淺談煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)的設(shè)計

田慧婷

（中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西 太原 030032）

在煤炭生產(chǎn)中，展開安全評價、對安全目標進行管理具有重要意義，它可以讓事故預防措施得到提前制定，可以讓煤炭生產(chǎn)危險性得到降低，可以總體評價某一時期的安全生產(chǎn)情況，對于下一時期的安全管理具體工作起到指導作用,對煤炭生產(chǎn)未來工作目標的制定具有重要意義。

1 煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)設(shè)計的意義

煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)的設(shè)計可以讓決策針對性和決策準確性得到提升，在安全管理工作中，企業(yè)內(nèi)部各個部門與各個職工需要在一定時間內(nèi)共同努力，完成各自安全管理目標，進而讓安全生產(chǎn)總目標得以實現(xiàn)。這種煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)的設(shè)計可以讓各級領(lǐng)導以及廣大職工做好安全生產(chǎn)工作的積極性得到提升，可以讓安全生產(chǎn)責任制的貫徹落實更為充分，可以讓職工素質(zhì)得到改善。以目標責任為主，煤礦企業(yè)職工在正確決策的引導下，可以實現(xiàn)自主管理，可以讓相關(guān)措施得到層層落實，讓目標得到層層分解，進而讓煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中的安全管理水平得到全面提升，讓安全生產(chǎn)狀況得到改善。

2 煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)的設(shè)計方法

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，灰色預測模型、投入產(chǎn)出法、彈性系數(shù)法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測等技術(shù)被廣泛使用，相關(guān)模型的建立往往建立在人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)上。煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)可以采用雙庫結(jié)構(gòu)設(shè)計，即模型庫與數(shù)據(jù)庫，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方法較為簡單，作用定義較為準確且清晰，系統(tǒng)翻譯具有一定優(yōu)勢。依照煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容，可以將其分為三個部分。具體結(jié)構(gòu)可見圖1。

圖1 煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

結(jié)合圖1，將系統(tǒng)主要模塊功能可以分為三個模塊，即人機交互模塊、數(shù)據(jù)管理模塊與模型管理模塊。人機交互模塊主要是提供人機交互窗口，依照相關(guān)能源數(shù)據(jù)，對用戶進行引導，建立相關(guān)模型，對數(shù)據(jù)進行導入；在數(shù)據(jù)管理模塊中，主要是對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)操作予以完成，讓模型間運算數(shù)據(jù)得到輸入與輸出，煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)中所存放的數(shù)據(jù)主要包含了多個一級管理因素和二級管理因素；在模型管理模塊中，主要是編譯模型和調(diào)用模型，讓數(shù)據(jù)管理模塊間數(shù)據(jù)傳遞得以實現(xiàn)，讓用戶可以得到?jīng)Q策支持服務(wù)，利用該模塊，可以對不同類型的安全管理對象綜合目標值和子目標值受到影響的動態(tài)關(guān)聯(lián)規(guī)律進行分析。

2.2 系統(tǒng)模型設(shè)計

（1）BP模型與模型流程。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以對煤礦系統(tǒng)安全目標管理綜合評價模型予以構(gòu)建，它具有非線性的映射能力、聯(lián)想記憶能力與自學習自適應能力。煤礦系統(tǒng)安全目標管理評價系統(tǒng)BP模型如圖2所示。

結(jié)合圖2，在該BP模型中，每對神經(jīng)元的連接之間存在一個加權(quán)系數(shù)，此加權(quán)系數(shù)可以讓上一個神經(jīng)元輸出對下一個神經(jīng)元的刺激作用得到減弱或加強，在各個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，同層的神經(jīng)元并沒有關(guān)聯(lián)，而異層神經(jīng)元之間有著前向連接。

圖2 煤礦系統(tǒng)安全目標管理評價系統(tǒng)BP模型

煤礦系統(tǒng)安全目標管理評價系統(tǒng)模型流程如圖3所示。

圖3 煤礦系統(tǒng)安全目標管理評價系統(tǒng)模型流程

結(jié)合圖3，這種煤礦系統(tǒng)安全目標管理評價系統(tǒng)可以通過評價目標向量進行一系列操作，進而得到評價結(jié)果。

（2）參數(shù)輸入與初始化。以我國張集煤礦為例，在參數(shù)輸入方面，在煤炭系統(tǒng)安全目標管理決策支持系統(tǒng)中，需要對人員因素、技術(shù)條件因素、機械設(shè)備因素與管理因素進行考慮，針對各個方面可以建立起相應的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，如在人為因素方面，其參數(shù)輸入就包含了礦工學歷、礦工操作熟練程度、礦工工齡等；在技術(shù)條件方面，就包含了頂層版狀況、煤層情況、水文地質(zhì)、瓦斯等級等；在機械設(shè)備中，就包含了運輸系統(tǒng)完好率、供電系統(tǒng)完好率等；在管理因素中，就包含了制度規(guī)章的完善程度、管理水平、安全技術(shù)措施等,共有49個具體方面。

在數(shù)據(jù)初始化方面，依照傳遞函數(shù)特征，輸入的信息數(shù)據(jù)需要在[0,1]之內(nèi)，需要初始化處理網(wǎng)格訓練所需的原始數(shù)據(jù)，將其進行轉(zhuǎn)化。原始數(shù)據(jù)數(shù)量級決定了初始化具體方法，依照各組輸入數(shù)據(jù)最大值可以對其進行確認。

（3）網(wǎng)絡(luò)模型隱節(jié)層。增加隱節(jié)層數(shù)目，優(yōu)化曲面維數(shù)增加，可以讓網(wǎng)絡(luò)對多種樣本進行鑒別，但同時還需要確保其精度，因此，設(shè)隱節(jié)層神經(jīng)元數(shù)量是m，輸入層神經(jīng)元數(shù)量是n，輸出層神經(jīng)元數(shù)量是w，那么，個數(shù)需要滿足如下條件：

經(jīng)過具體測試，可以得到各個系統(tǒng)隱節(jié)層神經(jīng)元數(shù)量。

（4）安全等級分類。利用模糊評價分類方法，可以抽取一定樣本對安全等級進行確認，分類安全級別?？梢詫⑵浞譃闃O不安全、不安全、一般、較安全和安全這五個等級，利用灰色聚類方法，可以劃分安全等級，利用層次分析法與專家評價法可以對權(quán)重進行確認，依照最大隸屬度，可以對安全等級進行確認。設(shè)人員因素為U1,管理因素U2,工程技術(shù)條件因素為U3，設(shè)備因素為U4，那么可以對計算結(jié)果進行歸納，而二級權(quán)重因素可以設(shè)置為U11，U12，……，U49，在對因素權(quán)重結(jié)果計算完成之后，需要收集數(shù)據(jù)并進行處理，可以讓專家從1～10分中對相應評價指標進行打分，進而可以得到專家評估樣本矩陣，對評價灰類進行確認，可以完成模糊矩陣的構(gòu)建工作，最后可以得到相關(guān)安全等級。在張集煤礦中，其安全級別為[8,10]，較為安全為[6,8），一般安全為[4,6)，不安全級別為[0,4），經(jīng)過計算，該結(jié)果為6.9711，屬于較為安全的級別。在相關(guān)數(shù)據(jù)分析中，發(fā)現(xiàn)人員安全管理認識、安全基礎(chǔ)工作完善程度較為薄弱，因此，在未來決策中，該企業(yè)可以對這兩方面進行適當加強，而機械設(shè)備等方面評分較高，不需要進行改變。

3 結(jié)語

綜上所述，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以建立煤礦系統(tǒng)安全目標管理綜合評價模型，結(jié)合模糊評價分類方法、層次分析法與專家評價法可以對安全等級進行分類劃分，利用此評價模型，依照科學的評價流程，可以對相關(guān)安全因素進行評價，為決策的制定提供有力幫助，讓安全問題得到解決，讓安全隱患得到及時排查。

[1]邱天.煤炭綜合能源企業(yè)的投資決策分析[J].經(jīng)營管理者,2016,(17):209.

[2]侯利燕.新形勢下煤炭企業(yè)投資決策研究[J].財經(jīng)界(學術(shù)版),2015,(03):43.