基于WSR方法论的煤矿突发事件应急管理能力评价

田水承，高 玲，范彬彬，孙 雯，赵钊颖，蔡欣甫

(1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2.西安科技大学 安全与应急管理研究所，陕西 西安 710054)

0 引 言

煤矿应急管理工作是保障煤矿安全生产的一道重要防线，近年来，中国对推进煤矿行业应急能力建设愈发重视。煤矿作业环境复杂性和事故灾害突发性给煤矿应急管理带来困难和挑战，提高煤矿企业应对突发事件应急管理能力，能够降低事故发生概率，有效控制事故后果，最大限度减轻事故危害程度，减少财产损失和人员伤亡[1-3]。评价煤矿突发事件应急管理能力可及时觉察应急管理工作中存在的问题，优化和完善应急管理体系建设，对煤矿行业安全稳健发展具有重要意义。

目前，众多学者对煤矿企业应急管理能力评价进行了相关研究。孙丽艳等建立了基于AHP-TOPSIS的评价模型，得到某地区8家煤矿企业突发事件应急能力等级[4]；杨峰峰等采用Logistic曲线对煤矿企业应急能力演化过程进行描述和分析，利用模糊层次分析法评估了某煤矿企业的应急能力[5]；WAN等利用层次分析法确定指标的权重，运用模糊综合评价法对某地区煤矿事故应急管理能力进行了综合评价[6]；戚宏亮和宁云才利用可拓学理论对新安煤矿应急能力进行综合评价并提出改进措施[7]；李树刚等将ANP(网络层次分析法)与BP神经网络结合起来，通过模型训练验证了该方法对煤矿应急能力评价具有的可行性[8]。王德鲁等根据事故发展过程建立煤炭企业应急能力评估指标体系，运用改进ANP和三角模糊数对煤矿企业应急能力进行评估[9]。

上述研究在评价指标构建上多以“预防、准备、响应和恢复”四阶段理论为主，在应急管理能力评价中较少考虑人员因素。在权重计算中，单一的层次分析法主观性较强。因此，文中在现有的研究基础上，根据WSR方法论构建了煤矿突发事件应急管理能力评价指标体系，采用G1法和熵权法计算组合权重，结合可拓物元理论构建煤矿突发事件应急管理能力评价模型，利用该模型评价煤矿应急管理能力等级。通过实证研究对煤矿进行层级指标评价，确定煤矿应急管理能力等级，为企业应急管理工作提供理论指导。

1 应急管理能力评价指标体系

WSR理论于1994年由顾基发和朱志昌提出，是以“物理-事理-人理”3个维度为研究对象的一种系统方法论，能够处理各种复杂问题，目前已被广泛应用到各个研究领域并取得了诸多研究成果[10-14]。物理(W)是指真实存在的构成系统的物质，如环境、设备等能够反映现场实际状态的客观因素；事理(S)解决“怎么做”的问题，通过管理者介入，运用各种学科知识、方法、规定等进行组织管理完成系统目标；人理(R)强调人的主观能动性，探究系统中人与人、人与事物之间的关系并协调管理。

煤矿突发事件具有突发性、不确定性、紧迫性和危害性[15]，事故发生后极易发生“二次伤害”，必须立即展开应急救援，避免人员伤亡和财产损失加重。煤矿事故应急管理是一个动态、循环的过程，WSR方法论具有系统性、动态性、科学性的特点，与煤矿突发事件应急能力评价指标体系建立思路相一致[16-17]。文中结合WSR理论，分析煤矿突发事件应急能力影响因素，围绕突发事件发生全周期过程，建立指标分类模型，如图1所示。

图1 基于WSR理论的煤矿突发事件应急管理能力评价指标分类模型Fig.1 Classification model of evaluation index for coal mine emergency management capability based on WSR theory

通过查阅文献[4-5，7-8，15，18-20]，在WSR方法论基础上，结合人、机、法、管、环5要素，最终建立了包含4个一级指标，24个二级指标的煤矿突发事件应急能力评价指标体系，见表1。

表1 煤矿突发事件应急管理能力评价指标体系

2 可拓物元评价模型

可拓学中物元组合由事物(N)、特征(C)、量值(V)构成，用来描述事物，能够完整、客观地反映事物与数量的关系，表示事物变化过程。根据物元理论建立的多指标评价模型，能够以较高的可信度给出定量评价结果，被广泛应用于工程领域[21-23]。通过建立经典域、节域和待评物元，计算相关判别准则函数，从而确定待评对象的等级水平[24]。

2.1 确定经典域

根据物元可拓理论，经典域表示为

(1)

式中Nj为第j个评价等级；Ci为第i个评价指标；Vji=(aji，bji)为等级j下第i个评价指标的量值范围(j=1，2，…，m；i=1，2，…，n)；Rj为有序三元组(N，C，V)结合起来的经典域物元。

2.2 确定节域

节域表示为

(2)

式中Np为评价全体等级；Vpi=(api，bpi)为Np关于Ci所取的量值范围；Rp为节域物元。

2.3 确定待评物元

待评物元表示为

(3)

式中N0为待评价事物；Vi为N0关于Ci的取值；R为待评价物元。

2.4 计算权重

单一赋权在计算权重时往往不能包含完备的信息，主观赋权法和客观赋权法均有各自的优点和缺点。将二者结合可以做到优劣互补，提高评价结果的合理性与可靠性[25-26]。

2.4.1 G1法确定主观权重

G1法是改进的层次分析法，其优点在于计算量小，无需进行一致性检验，计算主观权重更加方便快捷[27]。通过对各指标的重要程度进行排序得到序关系，由相邻指标重要性程度之比依次计算出权重w={w1,w2,…,wn}。

2.4.2 熵权法确定客观权重

2.4.3 组合赋权

用乘法合成法进行主客观权重组合，得到综合权重

(4)

2.5 计算关联度

首先，确定待评物元关于等级j的关联度函数

(5)

(6)

式中Kj(Ci)为待评价事物与评价标准的隶属度函数；d(Vi,Vji)，d(Vi,Vpi)分别为待评物元到经典域、节域的距离。

然后，按下式计算待评物元关于等级j的关联度

(7)

式中ω(Ci)，ω(Bi)分别为二级指标和一级指标的权重。

2.6 等级评定

(8)

(9)

式中j*为等级变量特征值，判断与相邻等级的偏向程度。

3 实例应用与评价

选取陕西省内某所中型煤矿企业进行应急管理能力综合评价，划分煤矿突发事件应急能力评价等级为好(85～100]、较好(70～85]、一般(50～70]、较差(30～50]、差(0～30]5个等级，分别以“1，2，3，4，5”表示。通过查现场和查资料，邀请3名从事煤矿安全管理工作人员、2名应急技术专家、2名煤矿安全生产专家，根据企业标准、职业经验以及实际情况，参考《应急管理能力评估指南》标准给出相应分数。综合汇总各专家的评分结果，所得数据见表2。

表2 专家评分结果

3.1 经典域、节域和待评物元的构造

1)根据可拓物元评价模型公式(1)～(3)以及等级划分取值，构造经典域

Rj=(R1,R2,R3,R4,R5)=

2)构造节域

3)确定待评价物元

3.2 确定各指标的权重

根据文献[27]G1法的步骤，综合各位专家意见，对煤矿突发事件应急管理能力评价各层指标进行排序，确定指标序关系，计算指标主观权重。根据专家打分表中各指标分值，根据文献[28]熵权法计算步骤得到指标客观权重，按照式(4)，计算得到二级指标和一级指标的综合权重，结果见表3和表4。

表3 二级评价指标权重及关联度

表4 一级评价指标权重及关联度

3.3 确定关联度

结合各层指标组合权重以及确定的待评物元，根据式(5)～(7)，确定二级指标关联度，结果见表3。将二级指标权重与对应评价等级的关联度矩阵相乘，得出一级指标各等级关联度，结果见表4。同理，计算出“WSR”层级关联度，最后，确定综合关联度。结果见表5。

表5 综合关联度计算结果

根据关联度最大原则，可分别得出各级各指标所属于的评价等级。

3.4 等级评定

3.5 结果分析

1)由表4可知，人员素质权重最大，其次是组织管理，说明这2个因素对煤矿应急管理能力影响最大，同时也符合在WSR方法论体系中“人理”思想属于核心地位。根据关联度最大原则，该煤矿保障系统、制度规定、组织管理和人员素质都处于2级水平，属于较好状态。

2)通过整体综合等级评定，该煤矿突发事件应急管理能力处于较好和一般之间，并且偏向于较好水平。在WSR系统中，“事理”处于好和较好之间，并且偏向于较好水平，“物理”和“人理”分别处于较好和一般之间偏向于较好水平。煤矿在此三方面应急管理投入排序为：事理>物理>人理，该煤矿企业需加强“物理”、“人理”方面的管理和建设工作，进一步全面提高煤矿应急管理能力。

3)根据表3可知，该煤矿在应急管理体系建设和应急队伍建设方面评价等级为好，部分二级指标如安全避险系统建设、职工应急知识与能力、经验教训总结等处于等级一般水平。根据评估结果，该煤矿需建设完善安全避险系统，提高矿山安全生产保障能力。建立健全应急管理文化，开展主题宣教活动，加强职工对应急知识的掌握，提升职工应急自救能力。注重经验教训方面总结，增强责任意识，做好灾后死伤员工及家属的安抚工作以及必要时进行心理干预。

4 结 论

1)文中根据WSR方法论和煤矿突发事件的特点，结合安全生产管理5要素，构建了基于“物理-事理-人理”的煤矿突发事件应急管理能力评价指标体系，能够较为全面、科学地反映煤矿突发事件应急管理能力的影响因素。

2)采用G1法和熵权法分别确定应急管理能力指标的主观权重和客观权重，采用乘法合成法确定综合权重，克服了单一赋权中主观因素过大、信息包含不全面等问题，结果更加客观准确。根据一级指标权重结果显示，人员素质和组织管理是影响煤矿突发事件应急管理能力最重要的2个影响因素。该结果可为煤矿企业应急管理工作侧重点提供一定的参考。

3)将WSR方法论和物元可拓理论相结合，提出了基于WSR的煤矿突发事件应急管理能力评价可拓模型，通过对陕西省某煤矿企业进行实例验证，得出该煤矿应急管理能力水平处于较好和一般之间，偏向于较好，该评价结果与煤矿实际情况相吻合，验证了该模型的可行性。通过对每个指标层进行可拓评价，明确不同层级各个指标的等级，有助于发现煤矿应急管理工作中存在的不足，为改善煤矿突发事件应急管理能力问题提供有益的借鉴。