基于SPA的煤礦安全生產標準化考評體系分析

門 鴻

(陜西彬長小莊礦業有限公司，陜西 彬州 713500)

0 引言

在整個煤礦安全生產標準化評級過程中，以《煤礦安全生產標準化基本要求及評分方法(試行)》為統一標準[1]，對全國各地的煤礦進行劃分等級[2-3]。然而，各地區煤礦的地質狀況，人文環境以及生產條件的差異性，導致以統一的標準評級太過絕對化[4]，不能夠客觀、準確的反應礦井的安全程度，也不能夠有效處理礦井安全生產標準化考評中產生的不確定性因素。

為此，引用集對分析理論對考評體系進行研究，通過對5個礦井安全生產標準化考評得分進行深度分析，以期優化評分體系。

1 集對分析理論

集對分析是趙克勤提出的一種系統分析方法[5-6]。它從事物的確定性與不確定性出發，分別從同、異、反3個方面研究[7-9]，對于某一預先給定的關系來說，當考察任意兩個對象，是否具有這種關系時，總會有且僅有以下3種可能中的一種發生：a與b有關系f；a與b沒有關系f；a與b有沒有關系f，不能確定[10]。

1.1 聯系度

所謂集對(Set Pair)即兩個集合所組成的一個對子，是由一定聯系的兩個集合組成的基本單位，也是集對分析和聯系數學中最基本的一個概念[11]。其中，a,cj為相對確定的部分，而bi為相對不確定的部分，此時，對于多聯系度而言，bi可以繼續細分，因此，將聯系度表達式μ=a+bi+cj中的b和c進行進一步展開

μ=a+b1i1+b2i2+…+bnin+cj

(1)

μ=a+c1j1+c2j2+…+cnjn+bi

(2)

對集對μ(M,N)進行延伸四元聯系數，有其中異的部分可細分為偏同異和偏反異，相比對于問題的解決更加的精確，增強了集對分析的完整性和有效性[12-13]，因此，其表達式可以定義為

(3)

1.2 趨勢分析

表1 集對勢序

2 安全生產標準化

《煤礦安全生產標準化基本要求及評分方法(試行)》以國家煤礦安全監察局煤安監行管〔2017〕5號文件的形式發布，對煤礦各大系統進行一個深入的檢查考評，確保安全生產，標準化考核申報流程如圖1所示。

圖1 標準化考核申報流程

2.1 評分方法

得分公式：安全生產標準化考評采用滿分100分，采用各部分得分乘以相對的權重的方式進行計算。其中，井工礦采用各部分評分表進行打分，考核得分乘以該部分權重之和即為井工煤礦安全生產標準化考核總得分。其公式為

(4)

式中：M—整個礦井的安全生產標準化考核得分；Mi—11個部分分別考核得分；ai—11個部分權重值。

缺項處理：在考核過程中，由于各煤礦的地質條件和生產條件不同，存在一部分標準中未涉及的考核指標，因此采取缺項處理，其公式為

(5)

式中：A—實際所得分數；B—缺項得分數；C—檢查得分數。

2.2 考評體系

其中11個參評項目分別為安全風險分級管控(E1)、事故隱患排查治理(E2)、通風(E3)、地質災害防治與測量(E4)、采煤(E5)、掘進(E6)、機電(E7)、運輸(E8)、職業衛生(E9)、安全培訓和應急管理(E10)、調度和地面設施(E11)，具體考評指標如圖2所示。

圖2 安全生產標準化考評指標

3 集對分析法的應用

3.1 集對分析模型構建

考評等級劃分：在煤礦安全生產標準化評價體系中，首先建立考評等級劃分，將考評等級劃分為4個等級,見表2。

表2 安全生產標準化考評等級

待評指標選取：假設具有n個待評指標(礦井數目)，即m個評價標準，文中主要選取5個礦作為待評指標，即n=5,5個煤礦分別用Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ代替，ξ為n個待評指標的評分值，φ第n個待評指標所對應的第m個標準項的評分總值，針對安全生產標準化中11個待評價標準項進行一個系統的分析優化，即m=11。

(6)

待評價標準項優化：依據考評等級的劃分，考評結果聯系數函數為一個四元聯系度表達式，其中，v0,v1,v2,v3,v4為考評等級分界值100,90,80,70,0。x為考評結果的實際值，其中，n為第n個礦井的考評指標；m為第m個專業的考評指標。n=1,2,3,…；k=1,2,3,…。構建函數具體為

μnm=

(7)

平均聯系度：在煤礦安全生產標準化考評過程中，基于SPA進行優化，其中，安全生產標準化考評綜合評價指標采用平均聯系度來表示

(8)

3.2 應用實例

考評結果：通過對5個礦井在11個安全生產標準化考評指標下的評分進行優化，考評標準依據《煤礦安全生產標準化基本要求及評分方法》進行考核評分，考評結果見表3。

表3 陜北地區5個礦安全生產標準化考評結果統計

Ⅰ礦

↓

Ⅱ礦

↓

由均值聯系度函數式(8)得到Ⅰ和Ⅱ的均值聯系度表達式分別為

同理可得其余3個礦的均值聯系度函數分別為

考評結果優化評價指標值：將i1=0.5,i2=-0.5,j=-1帶入計算式中可得各個礦井的平均聯系度、集對勢、悲觀勢和不確定勢，具體考評結果優化評價指標值見表4。

表4 5個礦安全生產標準化考評結果優化評價指標值

考評結果排序：通常聯系度的大小與系統的變化趨勢呈正相關，在安全生產標準化的考評中，聯系度越大，則礦井的考評結果越優，從表4集對分析結果可以看出，5個礦井在聯系度中的次序為Ⅴ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ，即Ⅴ和Ⅱ礦相對與其他礦井的評分結果較優，達到標準化的等級也相對越高。從表3的原始考評得分可以看出，其5個礦井的最后得分排序為Ⅴ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ，可以看出，兩種方法考評得出的結果排序基本一致。

集對勢分析：集對勢一般是在c≠0的情況下考慮的，而當c=0時，也就是說其中只存在同一與不確定的因素，不存在對立因素的干擾，從而表明，5個礦井達到安全生產標準化級別的阻力小，有利于其趨向最優化達標。

悲觀勢分析：針對于悲觀勢，其反映的是礦井達到最優化安全生產標準化水平的趨勢，悲觀勢越大，達到標準的趨勢越明顯，5個礦井達標趨勢為Ⅴ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ，其中Ⅱ和Ⅴ礦井的悲觀勢大于1，而其他礦井均小于1，表明在5個礦井同時達到所要求的級別中，Ⅱ和Ⅴ礦井的安全程度更大，達到安全生產標準化水平的概率也就更大。

不確定性分析：不確定性即影響礦井安全生產標準化達標的不確定性因素，其大小通常取決于礦井聯系度函數中i的取值，而i的取值一般是由同異i1和偏反異i2共同來決定的，取兩者之和。其中，i的取值越大，則礦井達標的不確定性則越大，5個礦井的不確定性排序為Ⅲ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅴ。

4 結論

(1)通過建立四元聯系度函數模型，對礦井的考評結果進行了深度分析，細化分析了影響考評過程的客觀因素，提高了考評結果的可靠性。

(2)分析了5個礦的考評數據，定量揭示了各考評影響因子的同一性、差異性和對立性，得到了綜合多因素的權重聯系度參數、集對勢、悲觀勢和不確定性，對礦井達標的優劣程度進行了客觀的考量分析，通過分析5個礦井達到所要求的級別的趨勢是樂觀的。

(3)集對理論對礦井達標的確定與不確定性問題的分析，有利于避免單一化，提高考評的同一度，減少對立度，為安全生產標準化的達標工作提供了科學合理的理論指導，有利于提高礦井的安全生產標準化水平。