基于理想法的煤礦救護大隊應急能力評價

張軍波 郭德勇 王立兵

（1.中國礦業大學（北京）資源與安全工程學院，北京市海淀區，100083；2.大同煤礦集團有限責任公司，山西省大同市，037003）

基于理想法的煤礦救護大隊應急能力評價

張軍波1郭德勇1王立兵2

（1.中國礦業大學（北京）資源與安全工程學院，北京市海淀區，100083；2.大同煤礦集團有限責任公司，山西省大同市，037003）

針對煤礦救護大隊缺少應急能力評價方法的情況和評價時存在主觀性的問題，采用信息熵與理想法對煤礦救護大隊應急能力進行評價。應用理想法建立了煤礦救護大隊應急能力評價模型，結合信息熵理論確定各指標的權重系數，并給出了評價步驟。在此基礎上，以中國第八屆礦山救援技術競賽為例，對各參賽隊伍的應急能力進行評價，重新確定了各隊伍的應急能力排名。

煤礦救護大隊 應急能力 信息熵 理想法

煤礦事故往往造成重大的人員傷亡和財產損失，而目前在不能完全控制事故發生的前提下，事故的應急救援就成為減輕和緩解事故的最后一種手段。煤礦救護大隊是煤礦應急救援的中堅力量和井下救援行動的最終執行者，其應急能力的高低直接關系著應急救援的成敗。因此，作為煤礦應急救援系統的重要組成部分。對救護大隊整體效能進行分析，評價救護大隊的應急能力，是迫切需要解決的問題。而目前對煤礦救援大隊應急能力的研究很少，而且所見的文獻都是關于救援行動的紀錄。對應急能力評價的研究同樣較少，采用的方法也很有限，如模糊綜合評價法、Delphi法和最小判別逐級評價模式等，但這些方法都無法避免評價模型和權重確定時的主觀性。本文嘗試將理想法應用到救護大隊應急能力的評價中，建立救護大隊應急能力評價的理想法模型，并通過熵計算出權重系數，得出最接近的理想解。

1 理想法基本原理

理想法能同時對多個對象進行綜合評價，它借助多屬性問題的理想解和負理想解給方案集中的各方案排序。理想解是一個虛擬的最優解，它的各個指標值都達到評價對象中的最優值；而負理想解是虛擬的最差解，它的各個指標都達到評價對象中的最差值。其中心思想是在m維歐氏空間找到一個盡量接近理想點的點，使距離正理想點評價函數的距離最小，距離反理想點評價函數的距離最大。既用理想解又用負理想解是因為在只使用理想解時，是為了防止可能出現的方案集中某兩個方案與理想解距離相同的情況，為了區分這兩個方案的優劣，引入負理想解并計算這兩個方案與負理想解距離，與負理想解距離遠者為優。

2 熵權理想法評價模型

2.1 原始矩陣

設有m個評價對象，n個評價指標，各評價對象的評價指標值組成矩陣X，xij表示第i個評價對象的第j個指標的指標值，形成原始指標數據矩陣X＝（xij）m×n：

2.2 數據規范化

一般來說，評價指標通常具有不同的量綱，無法直接進行比較，所以必須對指標值矩陣進行規范化。規范化的方法很多，本文選用標準化方法：

規范化后的矩陣如下所示：

2.3 評價指標熵權

在信息論中，熵表示的是不確定性的量度。一般來說，綜合評價中某項指標提供的信息量越大，該指標的權重也就越大，反之，該指標的權重也就越小。在此采用熵權法來確定各分級指標的權系數，其優點在于盡可能地減小主觀確定權重帶來的人為干擾。

首先，計算輸出的信息熵：

當yij＝0時，規定yijlnyij＝0。

其次，計算指標的差異度：

最后，計算指標的熵權：

2.4 加權規范化矩陣

根據上面計算出的熵權，構造權重向量：

將規范化數據加權，構成加權規范化矩陣：

2.5 確定理想解和負理想解

設理想解z＊的第j個屬性值為zj＊，負理想解z0的第j個屬性值為zj0，則：

2.6 到理想解和負理想解的距離

到理想解的距離為：

到負理想解的距離為：

2.7 綜合評價指數

綜合評價指數的計算公式為：

Ti越大，即代表距離正理想點越近，距離反理想點越遠。根據貼近度原則，可以給所有備選方案排序。

3 應用實例

3.1 確定評價指標

2010年9月7日至10日，中國第八屆礦山救援技術競賽，有32個礦山救護大隊參加，共進行模擬救災、醫療急救、理論考試、綜合體能、呼吸器操作5個項目的競賽。競賽中，對各個項目分別打分，通過累加得到各救護大隊的比值，并進行排名。本文選取其排名的前十名，以上述5個項目為評價指標，引入熵權和理想法來對各個隊伍的能力進行評價。

表1 應急能力指標分值表

3.2 構建矩陣

根據表1構建原始矩陣，并進行規范化。

3.3 確定指標權重

采用熵權系數法確定各個指標權重。根據規范后的矩陣Y計算各指標權重，如下所示：

3.4 加權規范化矩陣

3.5 理想解和負理想解

評價的5個指標之中，指標值均是越高越好，因此，理想解和負理想解為：

3.6 綜合評價排序

根據式（8）、（9）、（10），分別計算各評價對象與理想解、負理想解之間的距離及綜合評價指數，并依此進行重新排序。計算結果見表2。

3.7 結果討論

由表2可以看出，重新進行排序之后的結果，與之前的排序有很大的不同。原排序賦予每項指標相同的權重，將5項指標值進行累加，但每個指標反映的含義不同，取值范圍不同，指標值不具可比性，累加沒有實際意義，反映不了各評價對象的真實水平。新的排序充分利用評價指標值所含信息本身來確定權重，克服了確定指標權重的主觀隨意性；通過指標值的標準化處理，使指標值具備可比性；通過評價指標值與理想解和負理想解的距離確定的貼近度作為評價準則，保證了評價模型的客觀性，這些都使得排序結果更加客觀、科學。

表2 綜合評價排序表

4 結論

將熵權與理想法應用到煤礦救護大隊應急能力評價中，可以避免評價模型的主觀性和權重的主觀性，評價過程和結果更加科學合理，能夠真實反映各救護大隊的應急能力。

將熵權與理想法應用到煤礦救護大隊應急能力評價中，使得煤礦救護大隊在今后的應急能力日常建設過程中，增加了一種有效檢驗自己應急能力水平的新手段。

［1］ 姜偉，周心權，劉亞楠.礦井火災應急救援能力評價［J］.礦業安全與環保，2009（5）

［2］ 趙光海，肖殿良.緊急救援系統可靠性評價指標及評價方法研究［J］.中國安全科學學報，2010（3）

［3］ 張永領.基于Delphi法和最小判別的應急能力逐級評價模式研究［J］.中國安全科學學報，2010（2）

［4］ 王迎超，尚岳全，孫紅月等.基于熵權－理想點法的巖爆烈度預測模型及其應用［J］.煤炭學報，2010（2）

［5］ 岳超源.決策理論與方法［M］.北京：科學出版社，2003

［6］ 王迎超，孫紅月，尚岳全等.基于特爾菲–理想點法的隧道圍巖分類研究［J］.巖土工程學報，2010（4）

［7］ 胡啟洲，陸化普，蔚欣欣等.基于關聯熵與復合物元的公交系統綜合測度模型［J］.系統工程理論與實踐，2011（1）

［8］ 梁桂蘭，徐衛亞，談小龍.基于熵權的可拓理論在巖體質量評價中的應用［J］.巖土力學，2010（2）

［9］ 周曉光，高學東，武森.基于理想解的Vague物元決策方法及其應用［J］.北京科技大學學報，2009（1）

［10］ 作者第八界全國礦山救援技術競賽團體綜合成績匯總表［J］.礦山救護，2010（5）

Evaluation on emergency rescue capability of coal mine rescue brigade based on ideal method

Zhang Junbo1，Guo Deyong1，Wang Libing2

（1.School of Resource and Safety Engineering，China University of Mining and Technology，Beijing，Haidian，Beijing 100083，China；2.Datong Coal Mine Group Limited Liability Company，Datong，Shanxi 037003，China）

Aiming at the current situation of insufficient methods for evaluating emergency rescue capability of coal mine rescue brigades and the existence of subjectivity in the evaluation process，the information entropy and the ideal method were combined together to evaluate emergency rescue capability of coal mine rescue brigades.An evaluation model was set up on the basis of ideal method，the weight coefficient was determined according to the information entropy theory，and the evaluating steps were provided too.Furthermore，taking the case of Eighth National Mine Rescue Contest as an example，the emergency rescue capability of each team was evaluated，and the ranking of emergency rescue capacity was determined again for each team.

coal mine rescue brigade，emergency rescue capability，information entropy，ideal method

TD77

A

張軍波（1978－），男，河南濟源人，博士研究生，研究方向為煤礦事故預防與應急救援。

（責任編輯 梁子榮）