基于熵權(quán)的煤礦應(yīng)急管理能力模糊綜合評價

劉岱楠+王亞陽+王漢斌

摘 要：煤礦應(yīng)急管理能力評價方法的研究是為幫助煤礦企業(yè)發(fā)現(xiàn)自身應(yīng)急管理體系中存在的問題，從而有針對性地進行控制和改進。文章通過研究熵權(quán)模糊綜合評價在煤礦應(yīng)急管理中的應(yīng)用，利用熵權(quán)法確定權(quán)重，從人員管理、裝備管理、技術(shù)管理、環(huán)境管理和制度管理五個方面對煤礦應(yīng)急管理能力進行模糊綜合評價。構(gòu)建了熵權(quán)模糊綜合評價模型，并針對實例進行分析，有利于煤礦企業(yè)構(gòu)建完善的應(yīng)急管理體系。

關(guān)鍵詞：煤礦 應(yīng)急管理 熵權(quán)法 模糊綜合評價

中圖分類號：F407.21 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2014）11-046-03

一、引言

煤炭是工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的主要能源，其安全生產(chǎn)關(guān)乎國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。煤礦開采行業(yè)歷來是最容易出現(xiàn)事故的高危行業(yè)，盡管近年來煤礦安全得到了廣泛的重視，煤礦安全生產(chǎn)的技術(shù)裝備和管理方法也取得了較大的發(fā)展，但煤礦事故仍然是國民經(jīng)濟發(fā)展中不可忽視的問題之一。煤礦突發(fā)事故由于人為、技術(shù)等各方面的原因無法避免，如何提高煤礦應(yīng)急管理能力就顯得至關(guān)重要。在煤礦突發(fā)事故發(fā)生后能夠及時組織應(yīng)急救援隊伍，控制事故的影響范圍，從而降低煤礦突發(fā)事故對企業(yè)造成的損失。

煤礦應(yīng)急管理能力評價是煤礦企業(yè)加強自身安全生產(chǎn)管理所要進行的一項重要基礎(chǔ)工作。通過煤礦應(yīng)急管理能力評價，企業(yè)可以發(fā)現(xiàn)自身應(yīng)急管理體系中存在的問題。有針對性地進行控制和改進，有利于煤礦企業(yè)構(gòu)建完善的應(yīng)急管理體系，讓企業(yè)在煤礦突發(fā)事件發(fā)生時能夠有條不紊地進行處置。

目前對煤礦應(yīng)急管理能力的研究有很多，尤其是在如何提高煤礦應(yīng)急管理能力、完善煤礦企業(yè)應(yīng)急管理體系等方面的研究已經(jīng)取得了一些成果。但在煤礦應(yīng)急管理能力評價方法上的研究還是比較缺乏，結(jié)合相關(guān)文獻可以看出，研究煤礦應(yīng)急管理能力評價方法主要有層次分析法、灰色系統(tǒng)理論、事故致因理論等。這些方法雖然對煤礦應(yīng)急管理能力評價領(lǐng)域有一定的指導(dǎo)意義，但仍然還有不足之處。由于影響煤礦應(yīng)急管理能力評價的因素很多，使用上訴評價方法來進行煤礦應(yīng)急管理能力評價會很復(fù)雜，且無法直觀明了地反映評價結(jié)果，而且許多評價方法在確定評價指標權(quán)重上存在主觀臆斷的問題。因此本文研究基于熵權(quán)的煤礦應(yīng)急管理能力模糊綜合評價，科學(xué)、客觀對煤礦應(yīng)急管理能力進行評價，提升煤礦應(yīng)急管理能力，使煤礦應(yīng)急管理工作更加科學(xué)合理。

二、熵權(quán)模糊綜合評價模型構(gòu)建

1.熵權(quán)法確定權(quán)重。利用求熵值的方法確定評價指標的權(quán)重，熵值的大小取決于評價指標的信息的不確定性和離散程度。評價指標信息量越小，離散程度越強，說明指標個體的差異越大，對最后綜合評價的影響也就越大，其熵值也就越大。熵權(quán)法就是用熵值法來確定各個指標的權(quán)重權(quán)數(shù)，其優(yōu)點在于可以最大程度地排除主觀確定權(quán)重權(quán)數(shù)所帶來的人為干擾。

熵權(quán)法確定權(quán)重的原理如下：

設(shè)某一多目標決策問題中m個評價目標，n個評價指標，aij表示第j個出救點的第j個評價指標數(shù)值。

根據(jù)熵值法確定指標權(quán)重的原理，首先定義第j個評價指標的信息熵值Dj為：

其中，0≤Dj≤1，對于信息自由度無限大的系統(tǒng)，可以確定其有序度為0，其信息熵值最大，Dj=1。當bij=0時，規(guī)定bijlnbij=0，Dj=0。

然后定義各個指標的差異度系數(shù)Ej為：

Ej=1-Dj，0≤Ej≤1

則第j個評價指標的權(quán)重fj為：

2.熵權(quán)模糊綜合評價模型。模糊綜合評價方法是模糊數(shù)學(xué)的科學(xué)應(yīng)用之一。通過進行線性變換，比較評判對象中的多種評價指標，在考慮最大隸屬度原則的基礎(chǔ)上，運用數(shù)學(xué)工具對評判對象進行模糊綜合評價。模糊綜合評價方法通過相對隸屬度函數(shù)將定性的評價指標定量化，所得出的綜合評價結(jié)果可以直觀地展現(xiàn)。

模糊綜合評價是基于模糊數(shù)學(xué)的理論，對難以準確量化的復(fù)雜系統(tǒng)進行綜合評價的一種有效工具。為了更加客觀地確定系統(tǒng)的權(quán)重，引入熵值法。熵權(quán)模糊綜合評價的步驟為：

（1）將影響評價目標的n個評價指標組成一個集合，建立綜合評價的因素集U={u1，u2，…，un}，i=1，2，…，n，n代表影響評價指標的第n個因素。

（2）確定可能的m種評價結(jié)果組成集合，建立評語集V={v1，v2，…，vm}，j=1，2，…，m，m代表第m個評價結(jié)果。

（3）模糊評判得出相對隸屬度矩陣為A=（aij）m×n：

得到標準化模糊關(guān)系矩陣B=（bij）m×n：

得到綜合評價矩陣p=（pij）m×n，從而進行模糊綜合評價。

三、算例分析

1.建立煤礦應(yīng)急管理評價指標體系。以某煤礦為例進行應(yīng)急管理能力評價，通過調(diào)研得到該煤礦的應(yīng)急管理評價指標體系如下圖所示：

人員管理是指在應(yīng)急處置過程中對煤礦從業(yè)人員進行有效的安排和配置。不僅在事前，而且在整個應(yīng)急管理的過程中，人員管理都是最重要的應(yīng)急管理內(nèi)容，人員管理的能力也是影響煤礦企業(yè)應(yīng)急管理能力的關(guān)鍵指標。

裝備管理是指對在應(yīng)急管理中對煤礦應(yīng)急救援裝備進行的有效管理。包括對應(yīng)急物資和應(yīng)急處置器械及大型救援機械的管理。裝備管理能力反映了煤礦企業(yè)應(yīng)急管理中對應(yīng)急裝備有效使用的能力。

技術(shù)管理是指通過綜合運用科學(xué)合理的生產(chǎn)技術(shù)和管理方法，來規(guī)范煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)和普及應(yīng)急裝備的使用技術(shù)。技術(shù)管理是煤礦應(yīng)急管理的重要組成部分，滲透于煤礦生產(chǎn)的全過程，可以指導(dǎo)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)工作，調(diào)節(jié)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)、工序，是保障煤礦企業(yè)應(yīng)急管理體系的重要一環(huán)。

監(jiān)測管理是指應(yīng)急管理過程中對相關(guān)應(yīng)急處置過程進行監(jiān)測和跟蹤，利用科學(xué)的安全監(jiān)測系統(tǒng)為各級指揮系統(tǒng)和部門提供應(yīng)急現(xiàn)場的實時安全動態(tài)信息，通過比對分析監(jiān)測信息，為應(yīng)急管理工作提供數(shù)據(jù)支持，防止事故擴散。

預(yù)案管理是煤礦企業(yè)利用科學(xué)管理方法對應(yīng)急預(yù)案的維護和改進所進行的管理。煤礦預(yù)案管理包括制度基礎(chǔ)、資源狀況、組織機構(gòu)等三部分。制度基礎(chǔ)是應(yīng)急預(yù)案管理的基礎(chǔ)條件，資源是應(yīng)急預(yù)案管理的物質(zhì)保障，組織機構(gòu)是應(yīng)急預(yù)案管理的載體。

影響煤礦應(yīng)急管理能力的評價指標有五個，分別為人員管理、裝備管理、技術(shù)管理、環(huán)境管理和制度管理，分別記作u1、u2、u3、u4和u5，建立綜合評價的因素集U={u1，u2，…，u5}。

2.確定相對隸屬度矩陣。隸屬度矩陣在模糊綜合評判中用來表述模糊評價對象的本質(zhì)，一般隸屬度矩陣的確定過程需要經(jīng)過人腦思維加工，因此主觀成分較強。而相對隸屬度矩陣的確定則可以減少這種主觀因素的影響，相對隸屬度矩陣主要比較的是在一定的范圍內(nèi)不同的評價因素之間的相對比較，和數(shù)值大小無關(guān)，使得模糊評判更加科學(xué)。

通過專家調(diào)查法，咨詢10位專業(yè)從事煤礦應(yīng)急管理能力評價研究領(lǐng)域的專家對該煤礦應(yīng)急管理評價的五個指標進行分析。構(gòu)建評語集V=（v1、v2、v3、v4、v5）=（優(yōu)、良好、一般、較差、差），同時采用1～9標度法對評語集進行賦值WT=（優(yōu)、良好、一般、較差、差）=（9、7、5、3、1）。運用概率統(tǒng)計的方法，結(jié)合專家打分的結(jié)果，構(gòu)建相對隸屬度矩陣。比如10位專家的打分分別如下：1位專家評價為優(yōu)，4位專家評價為良好，4位專家評價為一般，1位專家評價為較差，則這個指標的相對隸屬度評價向量為（0.1、0.4、0.4、0.1、0）。

各個評價指標對煤礦應(yīng)急管理能力的影響由10位專家打分，將各個指標的專家打分進行模糊評判，結(jié)果如下：

得到該煤礦應(yīng)急管理能力評價的相對隸屬度矩陣A=（aij）m×n如下：

A=0.2 0.4 0.3 0.1 00.3 0.3 0.2 0.2 00.1 0.3 0.4 0.1 0.10 0.2 0.4 0.3 0.10.1 0.4 0.4 0.1 0

3.模糊綜合評價。首先對相對隸屬度矩陣A進行規(guī)范化和歸一化處理，得到：R1=（1 2 1.5 0.5 0），R2=（1.5 1.5 1 1 0），R3=（0.5 1.5 2 0.5 0.5），R4=（0 1 2 1.5 0.5），R5=（0.5 2 2 0.5 0）。則標準化模糊關(guān)系矩陣B=（bij）m×n：

B=1 2 1.5 0.5 01.5 1.5 1 1 00.5 1.5 2 0.5 0.50 1 2 1.5 0.50.5 2 2 0.5 0

對標準化模糊關(guān)系矩陣進行一致性檢驗得到：

計算得到最大特征根λmax=5.101，一致性指標C1=0.024，IR=1.12，即CR=0.021<0.10，表明判斷矩陣滿足一致性檢驗。

根據(jù)熵權(quán)法確定各評價指標的權(quán)重，由于計算過程繁瑣，且上文已經(jīng)詳細介紹過權(quán)重計算方法，因此在此不再贅訴。計算得到權(quán)重集W=（0.20889，0.18122，0.16444，0.20889，0.23656）。

0.31334，0.10445，0），p2=（0.27183，0.27183，0.18122，0.18122，

0），p3=（0.08222，0.24666，0.32888，0.08222，0.08222），p4=（0，

0.20889，0.41778，0.31334，0.10445），p5=（0.11828，0.47313，

0.47313，0.11828，0）。進而得到綜合評價矩陣p=（pij）m×n，即：

p=0.20889 0.41778 0.31334 0.10445 00.27183 0.27183 0.18122 0.18122 00.08222 0.24666 0.32888 0.08222 0.08222 0 0.20889 0.41778 0.31334 0.104450.11828 0.47313 0.47313 0.11828 0

4.確定該煤礦的應(yīng)急管理能力評價等級。根據(jù)綜合評價矩陣計算得到綜合評判集Z=（0.1362，0.3237，0.3429，0.1599，0.0373）。參照評語集V，可以為該煤礦的應(yīng)急管理能力進行評分。該煤礦的應(yīng)急管理能力總得分F=0.1362×9+0.3237×7+0.3429×5+0.1599×3+0.0373×1=5.7232。由此可見該煤礦的應(yīng)急管理能力為一般。

四、結(jié)論

本文從人員管理、裝備管理、技術(shù)管理、環(huán)境管理和制度管理五個方面對煤礦安全生產(chǎn)的影響來評判煤礦的應(yīng)急管理能力。通過算例分析，可以看出熵權(quán)模糊綜合評價模型在煤礦應(yīng)急管理能力評價上的應(yīng)用效果。利用熵權(quán)模糊綜合評價模型來評價煤礦應(yīng)急管理能力，更加科學(xué)、客觀，幫助我們更直觀地得出較為科學(xué)的結(jié)論。

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（作者單位：太原理工大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院 山西太原 030024；作者簡介：劉岱楠，太原理工大學(xué)工業(yè)工程碩士領(lǐng)域研究生，研究方向：應(yīng)急管理理論與應(yīng)用；王亞陽，太原理工大學(xué)碩士研究生，研究方向：應(yīng)急管理理論與應(yīng)用；王漢斌，太原理工大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向：礦業(yè)管理。）（責(zé)編：賈偉）