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中小型煤矿生产安全模糊层次分析评价模型及其应用

来源期刊:中南大学学报(自然科学版)2010年第5期

论文作者:王爽英 吴超 左红艳

文章页码:1918 - 1922

关键词:模糊层次分析法;中小型煤矿;评价模型;安全生产

Key words:fuzzy analytic hierarchy process; small and medium coal mines; assessment model; safety production

摘    要:基于中小型煤矿在生产中存在诸多危险因素,使得发生某些灾害成为可能,为减少中小型煤矿生产风险,在分析影响中小型煤矿生产安全因素的基础上,采用清晰集构造模糊集方法构造模糊一致性判断矩阵,并采用层次分析法计算指标权重,提出中小型煤矿生产安全模糊层次分析(FAHP)评价模型,对中小型煤矿生产安全进行量化研究。研究结果表明:该分析评价模型可用于实现中小型煤矿生产安全影响因素的重要度排序,具有较好的合理性和实用性,提高了中小型煤矿安全现状评价的客观性;对不同类型的中小型煤矿生产安全评价,煤矿安全生产管理部门可建立影响因素数据库;通过引入系数,对评价模型进行修正,使评价结果更加客观、合理。

Abstract: In order to reduce invest venture from safety production for small and medium coal mines, based on analysis factors influencing safety production in small and medium coal mines, a fuzzy analytic hierarchy process assessment model of safety production for small and medium coal mines was brought forward based on the fuzzy consistent deciding matrix using clear sets to construct a fuzzy set and index weight calculated by analytic hierarchy process. The results of safety production for small and medium coal mines reveal that safety production for small and medium coal mines can be distinguished from each other and it is a reliable and convenient method for decision makers, and the model developed is practicable and easy to apply. The model can enhance objectivity of safety engineering applications. To the safety assessment of different type’s small and medium scale coal mine productions, the coal mine safety production management department can use the model to establish the database of influencing factor. Using the inlet coefficient and amending the evaluation model can cause the measure results to be more objective and reasonable.



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中小型煤矿生产安全模糊层次分析评价模型及其应用

王爽英1, 2,吴超1,左红艳1

(1. 中南大学 资源与安全工程学院,湖南 长沙,410083;

2. 湖南师范大学 商学院,湖南 长沙,410081)

摘  要:基于中小型煤矿在生产中存在诸多危险因素,使得发生某些灾害成为可能,为减少中小型煤矿生产风险,在分析影响中小型煤矿生产安全因素的基础上,采用清晰集构造模糊集方法构造模糊一致性判断矩阵,并采用层次分析法计算指标权重,提出中小型煤矿生产安全模糊层次分析(FAHP)评价模型,对中小型煤矿生产安全进行量化研究。研究结果表明:该分析评价模型可用于实现中小型煤矿生产安全影响因素的重要度排序,具有较好的合理性和实用性,提高了中小型煤矿安全现状评价的客观性;对不同类型的中小型煤矿生产安全评价,煤矿安全生产管理部门可建立影响因素数据库;通过引入系数,对评价模型进行修正,使评价结果更加客观、合理。

关键词:模糊层次分析法;中小型煤矿;评价模型;安全生产

中图分类号:X928.03          文献标志码:A         文章编号:1672-7207(2010)05-1918-05

Fuzzy analytic hierarchy process assessment model of safety production for small and medium coal mines and its application

WANG Shuang-ying1, 2, WU Chao1, ZUO Hong-Yan1

(1. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;

2. School of Business, Hunan Normal University, Changsha 410081, China)

Abstract: In order to reduce invest venture from safety production for small and medium coal mines, based on analysis factors influencing safety production in small and medium coal mines, a fuzzy analytic hierarchy process assessment model of safety production for small and medium coal mines was brought forward based on the fuzzy consistent deciding matrix using clear sets to construct a fuzzy set and index weight calculated by analytic hierarchy process. The results of safety production for small and medium coal mines reveal that safety production for small and medium coal mines can be distinguished from each other and it is a reliable and convenient method for decision makers, and the model developed is practicable and easy to apply. The model can enhance objectivity of safety engineering applications. To the safety assessment of different type’s small and medium scale coal mine productions, the coal mine safety production management department can use the model to establish the database of influencing factor. Using the inlet coefficient and amending the evaluation model can cause the measure results to be more objective and reasonable.

Key words: fuzzy analytic hierarchy process; small and medium coal mines; assessment model; safety production

中小型煤矿是多工序、多环节的综合性行业,具有生产过程复杂、工作地点移动频繁、环境恶劣等特点[1-2],导致生产中存在诸多危险因素,客观上存在发生某些灾害的可能性。中小型煤矿生产系统的安全问题涉及地质条件、采动控制、人机环境等许多因素[3-4],并存在着相互制约、相互推动的正反馈倍增效应及负反馈的饱和效应等非线性关系[5-7],是一个包含生产要素集聚与安全要素扩散的非线性非平衡系统,其事故发生概率比大型煤矿企业以及其他生产企业的概率高。为了预防中小型煤矿事故的发生,必须对其生产过程中每个环节的危险性和安全性进行评价。目前,煤矿安全评价常用的安全检查表法简单易行,但不能定量地综合评价生产过程的所有不安全因素[8-10]。评价系统的各因素都具有不确定性、随机性和模糊性,还涉及评价人员的心理因素和所具备的信息量,这就使得安全指标的确定不精确。由Saaty于20世纪70年代提出的层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)是一种多准则决策方法,广泛应用于复杂系统的分析与决策[11-13]。利用AHP可以对中小型煤矿生产安全进行定性分析和定量分析。但AHP在对方案重要性赋值进行比较时只考虑了人判断的2种可能极端情况,而没有考虑人判断的模糊性,为此,本文采用清晰集构造模糊集方法构造模糊一致性判断矩阵,并采用层次分析法计算指标权重,提出一种新的基于模糊层次法(FAHP)的中小型煤矿生产安全评价模型,以便更好地实现安全影响因素的重要度排序,减少中小型煤矿生产风险。

1  中小型煤矿生产安全模糊层次分析评价模型的建立

中小型煤矿生产安全程度可以用模糊层次分析法进行评价,即将中小型煤矿生产安全影响因素一一列出,然后设计安全调查表,对各因素进行模糊评价,求出平均数,再进行相关计算,得出整个项目的风险评估结果。

1.1  中小型煤矿生产安全评估指标体系构建

建立中小型煤矿生产安全评估指标体系是进行中小型煤矿生产安全评估的基础。在一般情况下,中小型煤矿生产安全评估的内容主要集中在管理因素、生产技术因素、技术设备因素、从业人员素质因素和工作环境因素这5个方面。首先构建如下评估指标体系。

管理因素H1包括安全机构设置情况H11、安全责任分工情况H12、安全教育培训情况H13、安全生产投入情况H14。其中:生产技术因素H2包括生产特性认识情况H21、生产组织情况H22、物料特性认识情况H23、劳动保护技术措施H24;技术设备因素H3包括机械设备使用情况H31、通风设备使用情况H32、检测设备使用情况H33、安全防护设备使用情况H34;从业人员素质因素H4包括人员生理因素H41、人员心理因素H42、人员技术因素H43、安全工作因素H44;工作环境因素H5包括环境噪声情况H51、环境照明情况H52、作业空间情况H53、环境劳保措施情况H54。则

H=(H1,H2,H3,H4,H5)

其中:H1=(H11,H12,H13,H14);H2=(H21,H22,H23,H24);H3=(H31,H32,H33,H34);H4=(H41,H42,H43,H44);H5=(H51,H52,H53,H54)。

1.2  采用层次分析法确定各影响因素权重

采用层次分析法[14]确定权重的方法可表示为:构造判断矩阵C=(cij)n×n (cij表示因素i和因素j相对目标重要性),且具有以下性质:cij>0;cij=cji;ci=j=1。相对权重Wi可表示为:

              (1)

采用层次分析法,各因素的权重分别W1,W2,W3,W4和W5,且ΣWi=1。权重集W=(W1,W2,W3,W4,W5)。其中:来自管理因素的权重为W1,W1=(W11,W12,W13,W14);来自生产技术因素的权重为W2,W2=(W21,W22,W23,W24);来自技术设备因素的权重为W3,W3=(W31,W32,W33,W34);来自从业人员素质因素的权重为W4,W4=(W41,W42,W43,W44);来自工作环境因素的权重为W5,W5=(W51,W52,W53,W54)。各权重值可以根据专家意见或经验数据进行合适的假设。

1.3  模糊判断矩阵的建立

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