山西省煤礦安全與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展研究

趙 君，姚有利

（1.大同煤礦集團公司 技術(shù)中心，山西 大同 037003；2.山西大同大學(xué) 工學(xué)院，山西 大同 037003）

山西省煤礦安全與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展研究

趙 君1，姚有利2

（1.大同煤礦集團公司 技術(shù)中心，山西 大同 037003；2.山西大同大學(xué) 工學(xué)院，山西 大同 037003）

山西省是我國重要的煤礦能源基地。應(yīng)用協(xié)同學(xué)原理和方法，對山西省煤礦安全狀況與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)同特性進行了定性分析，對煤礦安全狀況與經(jīng)濟發(fā)展從無序到有序的協(xié)同發(fā)展進行了定量分析，建立了煤礦安全與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的有序度評價指標(biāo)體系。文章的研究成果對山西省區(qū)域煤礦安全與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展制定政策措施，以及對提高山西省區(qū)域煤礦安全水平都有重大意義。

煤礦安全；協(xié)同；評價

煤礦安全對經(jīng)濟的發(fā)展、生產(chǎn)力的提高有著重要作用。煤礦安全生產(chǎn)直接關(guān)系到經(jīng)濟建設(shè)的能源保障和能源戰(zhàn)略，對全面建設(shè)小康社會以及現(xiàn)代化建設(shè)都起著基礎(chǔ)性的作用[1]。因此，本文進行煤礦安全與經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的研究分析，有著較為重要意義。

1 煤礦安全與經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)

煤礦安全與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平有著很強的關(guān)聯(lián)性[2]，職業(yè)安全與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)之間具有相互作用、相互制約、相互影響的關(guān)系。煤礦安全良性發(fā)展時，能夠促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展；區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展加快時，煤礦安全的發(fā)展也應(yīng)很好促進；兩者之間如果沒有很好的藕合關(guān)系，則會對相互之間造成制約。根據(jù)復(fù)合系統(tǒng)的定義[3-4]，一定區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟、職業(yè)安全等子系統(tǒng)通過相互作用、相互制約、相互影響而構(gòu)成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體，稱為“煤礦安全—區(qū)域經(jīng)濟”復(fù)合系統(tǒng)（CS-E）。這個系統(tǒng)具備復(fù)合系統(tǒng)所有的特性[5-6]。而人口、資源、環(huán)境也與該復(fù)合系統(tǒng)密切相關(guān)，作為“煤礦安全—區(qū)域經(jīng)濟”復(fù)合系統(tǒng)的外部環(huán)境子系統(tǒng)存在的，共同屬于“煤礦安全—區(qū)域經(jīng)濟”復(fù)合系統(tǒng)。

2 評價指標(biāo)體系、模型和方法

2.1 評價指標(biāo)體系的建立

CS-E協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標(biāo)體系是對煤礦安全、經(jīng)濟子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進行綜合評價與研究的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，是綜合反映CS-E復(fù)合系統(tǒng)不同屬性的指標(biāo)按隸屬關(guān)系、層次原則組成的有序集合，是衡量、估價、監(jiān)測某一國家或某一地區(qū)在某一時間的CS-E整體發(fā)展水平的基本尺度。煤礦安全與經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)是由職業(yè)安全和經(jīng)濟兩個子系統(tǒng)的多個要素組成的復(fù)雜系統(tǒng)。協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標(biāo)體系是描述這個系統(tǒng)中各子系統(tǒng)及其相互間的發(fā)展?fàn)顩r的。由于職業(yè)安全、經(jīng)濟系統(tǒng)都是由復(fù)雜多變量組成，因此，職業(yè)安全—經(jīng)濟系統(tǒng)指標(biāo)體系也必然是龐大的。

根據(jù)上述指標(biāo)體系的構(gòu)建原則，我們從這些龐大而復(fù)雜的指標(biāo)體系中選擇了少量的指標(biāo)，建立綜合評價指標(biāo)體系，其結(jié)構(gòu)見圖1。

由于本文研究實例是針對山西省區(qū)域煤礦安全狀況與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)狀況的，因此建立了一套由目標(biāo)層、系統(tǒng)層、控制層和指標(biāo)層所構(gòu)成的具有遞階層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系，如表1所示。

評價體系以煤礦安全和經(jīng)濟發(fā)展兩個子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)程度作為目標(biāo)值。對于煤礦安全狀況系統(tǒng)層分別從設(shè)備保障、人力資源、安技措投投入、安全水平方面選擇協(xié)調(diào)度指標(biāo)。對于經(jīng)濟發(fā)展水平系統(tǒng)層從經(jīng)濟水平、經(jīng)濟活力、經(jīng)濟效率方面選擇相應(yīng)的指標(biāo)。

2.2 評價模型和方法

圖1 CS-E復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系

表1 煤礦安全與經(jīng)濟發(fā)展水平協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系

對于整個系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展評價是子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)性和子系統(tǒng)發(fā)展性共同作用的結(jié)果，反映了復(fù)合系統(tǒng)發(fā)展過程中的協(xié)調(diào)程度。從協(xié)同學(xué)講，協(xié)調(diào)是系統(tǒng)組成要素之間在發(fā)展過程中彼此的和諧一致性。其一致性程度稱為協(xié)同度。協(xié)同作用和協(xié)同程度決定了系統(tǒng)在達到臨界區(qū)域時走向何種序與結(jié)構(gòu)，或稱決定了系統(tǒng)由無序走向有序的趨勢。根據(jù)協(xié)同學(xué)的役使原理[7]可知，系統(tǒng)在相變點處的內(nèi)部變量可分為快馳豫變量和慢馳豫變量兩類。慢馳豫變量在演化過程中起支配作用，這正像要經(jīng)過一系列的工序生產(chǎn)某種產(chǎn)品時，產(chǎn)品的產(chǎn)量取決于加工最慢的那道工序一樣，變化最慢的參量決定著系統(tǒng)演化的速度和進程。系統(tǒng)從無序走向有序的關(guān)鍵在于系統(tǒng)內(nèi)部參量之間的協(xié)同作用，它左右著系統(tǒng)相交的特征和規(guī)律。協(xié)同度正是反映這種協(xié)同作用的度量[8]。因此，只研究少數(shù)幾個序參量方程（慢馳豫參量演化方程），就可確定系統(tǒng)的演化行為。本文對孟慶松等[9，10]所構(gòu)建的科技—經(jīng)濟系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型進行了合理改進，形成了基于系統(tǒng)本身的協(xié)同模型。

2.2.1 子系統(tǒng)有序度模型

設(shè)某一經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展過程中的序參量為e1=（e11，e12，……，e1n），其中 n≥2，β≤e1i≤α1i，i∈［1，n］，e11，e12，……，e1n可以是刻劃經(jīng)濟系統(tǒng)運行機制與運行狀況的若干經(jīng)濟指標(biāo)，不失一般性，假定e11，e12，……，e1k1）的取值越大，經(jīng)濟系統(tǒng)的有序程度越高，其取值越小，經(jīng)濟系統(tǒng)的有序程度越低；假定e1k1+1，……，e1n的取值越大，經(jīng)濟系統(tǒng)的有序程度越低，其取值越小，經(jīng)濟系統(tǒng)的有序程度越高。因此定義如下：

定義1：定義下式為經(jīng)濟系統(tǒng)序參量分量e1i的系統(tǒng)有序度。

由u1（e1i）取值大小，可以說明e1i對系統(tǒng)有序的貢獻程度，u1（e1i）的值越大，對經(jīng)濟系統(tǒng)的有序“貢獻”也越大。從總體上看，序參量e1對經(jīng)濟系統(tǒng)有序程度的“總貢獻”，通過u1（e1i）的集成來實現(xiàn)，常用方法為幾何平均法：

定義2：稱此定義的u1（e1）為序參量變量e1的系統(tǒng)有序度。由定義2知，u1（e1）∈［0，1］，u1（e1）越大，e1對系統(tǒng)有序的貢獻越大，系統(tǒng)有序的程度就越高，反之則越低。設(shè)描述煤礦安全系統(tǒng)發(fā)展的序參量變量為 e2=（e21，e22，……，e2m），其中，m≥2，β2j≤e2j≤α2j，j∈［1，m］，e21，e22，……，e2m描述煤礦安全狀況的具有代表性的指標(biāo)。同樣，不失一般性，假設(shè)，e21，e22，……，e2k2的取值越大，煤礦安全系統(tǒng)的有序程度越高，其取值越小，煤礦安全系統(tǒng)的有序程度越低。假定e2k2+1，……，e2m的取值越大，煤礦安全系統(tǒng)的有序程度越低，其取值越小，煤礦安全系統(tǒng)的有序程度越高，同上述定義方法進行定義，稱u2（e2）為序參量變量e2的系統(tǒng)有序度。

2.2.2 復(fù)合系統(tǒng)有序度模型

定義3(系統(tǒng)協(xié)同度模型)：設(shè)對于給定的初始時刻t0，經(jīng)濟系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度為，煤礦安全系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度為，對于整體復(fù)合系統(tǒng)在發(fā)展演變過程中的時刻t1而言，如果此時經(jīng)濟子系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度為，煤礦安全子系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度為，定義下式為復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度：

3 山西省煤礦安全與經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度計算和結(jié)果分析

山西省的煤礦安全系統(tǒng)序參量、經(jīng)濟系統(tǒng)序參量、其取值范圍見表2和表3，表中的下限的取值都是2000年的各項指標(biāo)的相應(yīng)數(shù)值，經(jīng)濟子系統(tǒng)的上限取值為《中華人民共和國經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃》綱要中的2010年的各項指標(biāo)的相應(yīng)規(guī)劃值，煤礦安全子系統(tǒng)中的上限值為《國家安全生產(chǎn)十一五規(guī)劃》和《煤炭工業(yè)發(fā)展十一五規(guī)劃》中的2010年的各項指標(biāo)的相應(yīng)規(guī)劃值。

運用模型（1）和（2）序參量系統(tǒng)有序度，計算結(jié)果見表4和表5；利用上述結(jié)果，運用模型（3）計算以2004年為基準(zhǔn)的山西省煤礦安全與經(jīng)濟系統(tǒng)協(xié)同度見表6。

由表4結(jié)果看出：山西省的u1(e1)在2004年較小，2005到2008年的增幅穩(wěn)定，說明該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展處于有序化的進程中。如果保持目前的發(fā)展勢頭，完全可以實現(xiàn)十一五發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)，表中的計算結(jié)果及其經(jīng)濟內(nèi)涵與該地區(qū)當(dāng)前經(jīng)濟狀況及發(fā)展趨勢相一致。

由表5結(jié)果可見：從2004到2008年，山西省的煤礦安全系統(tǒng)的有序度維持在較高水平，但增幅較小，就說明該地區(qū)的煤礦安全狀況在這幾年中較穩(wěn)定，穩(wěn)中有升，表中的計算結(jié)果及其涵義與該地區(qū)目前的煤礦安全總體水平相吻合。

表6結(jié)果表明：山西省的煤礦安全與經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，但是協(xié)調(diào)程度并不高，與十一五規(guī)劃的理想狀態(tài)差距較大。進一步分析表4和表5可知，這種低水平的協(xié)同狀態(tài)是由于經(jīng)濟系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度的增幅較大，而煤礦安全系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度的增幅較小。因此，今后應(yīng)該通過實施“安全也是生產(chǎn)力”的發(fā)展戰(zhàn)略，在加快經(jīng)濟發(fā)展的同時，要一步改善煤礦安全狀況，以使煤礦安全對經(jīng)濟系統(tǒng)有更加有效的貢獻。

4 結(jié)論

表2 山西省經(jīng)濟系統(tǒng)序參量e1=(e11,e12,e13,e14,e15,e16，e17）

表3 山西省煤礦安全系統(tǒng)序參量e2=(e21,e22,e23,e24,e25)

表4 山西省經(jīng)濟系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度

表5 山西省煤礦安全系統(tǒng)序參量的系統(tǒng)有序度

表6 以2001年為基準(zhǔn)的山西省煤礦安全與經(jīng)濟系統(tǒng)協(xié)同度

（1）從山西省的兩個子系統(tǒng)的序參量的系統(tǒng)有序度的變化中把握整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)狀況，因而對整體系統(tǒng)是一種動態(tài)把握與分析，綜合考慮兩個子系統(tǒng)的情況，經(jīng)濟子系統(tǒng)的有序程度提高幅度較大，而煤礦安全子系統(tǒng)的有序程度提高幅度較小，則整個系統(tǒng)不能處于較好的協(xié)調(diào)狀態(tài)。（2）由礦安全與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)同度C可知：從整體趨勢上看，系統(tǒng)協(xié)同度呈增長趨勢，但整體協(xié)同程度仍然不高。（3）山西省“煤礦安全—經(jīng)濟”復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度偏低的主要原因是：礦安全子系統(tǒng)的序參量的有序度偏低。因此，要不斷全面地加強煤礦安全生產(chǎn)的保障力度，進一步改善煤礦安全狀況，以使煤礦安全對經(jīng)濟系統(tǒng)有更加有效的貢獻。在煤礦安全與經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)部外部形成良性循環(huán)的物質(zhì)流、能量流、信息流，才能促進煤礦安全與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。

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Abstract:Shanxi province is an important national coal energy base.With synergetics,qualitative analysis is conducted on the synergetic features between safety and economic development and quantitative analysis is carried on the synergetic development process from chaos to order.Besides,the order degree evaluation index of the synergetic development is established.The results are valuable to make the policy and to increase safety level for Shanxi regional mine safety and its economy synergetic development.

Key words:mine security;synergetics;evaluation

編輯：徐樹文

Study on Synergetic Development of Mine Safety and Economy in Shanxi Province

ZHAO Jun1,YAO You-li2
(1.Technology Center of Datong Coal Group,Datong Shanxi 037003;2.Technology College of Datong University,Datong Shanxi 037003)

TD984

A

1672-5050（2012）05-0044-04

2011-11-10

趙 君（1965—），男，山西大同，大學(xué)本科，高級工程師，從事煤礦安全工程與管理方面的研究。