基于模糊網絡分析法的尾礦庫安全評價模型初步研究

張廣鵬　張林良

摘 要 本文構建了尾礦庫安全風險評價指標體系，通過將層次分析法、網絡分析法、模糊綜合評價進行結合，初步建立基于模糊網絡分析法的尾礦庫安全評價模型，該模型為尾礦庫安全風險分析提供了一種新方法。

關鍵詞 模糊網絡;尾礦庫;安全評價

尾礦庫是金屬、非金屬礦山用于堆放尾礦或其他廢渣的場所，此外，尾礦庫壩體較高，庫中常存有大量水，加之各種不利的管理因素、自然因素等，使尾礦庫成為一個具有高勢能的人造泥石流的危險源。尾礦庫一旦發生事故，往往會對周邊造成較大的生命財產損失，也對環境造成較大影響。

近年來，尾礦庫的安全越來越引起人們的重視，并通過多種方法對尾礦庫的安全性進行了評價研究。姚景新[1]通過深度神經網絡對尾礦庫安全趨勢進行了預測;楊澤[2]等建立了基于SPA模糊聚類的綜合評價方法;尹君[3]等將集對分析理論應用到對尾礦庫的安全評價和預測中;高振興[4]等運用熵值法對尾礦庫評價指標的重要性進行了排序，并根據突變理論進行計算，得到了尾礦庫的安全狀況等級;李鳳娟[5]等將AHP與TOPSIS法結合，建立了尾礦庫安全評價模型。

學者們對尾礦庫安全評價方法的研究具有積極的作用，本文嘗試將模糊綜合評價與網絡分析法結合，建立模糊網絡分析模型，以探索尾礦庫安全評價的新方法。

1模糊網絡分析的理論

1.1 層次分析法

層次分析法（AHP）是美國學者T.L.saaty于20世紀70年代初正式提出，近幾十年來其應用已遍及工程技術、經濟金融、農業、教育等行業，層次分析法的主要步驟為：

（1）對系統中各因素間的關聯進行分析，構建層次結構;

（2）在某一準則重要程度進行比較，建立判別矩陣;

（3）根據判別矩陣確定單一準則下元素的相對權重;

（4）對各層元素合成權重進行計算和排序。

1.2 網絡分析法

網絡分析法（ANP）是層次分析法在依賴和反饋問題中的延伸，是一種能用來處理具有依賴和反饋關系的復雜決策問題的定量化方法。該方法由Saaty教授于1996年提出，網絡分析法將系統元素劃分為兩大部分，即控制層與網絡層，典型的網絡分析法結構如圖1所示。

1.3 模糊綜合評價

模糊綜合評價法是運用模糊理論對多因素影響的事物做出評價的一種方法，該方法自提出后便在各個領域得到了廣泛應用。模糊綜合評價一般步驟如圖2所示。

2尾礦庫模糊網絡分析安全評價模型

2.1 安全風險評價指標體系

選取的尾礦庫安全風險評價指標[6]如圖3所示。

2.2 構建F-ANP模型

（1）根據層次分析法原理構建指標集：

一級影響因素集：

U={U1，U2，U3}={管理因素，工程因素，地質環境};

二級影響因素集：

U1={u11，u12，u13}={監測設備，事故應急，日常管理};

U2={u21，u22，u23，u24，u25，u26}={排洪設施，浸潤線高度，現狀壩高，下游坡比，堆積容量，平均粒徑};

U3={u31，u32，u33}={水文地質，地震烈度，庫區地質特點}。

（2）構建風險程度評價集

本次安全評價模型從各種風險對尾礦庫影響程度的大小考慮，將評價等級分為五個，即：

V={v1，v2，v3，v4，v5}={高風險、較高風險、中等風險、較低風險、低風險}。

（3）構建模糊關系矩陣

風險的描述可以用風險損失、發生概率和可控制性三個特性來描述：

R=f（L，P，C）

其中，R——風險;

L——風險發生后造成的損失;

P——風險發生的概率;

C——風險的可控制性。

對安全風險的三個特性進行單因素模糊評判，分別建立U到V的模糊關系R。通過對二級指標進行單因素評價，從而得到三種特性對安全風險因素的重要程度。

2.3 模糊網絡分析結果

在確定尾礦庫風險指標總排序后，可明確哪些二級指標對尾礦庫安全風險的影響，從而反饋到一級指標對尾礦庫的影響，得出某項指標影響某項風險，并確定對相關風險的影響程度。在具體操作中按照隸屬度最大原則來確定風險的等級，從而采取相應的風險防范措施，防止或降低風險造成的損失。

3結論與展望

本文采用模糊網絡分析法初步構建了尾礦庫安全風險評價模型，是在尾礦庫安全風險評價理論與實踐上一種新的探索，有助于完善尾礦庫安全風險管理理論。該方法可較好地處理各指標因素之間的關聯，具有一定的實際意義。但在運用中數據受專家主觀意見影響較大，其客觀性仍需進一步改進。

參考文獻

[1] 姚景新.深度神經網絡算法在尾礦庫安全評價中的應用研究[D].杭州：浙江工業大學，2015.

[2] 楊澤，周科平，康海岳，等.SPA和模糊數學在尾礦庫安全評價中的應用研究[J]. 環境工程，2016，34（1）：108-111，140.

[3] 尹君，王玉杰，呂林，等. 基于模糊層次和集對分析的尾礦庫安全評價及預測[J]. 金屬礦山，2010（10）：159-161，188.

[4] 高振興，郭進平.基于熵值法—突變理論的尾礦庫安全評價研究[ED/OL]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/62.1112.tf.20200511.1334.004.html，2020-07-03.

[5] 李鳳娟，章光，劉明澤，等.基于AHP-TOPSIS模型的湖南黃金洞尾礦庫系統安全綜合評價[J].有色金屬（礦山部分），2018，70（3）：70-76.

[6] 魏勇，許開立.集對分析法在尾礦壩穩定性安全評價中的應用[J].中國安全生產科學技術，2012，8（9）：101-105.

作者簡介

張廣鵬（1987-），男，山東煙臺人;畢業院校：山東科技大學，專業：采礦工程，學歷：碩士研究生，現就職單位：重慶朔風科技有限公司，研究方向：安全技術服務及安全評價。