吳林林

（山西焦煤霍州煤電汾河焦煤公司三交河煤礦，山西 霍州 031400）

0 引言

礦井應(yīng)急管理體系的建立和完善是保障礦井生產(chǎn)安全、降低事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)和降低災(zāi)難損失的基礎(chǔ)[1]。對(duì)應(yīng)急管理體系脆弱性的平均，涉及到人員、物資、環(huán)境以及管理等多方面的因素，合理確定各因素所占權(quán)重，有助于發(fā)現(xiàn)管理體系中的薄弱環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)的改善措施有著重要的意義。對(duì)于權(quán)重的確定方法，常用的有最大權(quán)原則、二項(xiàng)系數(shù)法、層次分析法和最小平方法等[2-3]，各方法具有其優(yōu)劣，結(jié)合實(shí)際條件，考慮到礦井應(yīng)急管理體系具有層次性的特點(diǎn)，本文以層次分析法為基礎(chǔ)，結(jié)合群決策和灰色理論，對(duì)層次分析法進(jìn)行改進(jìn)，有效避免了層次分析法的主觀性和偶然性，為煤礦建立合理的應(yīng)急管理體系提供理論依據(jù)。

1 影響因素分析

根據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)際，認(rèn)為影響煤礦應(yīng)急管理體系的主要有4個(gè)一級(jí)因素和17個(gè)二級(jí)因素，根據(jù)層次分析結(jié)構(gòu)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖，如圖1所示。

1）人的脆弱性：礦井生產(chǎn)管理人員是影響應(yīng)急管理的主要因素，工作人員的生理和心理狀況、安全意識(shí)、技術(shù)能力以及應(yīng)急素質(zhì)都對(duì)礦井應(yīng)急管理有著一定影響，生理和心理狀況越差、安全意識(shí)越淡薄、技術(shù)能力越低、應(yīng)急素質(zhì)越不好，礦井應(yīng)急管理體系也就越脆弱；

圖1 煤礦應(yīng)急管理脆弱性評(píng)價(jià)體系圖

2）物資脆弱性：影響煤礦應(yīng)急管理體系的主要物資包括礦井監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急裝備物資、個(gè)人防護(hù)裝置、救護(hù)設(shè)備以及消費(fèi)設(shè)施5個(gè)，相關(guān)物資設(shè)備越不完善，管理維護(hù)越差，應(yīng)急管理體系也就越脆弱；

3）環(huán)境脆弱性：礦井所處環(huán)境對(duì)應(yīng)急管理體系也有一定影響，主要包括地理環(huán)境、區(qū)域微氣候以及工作區(qū)域3項(xiàng)；

（4）管理脆弱性：科學(xué)有效的管理措施是影響礦井應(yīng)急管理的重要因素。制定合理的管理體系，能夠有效保障礦井生產(chǎn)安全，最大程度的降低事故發(fā)生后的損失。主要包括應(yīng)急機(jī)構(gòu)及分工、應(yīng)急對(duì)策及法規(guī)、應(yīng)急演習(xí)培訓(xùn)和應(yīng)急救援咨詢4項(xiàng)。

2 應(yīng)急管理體系脆弱性評(píng)價(jià)

2.1 構(gòu)建判斷矩陣

根據(jù)上述分析，確定影響煤礦應(yīng)急管理體系脆弱性的主要因素，下面利用層次分析法、群決策和灰色理論構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣，對(duì)應(yīng)急管理體系的脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

假設(shè)共有m位專家，利用1-9標(biāo)度法，對(duì)各影響因素兩兩比較，建立判斷矩陣，與常規(guī)層次分析法不同，此處并不給出具體的標(biāo)度值，只是給出一個(gè)標(biāo)度區(qū)間灰數(shù)，得到每位專家的灰數(shù)判斷矩陣如式（1）所示。

式中，A（k）（?）為應(yīng)急管理體系脆弱性評(píng)價(jià)矩陣；(?)為第k為專家對(duì)第i，j個(gè)指標(biāo)比較后給出的灰數(shù)值，（k=1,2，…，m），（i=1,2，…，n），（j=1,2，…，n）；n為同級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。根據(jù)相關(guān)理論，有(?)=1，(?)·(?)=1，(?)∈（(?)(?)）(?)(?)分別為灰數(shù)的下限和上限。

根據(jù)式（1），構(gòu)建各級(jí)指標(biāo)的群體灰數(shù)判斷矩陣，如式（2）所示。

式中：A（?）為應(yīng)急管理體系群體灰數(shù)判斷矩陣；αij(?)為m位專家對(duì)第i，j個(gè)指標(biāo)比較后的綜合灰數(shù)值，且有 αij(?)分別為下限和上限。

根據(jù)加權(quán)幾何均值算法，下限和上限可以表示為：

式中：wk為第k位專家占m為專家總體判斷的權(quán)重。

對(duì)上述灰數(shù)判斷矩陣進(jìn)行白化，可得白化矩陣如式（5）所示。

式中：A%（?）為白化矩陣；α%ij(?)為第 i，j個(gè)指標(biāo)相比較所得灰數(shù)的白化值；ρij為灰數(shù)判斷矩陣的定位系數(shù)，且有 ρij∈[0,1]，ρij=1-ρji，（i=1,2，…，n）（j=1,2，…，n）。

2.2 白化矩陣一致性檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)上述白化矩陣的可靠性，對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)公式如式（7）、（8）所示。

式中：CI為矩陣的一致性檢驗(yàn)指數(shù)；λmax為矩陣的最大特征值；N為矩陣的階數(shù)；CR為一致性比率；RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，其取值見表1。

表1 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI取值

當(dāng)式（8）所得一致性比率CR＜0.1時(shí)，則所得白化矩陣較為可靠，評(píng)價(jià)結(jié)果是相對(duì)準(zhǔn)確的，否則，則需要對(duì)白化矩陣進(jìn)行調(diào)整，直至一致性比率CR＜0.1。

2.3 應(yīng)急管理體系脆弱性評(píng)價(jià)

計(jì)算得到白化矩陣的最大特征值λmax后，根據(jù)其對(duì)應(yīng)的特征向量W，進(jìn)行歸一化處理，所得數(shù)值即為該指標(biāo)所占上層指標(biāo)的權(quán)重。利用該方法對(duì)各影響指標(biāo)逐個(gè)逐層進(jìn)行計(jì)算，得到各指標(biāo)所占權(quán)重，將下層指標(biāo)權(quán)重與對(duì)應(yīng)的上層指標(biāo)權(quán)重相乘，得到各二級(jí)因素占應(yīng)急管理體系的綜合權(quán)重，其中，所占權(quán)重最大的因素就是導(dǎo)致應(yīng)急管理體系脆弱的主要原因，即為應(yīng)急管理體系中的最薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)相應(yīng)提出改善措施，保障礦井的安全生產(chǎn)。

3 實(shí)例分析

為了檢驗(yàn)上述評(píng)價(jià)模型的準(zhǔn)確性，根據(jù)溫莊煤業(yè)實(shí)際生產(chǎn)條件，選取3位專家參與評(píng)判，對(duì)礦井應(yīng)急管理體系進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。3位專家編號(hào)依次設(shè)為 M1、M2和 M3，對(duì)一級(jí)影響因素 B1～B4的灰數(shù)判斷矩陣如表2～表4所示。

表2 專家M1的灰數(shù)判斷矩陣

表3 專家M2的灰數(shù)判斷矩陣

表4 專家M3的灰數(shù)判斷矩陣

利用上表的計(jì)算結(jié)果建立群體灰數(shù)判斷矩陣，設(shè)定3為專家判斷的權(quán)重相同，均為1/3，根據(jù)式（3）、（4），得到群體灰數(shù)判斷矩陣。取 ρij=ρji=0.5，利用式（5），對(duì)矩陣進(jìn)行白化，所得結(jié)果如表4所示。

表5 群體白化判斷矩陣

計(jì)算表5所示白化矩陣的最大特征值為λmax=4.0608，矩陣所對(duì)應(yīng)的特征向量為

根據(jù)表1，可知對(duì)于4階矩陣的隨機(jī)一致性指標(biāo) RI為 0.90，將數(shù)據(jù)代入式（7）、（8），可得白化矩陣的CI=0.0228，小于0.1，滿足相關(guān)要求，所得結(jié)果較為可靠。

根據(jù)上述方法，分別計(jì)算各二級(jí)影響因素C1～C17所對(duì)應(yīng)的一級(jí)影響因素 B1～B4的白化矩陣，然后分別進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，各因素的一致性比率均小于0.1，滿足相關(guān)要求。

根據(jù)前面計(jì)算所得的白化矩陣最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量W，進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算各因素所占權(quán)重，即各因素的脆弱性值。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，歸一化向量W1為：

即各二級(jí)因素 B1～B4的脆弱性質(zhì)分別為0.5818、0.1181、0.2206、0.0795。

根據(jù)同樣的方法，可得C1～C4相對(duì)B1的脆弱性值依次為 0.0812、0.2283、0.5378、0.1527，將以上結(jié)果與B1的脆弱性質(zhì)0.5818相乘，可得C1～C4相對(duì)于指標(biāo)A的脆弱性值依次為 0.0472、0.1328、0.3129、0.0888。然后分別計(jì)算C5～C17相對(duì)指標(biāo)A的脆弱性值，所得結(jié)果如表6所示。

表6 綜合脆弱性值計(jì)算結(jié)果

根據(jù)表6所得結(jié)果，對(duì)綜合脆弱性質(zhì)從大到小依次排列，脆弱性質(zhì)最大的為人員技術(shù)能力C3，脆弱性值為0.3129，其次為心理狀況及安全意識(shí)C2，脆弱性值為0.1328，第三為環(huán)境條件中的工作區(qū)域C13，脆弱性值為0.1197。這三項(xiàng)是影響溫莊煤業(yè)應(yīng)急管理體系的最薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)有針對(duì)性的進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)改進(jìn)，以保障礦井的安全生產(chǎn)。

4 結(jié) 論

為確定煤礦應(yīng)急管理體系中的薄弱環(huán)節(jié)，提出有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，本文根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定影響應(yīng)急管理體系的4個(gè)一級(jí)因素，17個(gè)二級(jí)因素，以層次分析法為基礎(chǔ)，結(jié)合群決策和灰色理論，建立綜合評(píng)價(jià)模型，并利用研究結(jié)果，對(duì)溫莊煤業(yè)應(yīng)急管理體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出影響最大的3個(gè)因素，為改善煤礦應(yīng)急管理體系提供理論依據(jù)。