基于FAHP的煤矿安全非线性模糊综合评价模型

基于FAHP的煤矿安全非线性模糊综合评价模型

丁杰

江苏中安科技服务有限公司丁杰

摘要：煤矿安全综合评价对于煤矿企业的安全生产具有重要作用，一方面可以提高煤矿的本质安全程度和安全管理水平，另一方面可以降低煤矿生产的安全风险，预防事故发生。从人-机-环-管4个方面建立了多层次的煤矿安全综合评价指标体系，基于模糊层次分析法（FAHP）对各因素的权重进行了计算，结合非线性模糊综合评价提出了煤矿安全综合评价模型。以山西省某煤矿为例进行验证，结果表明该煤矿的安全状况属于“较安全”等级。该模型的提出为煤矿安全综合评价提供了一种新方法。

关键词：煤矿安全；模糊层次分析法；非线性；综合评价

煤炭生产是一个多工序、多环节的综合性过程，具有生产过程复杂、工作环境恶劣、不安全因素多、人员与设备流动性大等特点，客观上增大了某些事故发生的可能性[1]。对煤矿安全进行综合评价，可以辨识潜在的风险和事故隐患，采取防止事故发生的对策措施，从而减少事故发生，实现煤矿的安全生产[2]。因此，煤矿安全综合评价具有非常重要的理论意义和现实意义。

现有的煤矿安全综合评价模型大多集中于煤矿安全综合评价指标体系的构建或指标体系中各因素权重的修正，常结合传统的模糊综合评价方法来进行煤矿安全综合评价。但是传统的模糊综合评价方法是一种线性的加权评价方法，它不能真实的反映评价的实际及本质。评价的本质应是人的智能活动，而人脑的思维过程多是非线性的，一般来讲它具有非线性的特征[3]。因此，本文提出了基于模糊层次分析法（FAHP）的煤矿安全非线性模糊综合评价模型，既保留了全部的评价信息，又可以弥补线性加权方法的不足。

1煤矿安全综合评价指标体系的建立

建立良好的指标体系是进行安全评价的关键[4]。本文将煤矿安全综合评价指标体系划分为三个层次，即目标层、准则层和指标层，共计4个一级指标和35个二级指标，具体如图1所示。

4煤矿安全综合评价实例

山西省某矿水文地质条件一般，煤层倾角31~38°，系中厚煤层，属不易自燃煤层，煤层具有爆炸危险性，属煤与瓦斯突出矿井。矿井安全机构设置合理，安全管理制度完善，安全费用投入适当，重视员工技能考核和安全培训，注重高素质人才的引进。安全生产监控系统、通风、机电、运输等设备设施齐全。现基于FAHP结合非线性模糊综合评价法对该矿安全状况进行评价。

4.1基于FAHP的指标权重计算

煤矿安全综合评价指标体系如图1所示。现选取准则层的4个因素进行计算举例。根据1~9比例标度进行两两比较得到的模糊判断矩阵如表3所示。

利用公式（1）~（3），并归一化以后得到的最终权重集(0.2275,0.2660,0.1801,0.3264W=)。同样地，采用此种方法可以求出指标层各指标因素的权重。

4.2多级非线性模糊综合评价

结合该矿的实际情况并查阅相关记录资料，对指标层各因素按照给定的评分标准（表2）进行打分，将打分值带入公式（6）~（10），计算出相应的隶属度矩阵，同时，将打出的分值代入公式（5）计算出各因素的突出影响程度系数为简化计算过程，可将iα四舍五入取整，将得到的整数值填入表4。

5结论

（1）煤矿生产是一个复杂的人-机-环-管系统，本文从人员素质、生产装备、生产环境和安全管理4个方面，系统的构建了煤矿安全综合评价指标体系。指标体系分为目标层、准则层和指标层3个层次，准则层包含4个因素，指标层包含35个定性定量指标因素，完善了现有的评价指标体系。

（2）基于模糊层次分析法（FAHP）对煤矿安全综合评价指标体系中各个因素的权重进行了计算，针对安全评价非线性强的特征，结合非线性模糊综合评价方法建立了煤矿安全综合评价模型，具有简单实用、可操作性强等特点，能够更加客观、真实的反映煤矿安全状况。

（3）以山西省某煤矿为例进行了验证分析。结果表明，该矿安全现状总体处于“较安全”等级，人员素质、生产装备、生产环境和安全管理分别属于“一般安全”、“较安全”、“一般安全”和“很安全”等级。这表明该矿井在人员素质、生产装备和生产环境方面仍需要进一步改进。该模型的建立为工程实践提供了一种对煤矿安全状况进行评价的新方法。

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作者简介：

丁杰（1981-），男，江苏南通人，注册安全工程师、国家一级评价师，长期从事安全生产技术及管理工作，现任江苏中安科技服务有限公司副总经理。