山西省煤礦安全與經濟協同發展研究

趙 君，姚有利

（1.大同煤礦集團公司 技術中心，山西 大同 037003；2.山西大同大學 工學院，山西 大同 037003）

山西省煤礦安全與經濟協同發展研究

趙 君1，姚有利2

（1.大同煤礦集團公司 技術中心，山西 大同 037003；2.山西大同大學 工學院，山西 大同 037003）

山西省是我國重要的煤礦能源基地。應用協同學原理和方法，對山西省煤礦安全狀況與經濟發展的協同特性進行了定性分析，對煤礦安全狀況與經濟發展從無序到有序的協同發展進行了定量分析，建立了煤礦安全與經濟協同發展的有序度評價指標體系。文章的研究成果對山西省區域煤礦安全與經濟協同發展制定政策措施，以及對提高山西省區域煤礦安全水平都有重大意義。

煤礦安全；協同；評價

煤礦安全對經濟的發展、生產力的提高有著重要作用。煤礦安全生產直接關系到經濟建設的能源保障和能源戰略，對全面建設小康社會以及現代化建設都起著基礎性的作用[1]。因此，本文進行煤礦安全與經濟復合系統協同度的研究分析，有著較為重要意義。

1 煤礦安全與經濟復合系統

煤礦安全與區域經濟發展水平有著很強的關聯性[2]，職業安全與區域經濟系統之間具有相互作用、相互制約、相互影響的關系。煤礦安全良性發展時，能夠促進區域經濟的發展；區域經濟發展加快時，煤礦安全的發展也應很好促進；兩者之間如果沒有很好的藕合關系，則會對相互之間造成制約。根據復合系統的定義[3-4]，一定區域內的經濟、職業安全等子系統通過相互作用、相互制約、相互影響而構成的具有一定結構和功能的有機整體，稱為“煤礦安全—區域經濟”復合系統（CS-E）。這個系統具備復合系統所有的特性[5-6]。而人口、資源、環境也與該復合系統密切相關，作為“煤礦安全—區域經濟”復合系統的外部環境子系統存在的，共同屬于“煤礦安全—區域經濟”復合系統。

2 評價指標體系、模型和方法

2.1 評價指標體系的建立

CS-E協調發展評價指標體系是對煤礦安全、經濟子系統協調發展狀況進行綜合評價與研究的依據和標準，是綜合反映CS-E復合系統不同屬性的指標按隸屬關系、層次原則組成的有序集合，是衡量、估價、監測某一國家或某一地區在某一時間的CS-E整體發展水平的基本尺度。煤礦安全與經濟復合系統是由職業安全和經濟兩個子系統的多個要素組成的復雜系統。協調發展評價指標體系是描述這個系統中各子系統及其相互間的發展狀況的。由于職業安全、經濟系統都是由復雜多變量組成，因此，職業安全—經濟系統指標體系也必然是龐大的。

根據上述指標體系的構建原則，我們從這些龐大而復雜的指標體系中選擇了少量的指標，建立綜合評價指標體系，其結構見圖1。

由于本文研究實例是針對山西省區域煤礦安全狀況與經濟發展協調狀況的，因此建立了一套由目標層、系統層、控制層和指標層所構成的具有遞階層次結構的指標體系，如表1所示。

評價體系以煤礦安全和經濟發展兩個子系統間的協調程度作為目標值。對于煤礦安全狀況系統層分別從設備保障、人力資源、安技措投投入、安全水平方面選擇協調度指標。對于經濟發展水平系統層從經濟水平、經濟活力、經濟效率方面選擇相應的指標。

2.2 評價模型和方法

圖1 CS-E復合系統協調度評價指標體系

表1 煤礦安全與經濟發展水平協調度評價指標體系

對于整個系統來說，系統的協調發展評價是子系統之間協調性和子系統發展性共同作用的結果，反映了復合系統發展過程中的協調程度。從協同學講，協調是系統組成要素之間在發展過程中彼此的和諧一致性。其一致性程度稱為協同度。協同作用和協同程度決定了系統在達到臨界區域時走向何種序與結構，或稱決定了系統由無序走向有序的趨勢。根據協同學的役使原理[7]可知，系統在相變點處的內部變量可分為快馳豫變量和慢馳豫變量兩類。慢馳豫變量在演化過程中起支配作用，這正像要經過一系列的工序生產某種產品時，產品的產量取決于加工最慢的那道工序一樣，變化最慢的參量決定著系統演化的速度和進程。系統從無序走向有序的關鍵在于系統內部參量之間的協同作用，它左右著系統相交的特征和規律。協同度正是反映這種協同作用的度量[8]。因此，只研究少數幾個序參量方程（慢馳豫參量演化方程），就可確定系統的演化行為。本文對孟慶松等[9，10]所構建的科技—經濟系統協調模型進行了合理改進，形成了基于系統本身的協同模型。

2.2.1 子系統有序度模型

設某一經濟系統發展過程中的序參量為e1=（e11，e12，……，e1n），其中 n≥2，β≤e1i≤α1i，i∈［1，n］，e11，e12，……，e1n可以是刻劃經濟系統運行機制與運行狀況的若干經濟指標，不失一般性，假定e11，e12，……，e1k1）的取值越大，經濟系統的有序程度越高，其取值越小，經濟系統的有序程度越低；假定e1k1+1，……，e1n的取值越大，經濟系統的有序程度越低，其取值越小，經濟系統的有序程度越高。因此定義如下：

定義1：定義下式為經濟系統序參量分量e1i的系統有序度。

由u1（e1i）取值大小，可以說明e1i對系統有序的貢獻程度，u1（e1i）的值越大，對經濟系統的有序“貢獻”也越大。從總體上看，序參量e1對經濟系統有序程度的“總貢獻”，通過u1（e1i）的集成來實現，常用方法為幾何平均法：

定義2：稱此定義的u1（e1）為序參量變量e1的系統有序度。由定義2知，u1（e1）∈［0，1］，u1（e1）越大，e1對系統有序的貢獻越大，系統有序的程度就越高，反之則越低。設描述煤礦安全系統發展的序參量變量為 e2=（e21，e22，……，e2m），其中，m≥2，β2j≤e2j≤α2j，j∈［1，m］，e21，e22，……，e2m描述煤礦安全狀況的具有代表性的指標。同樣，不失一般性，假設，e21，e22，……，e2k2的取值越大，煤礦安全系統的有序程度越高，其取值越小，煤礦安全系統的有序程度越低。假定e2k2+1，……，e2m的取值越大，煤礦安全系統的有序程度越低，其取值越小，煤礦安全系統的有序程度越高，同上述定義方法進行定義，稱u2（e2）為序參量變量e2的系統有序度。

2.2.2 復合系統有序度模型

定義3(系統協同度模型)：設對于給定的初始時刻t0，經濟系統序參量的系統有序度為，煤礦安全系統序參量的系統有序度為，對于整體復合系統在發展演變過程中的時刻t1而言，如果此時經濟子系統序參量的系統有序度為，煤礦安全子系統序參量的系統有序度為，定義下式為復合系統協同度：

3 山西省煤礦安全與經濟復合系統協同度計算和結果分析

山西省的煤礦安全系統序參量、經濟系統序參量、其取值范圍見表2和表3，表中的下限的取值都是2000年的各項指標的相應數值，經濟子系統的上限取值為《中華人民共和國經濟和社會發展第十一個五年規劃》綱要中的2010年的各項指標的相應規劃值，煤礦安全子系統中的上限值為《國家安全生產十一五規劃》和《煤炭工業發展十一五規劃》中的2010年的各項指標的相應規劃值。

運用模型（1）和（2）序參量系統有序度，計算結果見表4和表5；利用上述結果，運用模型（3）計算以2004年為基準的山西省煤礦安全與經濟系統協同度見表6。

由表4結果看出：山西省的u1(e1)在2004年較小，2005到2008年的增幅穩定，說明該地區的經濟發展處于有序化的進程中。如果保持目前的發展勢頭，完全可以實現十一五發展規劃的目標，表中的計算結果及其經濟內涵與該地區當前經濟狀況及發展趨勢相一致。

由表5結果可見：從2004到2008年，山西省的煤礦安全系統的有序度維持在較高水平，但增幅較小，就說明該地區的煤礦安全狀況在這幾年中較穩定，穩中有升，表中的計算結果及其涵義與該地區目前的煤礦安全總體水平相吻合。

表6結果表明：山西省的煤礦安全與經濟復合系統處于協調發展狀態，但是協調程度并不高，與十一五規劃的理想狀態差距較大。進一步分析表4和表5可知，這種低水平的協同狀態是由于經濟系統序參量的系統有序度的增幅較大，而煤礦安全系統序參量的系統有序度的增幅較小。因此，今后應該通過實施“安全也是生產力”的發展戰略，在加快經濟發展的同時，要一步改善煤礦安全狀況，以使煤礦安全對經濟系統有更加有效的貢獻。

4 結論

表2 山西省經濟系統序參量e1=(e11,e12,e13,e14,e15,e16，e17）

表3 山西省煤礦安全系統序參量e2=(e21,e22,e23,e24,e25)

表4 山西省經濟系統序參量的系統有序度

表5 山西省煤礦安全系統序參量的系統有序度

表6 以2001年為基準的山西省煤礦安全與經濟系統協同度

（1）從山西省的兩個子系統的序參量的系統有序度的變化中把握整體系統的協調狀況，因而對整體系統是一種動態把握與分析，綜合考慮兩個子系統的情況，經濟子系統的有序程度提高幅度較大，而煤礦安全子系統的有序程度提高幅度較小，則整個系統不能處于較好的協調狀態。（2）由礦安全與經濟發展協同度C可知：從整體趨勢上看，系統協同度呈增長趨勢，但整體協同程度仍然不高。（3）山西省“煤礦安全—經濟”復合系統協同度偏低的主要原因是：礦安全子系統的序參量的有序度偏低。因此，要不斷全面地加強煤礦安全生產的保障力度，進一步改善煤礦安全狀況，以使煤礦安全對經濟系統有更加有效的貢獻。在煤礦安全與經濟復合系統內部外部形成良性循環的物質流、能量流、信息流，才能促進煤礦安全與經濟協調發展。

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Abstract:Shanxi province is an important national coal energy base.With synergetics,qualitative analysis is conducted on the synergetic features between safety and economic development and quantitative analysis is carried on the synergetic development process from chaos to order.Besides,the order degree evaluation index of the synergetic development is established.The results are valuable to make the policy and to increase safety level for Shanxi regional mine safety and its economy synergetic development.

Key words:mine security;synergetics;evaluation

編輯：徐樹文

Study on Synergetic Development of Mine Safety and Economy in Shanxi Province

ZHAO Jun1,YAO You-li2
(1.Technology Center of Datong Coal Group,Datong Shanxi 037003;2.Technology College of Datong University,Datong Shanxi 037003)

TD984

A

1672-5050（2012）05-0044-04

2011-11-10

趙 君（1965—），男，山西大同，大學本科，高級工程師，從事煤礦安全工程與管理方面的研究。