基于G1-DEMATEL-测度量化的煤矿应急救援协同能力评价模型

梁 闫，陈 昊，张永领，郭 莹

（1.河南理工大学 应急管理学院，河南 焦作 454000；2.焦作大学，河南 焦作 454000）

据应急管理部统计，2020 年全国煤矿发生事故123 起、死亡人数228 人，同比2019 年分别下降27.6%和27.8%[1]。尽管我国煤矿事故数和死亡人数逐年下降，但煤矿重特大事故仍有发生，给应急救援带来极大困难。因此，多元主体参与的煤矿应急救援协同能力研究对减少煤矿事故损失，提高救援效率具有重要意义。针对应急救援协同，朱莉[2]从效率与公平的角度构建了跨区域协同应急救援路径选择模型；朱敬聪等[3]构建了化工园区应急协同ISM-MICMAC 因素分析模型；赵金龙等[4]构建了基于Multi-Agent 理论的应急协同救援框架。为此，尝试在构建应急救援协同能力评价指标体系的基础上，提出基于G1-DEMATEL-测度量化的煤矿应急救援协同能力评价模型。

1 应急救援协同能力评价指标体系构建

应急救援协同就是指各救援主体通过协调、协作和配合使总体救援能力大于各个主体救援能力的总和，从而提高整体的应急救援能力。在煤矿重特大灾害事故应急救援过程中，除了事发单位的救援力量外，还有跨区域、跨层级、跨部门和跨行业的多主体应急救援力量的协同参与，如矿山专业救援力量、消防救援力量、医疗救援力量、专家甚至还有社会救援力量[5-6]。为了提高煤矿重大灾害事故应急救援的效率、效果和效能，各参与救援主体需要从救援准备、指挥决策、生命救援、事故处置和救援保障5个层面协同合作。因此，从应急救援角度出发，基于煤矿重大灾害事故应急救援案例，采用文献和访谈调查相结合的方法，构建了煤矿应急救援协同能力评价指标体系，煤矿应急救援协同能力评价指标体系见表1。

表1 煤矿应急救援协同能力评价指标体系Table 1 Evaluation index system of coal mine emergency rescue coordination ability

2 G1-DEMATEL-测度量化的评价模型构建

未确知测度理论由我国学者王光远在1990 年提出，它不仅可以很好地解决评价中诸多因素的不确定性信息，还可以对其进行定量分析。DEMATEL属于系统科学中的一种方法论，它通过计算每个因素的原因度与中心度，确定各因素之间的相互关系和在系统中的权重，但DEMATEL 法需要专家依据自身的专业能力对各要素之间的影响度进行评判，如果要素过多，会影响直接影响矩阵的真实性。G1 法是先将所有评价因素以相对重要性为准则进行排序，确定相邻因素之间的相对重要程度，再进行赋权[7]，但G1 法通过专家打分的主观性较大，会使指标因素权重的最大值与最小值差距太大。因此，为了弥补G1 法和DEMATEL 法的缺陷，将G1 法和DEMATEL法计算出来的权重相结合，构造综合影响度从而实现G1 法和DEMATEL 法计算的权重的相互修正[8]。基于G1-DEMATEL-测度量化的评价模型，既避免了确定权重的主观偏向性，又可定量去分析不确定性因素，使评价结果更为客观。

G1-DEMATEL-测度量化评价法的实施思路是首先运用G1 法计算得出各个层级评价指标的权重；再应用DEMATEL 法对G1 法计算出来的指标权重进行修正，得到修正后的综合影响权重；最后采用测度量化评价法对指标体系进行评价。

2.1 G1 法确定权重

G1 法避免了层次分析法计算繁琐、需要一致性检验的问题，与DEMATEL 法相比，又能减少专家因指标过多而带来的判断失误的问题。它的具体步骤如下：

1）确定序关系。若评价对象有n 个评价指标，对于评价指标集C=｛C1，C2，…，Cn｝，专家先从中选取1个认为最重要的指标记为C1*，继续从剩下的指标中选出1 个最重要的指标。经历n-1 次选择后，得出1个相对应的序关系为：

2）确定评价指标Ck-1与Ck相对重要度Sk。Sk的取值为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8，分别表示指标Ck-1与指标Ck同等重要、稍显重要、明显重要、强烈重要、极端重要。

式中：Wk为第k 个评价指标的权重。

3）确定权重系数。评价指标Cn的权重为Wn，其它指标权重为：W*k-1=Sk×W*k（k=2，3，4，…，n-1，n），其中W*k为第k 个指标的权重。-1

式中：Si为第k-1 个指标与第k 个指标的相对重要度。

2.2 DEMATEL 法确定综合权重

1）确定各要素间的直接影响度。专家用0～5 的分值分别表示2 个指标之间互无影响、影响弱、影响比较弱、影响一般、影响较强和影响很强。

2）根据式（4）得到规范化直接影响矩阵B。

3）构建综合影响矩阵T。利用综合影响矩阵T求出中心度hi，中心度越大，说明该因素越重要。

式中：wi为G1 法计算的权重；hjwj为每个指标中心度与对应G1 法权重的乘积。

2.3 测度量化评价法

设有n 个样本，X1、X2、…、Xn，每个样本都有m个指标，则Xij表示样本i 的指标j 的值（i=1，2，…，n；j=1，2，…，m）。每个指标有P 个评价等级：c1、c2、…、ck，构成评价空间U=｛C1，C2，…，Cp｝。若K 个评价等级满足C1＞C2＞C3＞…＞Cp，则称｛C1，C2，…，Cp｝为评价空间上的一个有序分割类[9]。

3 实例分析

2021 年8 月14 日青海西海煤业柴达尔煤矿发生冒顶事故发生，造成21 人被困，其中20 人死亡，1人受伤。以此次青海柴达尔“8.14”煤矿冒顶事故应急救援为例，评价该煤矿事故应急救援协同能力。

3.1 G1 法确定指标权重

根据式（1）～式（3），得到一级指标的权重为：W1=0.117 4，W2=0.140 9，W3=0.307 8，W4=0.236 8，W5=0.197 3。二级指标的权重为：W13=0.206 6，W12=0.330 6，W11=0.462 8；W22=0.132 8，W21=0.212 5，W24=0.297 5，W23=0.357 0；W31=0.242 7，W32=0.315 5，W33=0.441 7；W43=0.204 1，W41=0.306 2，W42=0.489 9；W52=0.258 2，W51=0.361 5，W54=0.165 5，W53=0.215 2。

3.2 DEMATEL 法修正指标权重

根据式（4）～式（7）和G1 法计算的权重结果，得到一级指标和二级指标的综合影响度见表2。

表2 指标综合影响度Table 2 Comprehensive influence of primary indicators

3.3 测度量化法评价煤矿应急救援协同能力

3.3.1 单指标未确知测度

结合以往研究成果，将煤矿应急救援协同能力评价指标划分为5 个等级，即为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级，对应的分值依次为1、3、5、7、9，分别表示煤矿应急救援协同能力好、较好、一般、较差、差。在煤矿应急救援协同能力评价指标中，联动机制协同、人员疏散协同、专业救援队伍协同分值为1，救援能力建设协同、事故研判协同、目标决策协同、防范次生事故协同、应急救援装备协同、应急救援物资协同分值为3，信息数据平台协同、制定救援方案协同、选择最优方案协同、医疗救治协同、危险源控制协同、信息资源协同分值为5，人员搜救协同、现场清障协同分值为7。根据各评价指标的评价值，得到救援准备协同单指标向量矩阵B1～B5为：

3.3.2 多指标未确知测度和置信度识别

根据表2 各指标在其所在因素中的权重求和单指标评价矩阵得到多指标综合测度评价矩阵：

由表2 可知，各因素在评价目标中的权重为：W=（0.114 3，0.123 2，0.303 8，0.240 5，0.218 2），故柴达尔煤矿应急救援协同能力评价多指标未确知测度向量为：μ=W×A=（0.209 5，0.214 8，0.407 5，0.168 4，0），K0=min｛0.209 5+0.214 8+0.407 5=0.831 8＞0.6｝，故青海柴达尔煤矿事故应急救援协同能力属于第Ⅲ级，即应急救援协同能力处于一般水平。

3.4 评价结果分析

青海柴达尔“8.14”煤矿冒顶事故应急救援协同能力评价结果为“Ⅲ级”，即煤矿应急救援协同能力处于“一般”水平，表明在柴达尔煤矿事故应急救援过程中，参与救援各主体的应急救援协同能力已经达到合格等级，但仍有进步空间。从救援准备协同、指挥决策协同、生命救援协同、事故处置协同和救援保障协同5 个一级指标的测度量化评价结果来看，救援准备协同和救援保障协同等级为“Ⅱ级”，即应急救援协同能力处于“较好”的水平，指挥决策协同、生命救援协同和事故处置协同等级为“Ⅲ级”，即应急救援协同能力处于“一般”水平，说明总体上需要从指挥决策协同、生命救援协同和事故处置协同能力3 个方面提升应急救援协同能力。

从救援准备协同、指挥决策协同、生命救援协同、事故处置协同和后勤保障协同5 个一级指标所辖二级指标的评价结果来看，联动机制协同、人员疏散协同、专业救援队伍协同的评价结果为“Ⅰ级”，即应急救援协同能力处于“好”的水平，救援能力建设协同、事故研判协同、目标决策协同、防范次生事故协同、应急救援装备协同、应急救援物资协同的评价结果为“Ⅱ级”，即应急救援协同能力处于“较好”的水平，信息数据平台协同、制定救援方案协同、选择最优方案协同、医疗救治协同、危险源控制协同、信息资源协同的评价结果为“Ⅲ级”，即应急救援协同能力处于“一般”的水平，人员搜救协同、现场清障协同的评价结果为“Ⅳ级”，即应急救援协同能力处于“较差”的水平。因此在制定应急救援能力提升方案时，应从评价结果为“一般”和“较差”的二级指标入手提高应急救援协同能力。

例证表明，基于G1-DEMATEL-测度量化的煤矿应急救援协同能力评价模型，在充分发挥专家作用的同时也减少了人为主观性造成的误差，使评价结果更加科学、更加接近实际情况。该方法不仅能客观评价应急救援协同能力，还能够分析应急救援能力的薄弱环节，分析影响应急救援协同能力的关键因素，可为全面提高应急救援能力提供决策支持。

4 结 语

构建了应急救援协同能力评价指标体系，包括救援准备协同、指挥决策协同、生命救援协同、事故处置协同和救援保障协同5 个一级指标，并进一步划分为17 个二级指标。提出了基于G1-DEMATEL-测度量化的应急救援协同能力评价模型，以青海柴达尔“8.14”煤矿重大冒顶事故为例进行应急救援协同能力评价，结果显示该事故应急救援协同能力处于“一般”水平，与实际情况相符，表明了该模型能够科学有效地评价应急救援协同能力，能为提高应急救援能力评价提供新思路。