層次分析法在礦山安全管理中的應用研究

廉國亭

（山西省輕工建設有限責任公司，山西 太原 030032）

0 引 言

隨著礦山企業的高速發展，礦山安全事故逐漸成為影響礦山企業前進的絆腳石，而安全管理水平對企業事故的防范起到關鍵作用，這要求礦山企業除重視經濟效益外，還應把安全管理工作做為提高經濟效益的必要前提。

基于對礦山安全管理的具體認識，構建了礦山安全管理體系的框架模型，提出了礦山安全管理體系的5個主要影響因素，在此基礎上確定了礦山安全管理層次分析法的分析模型及分析方法，為礦山企業開展科學高效的安全管理活動及制定相應的防范對策提供依據，有利于提高礦山企業的安全管理水平。

1 層次分析法

層次分析法（Analytical Hierar-chy Process，簡稱AHP）是美國運籌學家A.L.Saaty于本世紀70年代提出的，它是一種將決策者對復雜系統的決策思維過程模型化、數量化的定性與定量相結合的決策分析法。

層次分析法（AHP）先把問題層次化，按問題性質和總目標將此問題分解成不同層次，構成一個多層次的分析結構模型，分為最底層（供決策的方案、措施等），相對于最高層（總目標）的相對重要性權值的確定或相對優劣次序的排序問題。將模型中的各種因素按支配關系分組，形成遞階層次結構模型，通過對兩兩元素的相對重要性比較，確定判斷矩陣，然后采用和積法求出各因素的權重和矩陣的最大特征值，最后判斷矩陣是否具有滿意的一致性。這種方法廣泛地應用于地區經濟發展方案的比較、科學技術成果評比、資源規劃和分析以及企業人員素質測評。

1.1 建立礦山安全管理體系層次結構模型

通過系統分析我國礦山企業安全管理體系的有關資料和信息，確定了5個方案層，28個準則層，如圖1所示。

圖1 礦山安全管理體系評價指標體系

其中，安全監督管理機構包括安監礦長、總工程師、安全副總工程師、安全科、安監員等人員及相關職責；安全檢查、安全評價包括一通三防檢查、井下三違檢查、機運設備檢查、特殊工種檢查、干部跟班檢查、班前教育和規程學習檢查、工程質量操作質量及設備完好檢查、入井安全檢查、工業衛生和文明生產檢查；安全技術、措施計劃包括措施計劃的編制情況、一通三防技術措施、電器設備安全措施、個人防護用品、工作面安全措施[1]；安全培訓、教育考核包括煤安規程教育、國家新法規、入企教育、上崗教育、班前教育、安全知識競賽；事故應急、救援預案及演練包括預案的編制、預案的實施、預案的演練等。

1.2 構造各因素的判斷矩陣

假設系統中有n個因子，對其中因子i，j(i=l，2，...n；j=l，2，...n)進行兩兩比較，以確定他們的相對重要性，由a構成的n×n階矩陣A為：

B2 B1 AK B1 B2 a12 a22 a11 a21………………Bn an1 an2……………………Bn a1n a2n……ann

式中，aij為因子i相對j的重要性，其元素滿足aii=1，aij=1/aji.

判斷矩陣中aij的是根據資料數據、專家的意見和系統分析人員的經驗經過反復研究后確定。在進行成對比較時,利用1~9標度可表示因素之間的影響強弱。1,兩要素對某個性質優劣相同；3,從經驗判斷,要素ai稍微優于aj;5,從經驗判斷,要素ai較強優于aj;7,從經驗判斷,要素 ai強烈優于 aj；9，從經驗判斷,要素 ai絕對優于aj；注：2,4,6,8為上述兩判斷級的中間值1,1/2,1/3,…,1/9，ai較aj的優劣之比與上述說明相反。

1.3 矩陣一致性檢驗

假設有一個n階正規向量W，則有[2-3]:

式中，λmax為矩陣A的最大特征根；W為對應λmax的正規劃特征向量，采用和積法計算判斷矩陣的最大特征值和特征向量。

為了滿足完全一致性的要求，評價判斷矩陣的一致性檢驗指標為[4]：

當CR<0.1時，判斷矩陣具有滿意的一致性，如果CR不能滿足要求，則需對判斷矩陣進行調整。

表1 隨機性一致指標RI值

2 模型求解分析

得到判斷矩陣的權重和最大特征向量之后，對評價因素的權重進行層次單排序和層次總排序。層次單排序是指根據判斷矩陣計算對于上一層某因素而言本層次與之有聯系的因素的重要性次序的權值。它是本層次所有因素相對上一層而言的重要性進行排序的基礎。層次總排序是利用同一層次中所有層次單排序的結果，可以計算針對上一層次而言本層次所有因素重要性的權值。一般來說,由于客觀事物的復雜性和人們認識上的多樣性以及主觀上的片面性和不穩定性,專家填寫的判斷矩陣不可能滿足完全一致性條件,為此檢驗判斷矩陣的一致性，若沒有滿足一致性檢驗，要將信息反饋給專家重新確定判斷矩陣。

若層次總排序指標通過一致性檢驗，礦山安全管理體系總排序結果具有滿意的一致性。

通過模型的求解，可以發現方案層所占權重比例的大小，能夠在礦山安全管理有限的資源下，分主次輕重來開展安全防范鋼做。根據層次總排序的致因排序也可以得到影響礦山安全管理體系的因素的相對重要性順序，對于準則層的28個指標更易于制定合理的規章制度，加大力度完善操作規程，將危險因素扼殺在萌芽中，保證井下工作人員的生命安全，保證礦企業的財產免受損失。

3 結束語

礦山安全在礦山生產中的地位越來越重要，由于管理不善造成的重大事故得不到有效改善，不但要求礦山的安全管理部門科學地制定管理方針，加強管理力度，健全各方面的管理制定，不斷創新，真正地做到防患于未然。基于層次分析法對礦山安全管理體系綜合評價，確定了礦山安全管理中的重要因素和關鍵因素，具有指導意義。

[1] 左治興,朱必勇,易斌，等.煤礦災害及安全管理綜合評價[J].工業安全與環保,2006,32(8):52-54.

[2] 鄒義懷,江成玉,李春輝，等.基于層次分析法和模糊數學的煤礦安全生產評價[J].工礦自動化,2010,10(10):39-41.

[3] 王新民,趙彬,張欽禮.基于層次分析和模糊數學的采礦方法選擇[J].中南大學學報,2008,39(5):875-879.

[4] 史曉明.基于模糊層次分析法的煤礦水害事故危險源辨識[J].中國礦業,2010,19(12):202-204.