行时若发生故障，技术维护人员能在短时间内修复并使系统恢复正常的可能性［11］。

3.系统安全保密性：当出现破坏系统的行为操作时，培训管理信息系统能够及时采取有效措施来应对并保护系统安全运行的能力［11］。

4.界面友好型与简洁性：通常指系统界面设计美观舒适，而且简单易学，可操作性强，便于人机交互。由于每一步骤都有提示，对于初学者来说更易实际操作，以便顺利完成［12］。

父母应该引导孩子不要非常强烈地在乎细节上的对和错，因为对错往往是相对的。对于孩子做的事情，父母也不要总用对错来分析。

5.可移植性：具有较高可移植性的系统对客户端软硬件的要求较低，且能够适应多个操作平台［13］，例如Windows、MacOS等。

（二）系统功能评估

1.录入查询统计功能：可通过手工或文件导入方式录入人员的资料、单位、工种、证书号等信息，且查询输出格式能够多样化，如Word、Excel、文本等。

2.预警提示功能：系统可以根据不同学历、工龄、工种对员工证书的数量、种类、有效时间等自动计算出下一次待复审的时间，以此来提供预警提示，并检索无证上岗的人员。

3.电子考试管理功能：系统试题库可以满足多类型人员同时考试，有标准的AB试卷和随机生成的模板试卷，可依据不同学历、工龄、岗位和该企业特色匹配相应的试卷，且具有实时考试管理、自动阅卷、判卷和保存试卷的功能。

（三）系统效益评估

1.煤矿企业经济效益：煤矿安全培训管理信息系统所带来的经济效益，主要表现在大幅度缩短了企业的培训周期，有效降低了员工培训成本，大大降低了系统的实施成本，减少了事故发生的经济损失，以及专门的服务器代替纯人工处理复杂业务所降低的成本等。

2.社会效益：与经济效益相比，社会效益通常不是用货币来衡量的。煤矿安全培训管理信息系统的社会效益更多表现在提高从业人员的安全素质、影响企业文化、协调行业安全发展和稳定社会的生产与安全等方面。

3.生态效益：利用计算机技术和应用软件进行无纸化培训，降低纸张和一次性办公用品等自然资源的消耗，从而保护自然、推动生态建设。

（四）煤矿安全培训管理效力评估

1.统计分析效果：既包括对人员信息、培训信息、培训评估的统计分析，也包括依据自主学习、练习和考试结果对员工实行奖惩的统计分析，并能够根据不同需要自动形成统计报表。

3.煤矿企业局域网信息共享率：在煤矿集团公司或者现有局域网内能够共享考题库、统计报表、考试管理数据、人员信息与证书管理等信息。

4.系统培训效率：包括煤矿安全培训管理信息系统解决煤矿安全实物培训问题、提高员工素质与煤矿安全系统培训效率以及改善传统的培训环境。

二、综合评价模型与具体步骤

（一）建立评价因素集与评语等级

评价指标就是评价因素。对各评价指标进行数据处理，可得到因素集P，且P满足P={P1，P2，…，Pn}。根据上述评价指标体系，可将P进一步细化为n个子因素集，可表示为Pi={Pi1，Pi2，…，Pij}，其中i=1,2,…,n。

对各个指标进行评价会得到不同的等级结果，可表示为Q={Q1，Q2，…，Qm}。

（二）层次分析法确定各指标权重

AHP，全称层次分析法，是指将评价因素按其相互间的关系分解为总目标、准则、方案等层次结构，进而进行定量、定性分析的评价方法［14］。AHP提供了决策者直接进入分析过程、将评价指标体系不断分层分解与确定每个指标权重的有利渠道。

1.根据已构造的层次结构模型，运用常用的1～9标度方法，将判断隶属于同一准则的各因素两两之间的相对重要性定量化，得到数值判断矩阵表，如表1所示［15］。其中Xij表示因素i和j相对于Yk重要值且满足于：Xij＞0；Xij=1/(i≠j)；Xij=1(i，j=1,2,…，n)。

表1 数值判断矩阵表现形式

2.层次单排序与一致性检验。用方根法计算某些关联因素相对于上一层次中某一因素的相对重要性，先计算矩阵每一行元素的乘积1,2,…，5)，并求出Ui的n次方根Vi。然后运用公式对进行归一化处理，得到特征向量V=［V1，V2，…，Vn］T。最后由计算出最大特征值λmax，并依据公式计算得到CR。一般情况下，当CR满足小于0.1的条件时，则认为判断矩阵具有一致性。

（三）建立模糊综合评价模型

1.一级模糊综合评估。根据已确定的评价等级与公式rijk=dijk/d，可以建立从因素集Pi到评语等级Q的模糊评估矩阵Ri：

其中，rijk表示给予因素集Pi中第ij项评估指标第k种评语等级的评价人数占总评价人数的份额。

对已确定的各指标的权重Wi=（Wi1，Wi2，…，Wim），利用Ri进行模糊变换，则模糊子集Pi=Wi*Ri=（Pi1，Pi2，…，Pi4），其中i=1,2,…,n，“*”表示合成算子M（·，+）。

2.二级模糊综合评估。对已确定的Pi的权重W=（W1，W2，…，Wn），依据P=W*R计算指标P对各模糊子集Pi的隶属度，进性二级综合评价。若Σbj≠1，则需要对结果进行归一化处理。

三、实证分析

（一）确定评价指标与评语集

应用上文建立的评价指标体系如图1所示，对某煤矿安全培训管理信息系统进行评价。所构建的是一个二级三层的指标体系，其中，目标层P=（P1,P2,P3,P4）。包括系统性能、系统功能、系统效益、煤矿安全培训管理效力4个一级指标，并在各一级指标下设有相对应的包括系统稳定性在内的15个可定量的二级评价指标。

本文将采用非常好、比较好、一般、较差4个等级来衡量评价因素，可表示为Q={Q1，Q2，…，Q4}={非常好，比较好，一般，较差}。

（二）确定各指标因素权重

邀请5位专家对已建立的评价体系中各指标进行评判打分，应用上文叙述的AHP方法步骤，计算各因素的权重数值，结果如表2所示。

表2 煤矿安全培训管理信息系统评价指标权重

由表2可知，一级指标权重为：W=（0.088，0.157，0.272，0.483）。 二 级 指 标 的 权 重 分 别 为：W1=(0.211，0.121，0.477，0.070，0.121)；W2=(0.258，0.105，0.637)；W3=(0.540，0.297，0.163)；W4=(0.073，0.285，0.170，0.472)。

（三）模糊综合评价

本文采用问卷调查法的形式，让煤矿企业人员对其所在企业使用的煤矿安全培训管理信息系统各层级各指标进行单因素评价。剔除9份不使用煤矿安全培训系统的问卷，对余下192份有效问卷整理统计，得到评价等级结果如表3所示。

表3 各评价指标综合评价等级表

1.一级综合评价。根据表3可得如下模糊评估矩阵：

并结合已确定的二级指标权重进行一级综合评估，可得：

2.二级综合评价。依据P={P1，P2，P3，P4}，权重W=（0.088，0.157，0.272，0.483）进行二级综合评估，可得：

根据最大隶属度原则可知，该煤矿安全培训管理信息系统的综合评价结果为“比较好”。同理可知各一级指标的评价结果，系统性能评价为“一般”，系统功能评价为“比较好”，系统效益评价为“比较好”，煤矿安全培训管理效力评价为“一般”。

四、结论与建议

本文参考了学界关于安全培训管理系统及信息系统的诸多研究成果，依据评价指标体系确定的原则与煤矿企业的具体情况，建立了煤矿安全培训管理系统评价指标体系。通过AHP与模糊综合评价两种方法的集成，得到了各指标权重与综合评估结果。该模型具有系统性、合理性而且操作简单易行的特点［17］。将两种方法集成评价，不仅可以得到该煤矿安全培训管理信息系统的综合评价结果为“比较好”，还可以从各指标的整体情况看出该系统仍存在需要完善之处，系统性能和煤矿安全培训管理效力有待加强，煤矿安全培训方案急需优化。

（1）加快培训方案优化。煤矿企业应根据企业的煤矿类型，对不同文化程度、工龄、工种等员工制定不同的培训方案。比如根据员工的文化素质，对低素质员工制定以定量定时学习安全知识为主并对高素质员工制定以观摩操作为主的培训方案；根据员工的工龄，对新员工制定以线下培训为主并对老员工制定以线上培训为主的培训方案；根据员工的工种，对采煤机、掘进机、提升机和安全检查操作作业等煤矿特种作业人员制定以VR仿真技术培训方式为主的培训方式等。制定完成后应及时反馈给系统供应商，使其能够根据实际情况优化系统，为员工匹配有效的培训方案。

（2）及时接受反馈与协调。煤矿企业应及时接受用户反馈并与系统供应商协调，使其能够及时更新系统，对系统维护性、移植性、功能模块以及统计效果等薄弱环节加以优化，从而提高系统性能水平和管理效力，更加准确便捷地实现对煤矿企业的纵向管理与横向协调功能，更好的满足煤矿企业的安全培训需求，提升培训质量，提高煤矿企业员工的安全意识和操作技术，实现煤矿的安全生产。