基于WSR方法論的煤礦突發事件應急管理能力評價

田水承，高 玲，范彬彬，孫 雯，趙釗穎，蔡欣甫

(1.西安科技大學 安全科學與工程學院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學 安全與應急管理研究所，陜西 西安 710054)

0 引 言

煤礦應急管理工作是保障煤礦安全生產的一道重要防線，近年來，中國對推進煤礦行業應急能力建設愈發重視。煤礦作業環境復雜性和事故災害突發性給煤礦應急管理帶來困難和挑戰，提高煤礦企業應對突發事件應急管理能力，能夠降低事故發生概率，有效控制事故后果，最大限度減輕事故危害程度，減少財產損失和人員傷亡[1-3]。評價煤礦突發事件應急管理能力可及時覺察應急管理工作中存在的問題，優化和完善應急管理體系建設，對煤礦行業安全穩健發展具有重要意義。

目前，眾多學者對煤礦企業應急管理能力評價進行了相關研究。孫麗艷等建立了基于AHP-TOPSIS的評價模型，得到某地區8家煤礦企業突發事件應急能力等級[4]；楊峰峰等采用Logistic曲線對煤礦企業應急能力演化過程進行描述和分析，利用模糊層次分析法評估了某煤礦企業的應急能力[5]；WAN等利用層次分析法確定指標的權重，運用模糊綜合評價法對某地區煤礦事故應急管理能力進行了綜合評價[6]；戚宏亮和寧云才利用可拓學理論對新安煤礦應急能力進行綜合評價并提出改進措施[7]；李樹剛等將ANP(網絡層次分析法)與BP神經網絡結合起來，通過模型訓練驗證了該方法對煤礦應急能力評價具有的可行性[8]。王德魯等根據事故發展過程建立煤炭企業應急能力評估指標體系，運用改進ANP和三角模糊數對煤礦企業應急能力進行評估[9]。

上述研究在評價指標構建上多以“預防、準備、響應和恢復”四階段理論為主，在應急管理能力評價中較少考慮人員因素。在權重計算中，單一的層次分析法主觀性較強。因此，文中在現有的研究基礎上，根據WSR方法論構建了煤礦突發事件應急管理能力評價指標體系，采用G1法和熵權法計算組合權重，結合可拓物元理論構建煤礦突發事件應急管理能力評價模型，利用該模型評價煤礦應急管理能力等級。通過實證研究對煤礦進行層級指標評價，確定煤礦應急管理能力等級，為企業應急管理工作提供理論指導。

1 應急管理能力評價指標體系

WSR理論于1994年由顧基發和朱志昌提出，是以“物理-事理-人理”3個維度為研究對象的一種系統方法論，能夠處理各種復雜問題，目前已被廣泛應用到各個研究領域并取得了諸多研究成果[10-14]。物理(W)是指真實存在的構成系統的物質，如環境、設備等能夠反映現場實際狀態的客觀因素；事理(S)解決“怎么做”的問題，通過管理者介入，運用各種學科知識、方法、規定等進行組織管理完成系統目標；人理(R)強調人的主觀能動性，探究系統中人與人、人與事物之間的關系并協調管理。

煤礦突發事件具有突發性、不確定性、緊迫性和危害性[15]，事故發生后極易發生“二次傷害”，必須立即展開應急救援，避免人員傷亡和財產損失加重。煤礦事故應急管理是一個動態、循環的過程，WSR方法論具有系統性、動態性、科學性的特點，與煤礦突發事件應急能力評價指標體系建立思路相一致[16-17]。文中結合WSR理論，分析煤礦突發事件應急能力影響因素，圍繞突發事件發生全周期過程，建立指標分類模型，如圖1所示。

圖1 基于WSR理論的煤礦突發事件應急管理能力評價指標分類模型Fig.1 Classification model of evaluation index for coal mine emergency management capability based on WSR theory

通過查閱文獻[4-5，7-8，15，18-20]，在WSR方法論基礎上，結合人、機、法、管、環5要素，最終建立了包含4個一級指標，24個二級指標的煤礦突發事件應急能力評價指標體系，見表1。

表1 煤礦突發事件應急管理能力評價指標體系

2 可拓物元評價模型

可拓學中物元組合由事物(N)、特征(C)、量值(V)構成，用來描述事物，能夠完整、客觀地反映事物與數量的關系，表示事物變化過程。根據物元理論建立的多指標評價模型，能夠以較高的可信度給出定量評價結果，被廣泛應用于工程領域[21-23]。通過建立經典域、節域和待評物元，計算相關判別準則函數，從而確定待評對象的等級水平[24]。

2.1 確定經典域

根據物元可拓理論，經典域表示為

(1)

式中Nj為第j個評價等級；Ci為第i個評價指標；Vji=(aji，bji)為等級j下第i個評價指標的量值范圍(j=1，2，…，m；i=1，2，…，n)；Rj為有序三元組(N，C，V)結合起來的經典域物元。

2.2 確定節域

節域表示為

(2)

式中Np為評價全體等級；Vpi=(api，bpi)為Np關于Ci所取的量值范圍；Rp為節域物元。

2.3 確定待評物元

待評物元表示為

(3)

式中N0為待評價事物；Vi為N0關于Ci的取值；R為待評價物元。

2.4 計算權重

單一賦權在計算權重時往往不能包含完備的信息，主觀賦權法和客觀賦權法均有各自的優點和缺點。將二者結合可以做到優劣互補，提高評價結果的合理性與可靠性[25-26]。

2.4.1 G1法確定主觀權重

G1法是改進的層次分析法，其優點在于計算量小，無需進行一致性檢驗，計算主觀權重更加方便快捷[27]。通過對各指標的重要程度進行排序得到序關系，由相鄰指標重要性程度之比依次計算出權重w={w1,w2,…,wn}。

2.4.2 熵權法確定客觀權重

2.4.3 組合賦權

用乘法合成法進行主客觀權重組合，得到綜合權重

(4)

2.5 計算關聯度

首先，確定待評物元關于等級j的關聯度函數

(5)

(6)

式中Kj(Ci)為待評價事物與評價標準的隸屬度函數；d(Vi,Vji)，d(Vi,Vpi)分別為待評物元到經典域、節域的距離。

然后，按下式計算待評物元關于等級j的關聯度

(7)

式中ω(Ci)，ω(Bi)分別為二級指標和一級指標的權重。

2.6 等級評定

(8)

(9)

式中j*為等級變量特征值，判斷與相鄰等級的偏向程度。

3 實例應用與評價

選取陜西省內某所中型煤礦企業進行應急管理能力綜合評價，劃分煤礦突發事件應急能力評價等級為好(85～100]、較好(70～85]、一般(50～70]、較差(30～50]、差(0～30]5個等級，分別以“1，2，3，4，5”表示。通過查現場和查資料，邀請3名從事煤礦安全管理工作人員、2名應急技術專家、2名煤礦安全生產專家，根據企業標準、職業經驗以及實際情況，參考《應急管理能力評估指南》標準給出相應分數。綜合匯總各專家的評分結果，所得數據見表2。

表2 專家評分結果

3.1 經典域、節域和待評物元的構造

1)根據可拓物元評價模型公式(1)～(3)以及等級劃分取值，構造經典域

Rj=(R1,R2,R3,R4,R5)=

2)構造節域

3)確定待評價物元

3.2 確定各指標的權重

根據文獻[27]G1法的步驟，綜合各位專家意見，對煤礦突發事件應急管理能力評價各層指標進行排序，確定指標序關系，計算指標主觀權重。根據專家打分表中各指標分值，根據文獻[28]熵權法計算步驟得到指標客觀權重，按照式(4)，計算得到二級指標和一級指標的綜合權重，結果見表3和表4。

表3 二級評價指標權重及關聯度

表4 一級評價指標權重及關聯度

3.3 確定關聯度

結合各層指標組合權重以及確定的待評物元，根據式(5)～(7)，確定二級指標關聯度，結果見表3。將二級指標權重與對應評價等級的關聯度矩陣相乘，得出一級指標各等級關聯度，結果見表4。同理，計算出“WSR”層級關聯度，最后，確定綜合關聯度。結果見表5。

表5 綜合關聯度計算結果

根據關聯度最大原則，可分別得出各級各指標所屬于的評價等級。

3.4 等級評定

3.5 結果分析

1)由表4可知，人員素質權重最大，其次是組織管理，說明這2個因素對煤礦應急管理能力影響最大，同時也符合在WSR方法論體系中“人理”思想屬于核心地位。根據關聯度最大原則，該煤礦保障系統、制度規定、組織管理和人員素質都處于2級水平，屬于較好狀態。

2)通過整體綜合等級評定，該煤礦突發事件應急管理能力處于較好和一般之間，并且偏向于較好水平。在WSR系統中，“事理”處于好和較好之間，并且偏向于較好水平，“物理”和“人理”分別處于較好和一般之間偏向于較好水平。煤礦在此三方面應急管理投入排序為：事理>物理>人理，該煤礦企業需加強“物理”、“人理”方面的管理和建設工作，進一步全面提高煤礦應急管理能力。

3)根據表3可知，該煤礦在應急管理體系建設和應急隊伍建設方面評價等級為好，部分二級指標如安全避險系統建設、職工應急知識與能力、經驗教訓總結等處于等級一般水平。根據評估結果，該煤礦需建設完善安全避險系統，提高礦山安全生產保障能力。建立健全應急管理文化，開展主題宣教活動，加強職工對應急知識的掌握，提升職工應急自救能力。注重經驗教訓方面總結，增強責任意識，做好災后死傷員工及家屬的安撫工作以及必要時進行心理干預。

4 結 論

1)文中根據WSR方法論和煤礦突發事件的特點，結合安全生產管理5要素，構建了基于“物理-事理-人理”的煤礦突發事件應急管理能力評價指標體系，能夠較為全面、科學地反映煤礦突發事件應急管理能力的影響因素。

2)采用G1法和熵權法分別確定應急管理能力指標的主觀權重和客觀權重，采用乘法合成法確定綜合權重，克服了單一賦權中主觀因素過大、信息包含不全面等問題，結果更加客觀準確。根據一級指標權重結果顯示，人員素質和組織管理是影響煤礦突發事件應急管理能力最重要的2個影響因素。該結果可為煤礦企業應急管理工作側重點提供一定的參考。

3)將WSR方法論和物元可拓理論相結合，提出了基于WSR的煤礦突發事件應急管理能力評價可拓模型，通過對陜西省某煤礦企業進行實例驗證，得出該煤礦應急管理能力水平處于較好和一般之間，偏向于較好，該評價結果與煤礦實際情況相吻合，驗證了該模型的可行性。通過對每個指標層進行可拓評價，明確不同層級各個指標的等級，有助于發現煤礦應急管理工作中存在的不足，為改善煤礦突發事件應急管理能力問題提供有益的借鑒。