基于熵權的煤礦應急管理能力模糊綜合評價

劉岱楠+王亞陽+王漢斌

摘 要：煤礦應急管理能力評價方法的研究是為幫助煤礦企業發現自身應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。文章通過研究熵權模糊綜合評價在煤礦應急管理中的應用，利用熵權法確定權重，從人員管理、裝備管理、技術管理、環境管理和制度管理五個方面對煤礦應急管理能力進行模糊綜合評價。構建了熵權模糊綜合評價模型，并針對實例進行分析，有利于煤礦企業構建完善的應急管理體系。

關鍵詞：煤礦 應急管理 熵權法 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

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

煤礦應急管理能力評價是煤礦企業加強自身安全生產管理所要進行的一項重要基礎工作。通過煤礦應急管理能力評價，企業可以發現自身應急管理體系中存在的問題。有針對性地進行控制和改進，有利于煤礦企業構建完善的應急管理體系，讓企業在煤礦突發事件發生時能夠有條不紊地進行處置。

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

二、熵權模糊綜合評價模型構建

1.熵權法確定權重。利用求熵值的方法確定評價指標的權重，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。熵權法就是用熵值法來確定各個指標的權重權數，其優點在于可以最大程度地排除主觀確定權重權數所帶來的人為干擾。

熵權法確定權重的原理如下：

設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個評價指標數值。

根據熵值法確定指標權重的原理，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，可以確定其有序度為0，其信息熵值最大，Dj=1。當bij=0時，規定bijlnbij=0，Dj=0。

然后定義各個指標的差異度系數Ej為：

Ej=1-Dj，0≤Ej≤1

則第j個評價指標的權重fj為：

2.熵權模糊綜合評價模型。模糊綜合評價方法是模糊數學的科學應用之一。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上，運用數學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將定性的評價指標定量化，所得出的綜合評價結果可以直觀地展現。

模糊綜合評價是基于模糊數學的理論，對難以準確量化的復雜系統進行綜合評價的一種有效工具。為了更加客觀地確定系統的權重，引入熵值法。熵權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.建立煤礦應急管理評價指標體系。以某煤礦為例進行應急管理能力評價，通過調研得到該煤礦的應急管理評價指標體系如下圖所示：

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

裝備管理是指對在應急管理中對煤礦應急救援裝備進行的有效管理。包括對應急物資和應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應急管理中對應急裝備有效使用的能力。

技術管理是指通過綜合運用科學合理的生產技術和管理方法，來規范煤礦安全生產技術和普及應急裝備的使用技術。技術管理是煤礦應急管理的重要組成部分，滲透于煤礦生產的全過程，可以指導煤礦企業的安全生產工作，調節生產的各個環節、工序，是保障煤礦企業應急管理體系的重要一環。

監測管理是指應急管理過程中對相關應急處置過程進行監測和跟蹤，利用科學的安全監測系統為各級指揮系統和部門提供應急現場的實時安全動態信息，通過比對分析監測信息，為應急管理工作提供數據支持，防止事故擴散。

預案管理是煤礦企業利用科學管理方法對應急預案的維護和改進所進行的管理。煤礦預案管理包括制度基礎、資源狀況、組織機構等三部分。制度基礎是應急預案管理的基礎條件，資源是應急預案管理的物質保障，組織機構是應急預案管理的載體。

影響煤礦應急管理能力的評價指標有五個，分別為人員管理、裝備管理、技術管理、環境管理和制度管理，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，一般隸屬度矩陣的確定過程需要經過人腦思維加工，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不同的評價因素之間的相對比較，和數值大小無關，使得模糊評判更加科學。

通過專家調查法，咨詢10位專業從事煤礦應急管理能力評價研究領域的專家對該煤礦應急管理評價的五個指標進行分析。構建評語集V=（v1、v2、v3、v4、v5）=（優、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、良好、一般、較差、差）=（9、7、5、3、1）。運用概率統計的方法，結合專家打分的結果，構建相對隸屬度矩陣。比如10位專家的打分分別如下：1位專家評價為優，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，結果如下：

得到該煤礦應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。

根據熵權法確定各評價指標的權重，由于計算過程繁瑣，且上文已經詳細介紹過權重計算方法，因此在此不再贅訴。計算得到權重集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.確定該煤礦的應急管理能力評價等級。根據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，可以為該煤礦的應急管理能力進行評分。該煤礦的應急管理能力總得分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急管理能力為一般。

四、結論

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

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（作者單位：太原理工大學經濟管理學院 山西太原 030024；作者簡介：劉岱楠，太原理工大學工業工程碩士領域研究生，研究方向：應急管理理論與應用；王亞陽，太原理工大學碩士研究生，研究方向：應急管理理論與應用；王漢斌，太原理工大學經濟管理學院教授，博士，碩士生導師，研究方向：礦業管理。）（責編：賈偉）