基于熵權(quán)模糊層次分析法的煤礦安全風(fēng)險評價

董伯舒

近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦安全的重要性也日益凸顯，但是由于國內(nèi)采礦條件的限制以及人員素質(zhì)的層次不齊，國內(nèi)在煤礦生產(chǎn)方面仍然存在較多的問題。而且國內(nèi)的管理模式以及安全評價體系也存在一定的隱患。針對嚴(yán)峻的煤礦安全問題，研究建立煤礦安全風(fēng)險評價模型對該過程中生產(chǎn)管理、環(huán)境問題、組織管理等一系列的風(fēng)險狀態(tài)進(jìn)行評估是其重要途徑之一。

1煤礦安全風(fēng)險體系

煤礦安全風(fēng)險在分析和調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用人機(jī)環(huán)境分析方法，以煤礦安全風(fēng)險為總體目標(biāo)層，設(shè)置六個一級評價指標(biāo)。在每個級別指標(biāo)下設(shè)置二級指標(biāo)，如圖1所示。

2基于熵權(quán)模糊層次分析法的煤礦安全風(fēng)險評價模型

以煤礦安全風(fēng)險體系作為基礎(chǔ)，根據(jù)FAHP以及信息論中的熵值取權(quán)相結(jié)合的方法對煤礦安全風(fēng)險進(jìn)行綜合評價。通過定量分析將復(fù)雜問題進(jìn)行實用、有效的解決，使得最后的結(jié)果更加合理準(zhǔn)確。

2.1構(gòu)建判斷矩陣

在20世紀(jì)70年代早期，由美國運(yùn)籌研究院匹茲堡教授薩蒂提出在分配權(quán)重的時候，直接給各因素賦權(quán)比較困難，而在不同因素之間進(jìn)行兩兩比較的權(quán)重賦值是比較容易的，以此引入比例標(biāo)度表（表1）。

2.2一致性檢驗

對應(yīng)于判斷矩陣最大特征根的特征向量，用最大特征值對應(yīng)的特征向量作為被比較因素對上層某因素影響程度的權(quán)向量，其不一致程度越大，引起的判斷誤差越大。因而可以用數(shù)值的大小來衡量判斷矩陣的不一致程度。

2.3隸屬度函數(shù)

對于隸屬度函數(shù)的確定主要有兩種方法。第一種是定性采用名義調(diào)查報告的方法或者通過專家的專業(yè)經(jīng)驗來定義。隸屬度ri=;d為專家總?cè)藬?shù)（或者調(diào)查報告總份數(shù)），di為對于該評價指標(biāo)做出V評價的專家個數(shù)（或者給出V評價的調(diào)查報告總份數(shù)）。

此處采用第二種方法，即定量地給出合理的隸屬度函數(shù)表達(dá)式來求取模糊關(guān)系矩陣。在隸屬度函數(shù)建立的過程中考慮了第一種方法中，當(dāng)調(diào)查報告樣本足夠大時，各項指標(biāo)的影響力等級和統(tǒng)計出的相應(yīng)評價結(jié)果的概率關(guān)系近似呈現(xiàn)正態(tài)分布。結(jié)合方法一以及方法二的特征，此處計算隸屬度基本函數(shù)則采用μ=0的正態(tài)分布函數(shù)N（0，?）。

2.4模糊算子

模糊計算中主要為下列四種算子

3實例分析

山西三煤礦甲、乙、丙為一般水文地質(zhì)條件，主要煤層屬于煤與瓦斯突出煤層，瓦斯含量高，壓力大，滲透性差。以三個煤礦為例，采用熵權(quán)模糊層次分析法行綜合評價。

3.1評價準(zhǔn)則判斷矩陣

3.2一致性檢驗

3.3確定評價集

3.4建立單因素評價矩陣

根據(jù)評價礦井的情況及查閱的相關(guān)資料，結(jié)合專家意見對甲礦各二級指標(biāo)打分，

3.5熵權(quán)表

根據(jù)上述條件可以得到三個礦的最終熵權(quán)值，

由表6可知，丙煤礦的安全風(fēng)險最大。

4結(jié)論

基于系統(tǒng)安全工程理論，本文從人員安全、設(shè)備、環(huán)境管理等六個方面構(gòu)建了煤礦安全評價指標(biāo)體系。將熵權(quán)法與模糊層次分析法相結(jié)合，克服了傳統(tǒng)層次分析的主觀性較強(qiáng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高的缺陷。以甲、乙、丙三個煤礦的分析驗證了該方法的可行性與實用性。最后得出丙煤礦的安全風(fēng)險較大。這種方法不僅有利于決策者根據(jù)評價指標(biāo)進(jìn)行后期決策，而且也提供了一種煤礦安全評估的新思路。

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