煤礦風險管理的雙環控制模型研究

鄭漢松 龐緒峰（中國重型機械有限公司，北京 100036）

煤礦風險管理的雙環控制模型研究

鄭漢松 龐緒峰（中國重型機械有限公司，北京 100036）

本文對風險的內涵、煤礦風險管理的方法進行了研究，給出了風險的定義和函數表達式。將人本原理和安全控制論應用到煤礦風險管理中，將風險管理從技術和人員兩個方面來進行研究，分別構建煤礦風險管理的技術（Technology）和人本(Humanity)兩個子體系，從而構建出統籌一體的煤礦風險管理TH雙環控制模型和數學模型。

風險；雙環控制模型；技術體系；人本體系；數學模型

由于煤礦開采的生產過程的復雜性和災害的多樣性，造成煤礦生產的安全問題突出，且難以解決。但是，這些問題都可以歸結屬于煤礦生產中的風險管理問題。本文通過對煤礦風險管理的理論與方法的研究，建立適當的煤礦風險管理和控制方法體系，從而實現更加全面的風險管理，提高對煤礦事故風險的分析和控制能力。

1 煤礦企業風險分析

1.1 風險的內涵

對于風險的定義，有代表性的是Yates和Stone提出的三因素模型，即風險是由潛在損失、損失大小和損失發生的不確定性等三種因素構成的，該模型從本質上反映了風險的基本內涵，是現代風險理論的基本概念框架[1-2]。結合煤礦生產的特點，借鑒以往學者所做的研究，本文將風險定義為：在正常的安全生產過程中，某一客觀存在或某項活動具有導致安全生產系統發生事故的可能性及其事故損失的組合。

風險因素是引發或增加風險事故概率和損失程度的條件，是引發事故和造成損失的潛在原因。煤礦企業主要分為靜態和動態兩類風險因素。靜態風險是是客觀存在的，是由生產過程中的危險源引發的。動態風險是生產過程中發生的且經常變化的風險，主要是人的行為和潛在的隱患[1]。風險事故就是生產過程中的風險因素未進行控制或控制失效造成的。風險事故所導致的損失主要包括經濟損失、人員傷亡、工期損失、環境影響等。

結合上述定義，用概率P（Probability）表示風險事故的可能性，將風險事故的概率表示成m個風險因素綜合作用的函數，每個風險因素對整個風險事故的影響大小用系數K表示，如公式（1）所示；用事故后果嚴重度C（Criticality）來表示損失的大小，可以將事故后果嚴重度表示成n種風險損失綜合統計的函數，如公式（2）所示；用風險率R（Risk rate）來表示風險的大小，是風險事故概率P和事故后果嚴重度C的函數，如公式（3）所示。由此可得風險函數表達式：

1.2 企業風險管理理論

風險的定義指出了風險事故的兩個方面，即風險因素和風險損失。風險管理就是在事故發生前，為了降低事故風險、經濟損失和人員傷亡，通過對風險因素的辨識、分析和評價，采取科學合理的技術和措施對風險因素進行解析、監控和預警的過程。

風險管理通常采用工程技術（Engineering）、教育（Educa?tion）和法制（Enforcement）相結合的3E對策。技術對策是為實現生產條件的本質安全，運用工程技術手段消除或減少生產過程中的風險因素；教育對策是為了使員工掌握必需的安全生產知識和技能，就必須提供層次分明、形式多樣、內容豐富的教育和培訓；法制對策是為了消除各類違紀違章現象，通過法律、標準以及規章制度等強制性手段來約束人們的行為[1]。

在風險管理過程中人是關鍵因素，人本原理就是把人放在第一位，秉承以人為本的思想，把人作為管理活動的主要對象和重要資源，通過人去策劃、運作和實施各種生產和管理過程[4]。因此，為了規范人的安全行為，就應該掌握人的思想和行為規律，采取科學合理的方法來調動人的積極性和創造性。

通常采用安全控制理論來進行事故風險的管理和控制，安全控制系統一般分為宏觀和微觀兩種，兩種系統的特征在企業安全控制系統中都有明確體現。煤礦企業的安全控制系統就是以安全生產為控制目標，以安全監督管理部門、安全技術和安全管理為控制器，以安全檢查、監測和信息統計為反饋手段，以企業生產經營活動為被控系統的系統[3，5]。

2 煤礦風險管理的雙環控制模型

煤礦企業的風險因素主要來自于物的不安全狀態和人的不安全行為，利用事故預防的“3E”對策，將人本原理和安全控制論應用到煤礦風險管理中，可以將風險管理從技術和人員兩個方面來進行研究，分別構建煤礦風險管理的技術（Technolo?gy）和人本(Humanity)兩個子體系，從而構建出統籌一體的煤礦風險管理TH雙環控制模型，如圖1所示。

圖1 煤礦風險管理的TH雙環控制模型

2.1 技術閉環控制體系

技術閉環控制體系的運行首先是通過設備檢測監控或人工來搜集風險信息，然后依據國家和行業的標準規范進行風險的分析、評價和預警，并提出相應的風險控制對策和具體措施，最后依據預定的風險目標做出決策，主要包括進行危險源控制和隱患整改等[1]。

（1）風險檢測

目前多數煤礦企業利用專用設備或監測系統，自動采集風險信息，也有少數利用安全檢查表來人工采集風險信息。

（2）風險分析

風險分析是對生產過程中存在的風險因素進行辨識，提前預判其位置、數量及潛在損失。

（3）風險評價

風險評價就是根據風險分析確定風險因素的風險等級，使其量化，判定事故發生的風險概率、后果，確定具體的風險值。

（4）風險預警

風險預警就是根據風險評價得出的各類風險的危險程度大小進行預警或提示。

（5）風險控制

風險控制是通過采取的各種風險應對措施來降低風險概率和減少事故損失，并動態化的監控各類風險的發展變化。

（6）風險目標

煤礦風險管理主要是為了實現產量、安全、成本三大目標，也就是利用最低的成本贏得最高的產量和最大的安全保障。

（7）風險決策

風險決策就是針對出現的風險，根據預定的風險目標做出決策，決定采取何種措施來消除風險或降低風險帶來的損失。

2.2 人本閉環控制體系

人本閉環控制體系的運行首先是煤礦企業根據自身的風險狀況，構建科學合理的風險管理組織、企業文化和應急救援體系，然后依據國家和行業的相關法律、法規和規程對各級人員進行全面的教育培訓，并對各級人員的安全思想和行為狀況進行考核，最后根據考核結果進行人員的崗位調整或行為改進[1]。

（1）風險管理組織建設

在煤礦企業要設置專門的、權責一體的風險管理機構，構建起從基層工人、管理層到領導層的全員風險管理組織體系。

（2）風險文化建設

風險文化建設主要包括物料環境、人員行為、規章制度、思想理念等四個方面，這四個方面相輔相成，要齊頭并進，不可偏廢。

（3）應急救援體系建設

煤礦企業要建立專門的應急救援隊伍，制定事故應急預案，提前進行全員的教育培訓和應急演練。

（4）教育培訓

煤礦教育培訓包括知識教育、技能教育、思想教育三個部分。培訓必須是全員的、全方位的。

（5）績效考核

煤礦企業要建立適用強的考核機制，定期地對企業內各級人員的德、能、勤、績情況進行考核，獎優罰劣，并對各種不安全行為進行改進和完善。

2.3 兩者的關系

TH雙環控制模型將技術和人員分別構建體系，技術體系是風險管理的內核，利用技術手段實現了對各類風險因素的分析、評價和預警控制，人本體系是是風險管理的基礎和平臺，通過企業文化、教育培訓和考核激勵等手段實現人的不安全行為進行管控。兩個體系相互作用、相互制約，要做好煤礦企業風險管理工作就應綜合考慮、融為一體，并在不斷調整完善的動態過程中實現對整個煤礦生產過程的閉環控制。

3 煤礦風險管理體系數學模型

風險管理體系的運行就是風險與其控制手段相互作用的結果。風險管理體系可以看作一個作為輸入量的風險和控制手段與作為輸出量的事故后果共同作用的黑箱[6]。根據煤礦風險管理TH雙環控制模型將風險管理體系的控制手段分為技術和人本兩個方面來構建煤礦風險管理體系黑箱，如圖2所示。

圖2 煤礦風險管理體系黑箱示意圖

將年度事故損失Lk作為煤礦風險管理體系的輸出量，將控制手段CTk、CHk和風險指數Rk作為輸入變量。由于控制手段與風險呈對立關系，表達式中取負值[3，7]。得到差分方程：

式中k為年度。

對式（4）進行變換：

若在一定時期內C和R保持不變，對式(5)進行Z變換，得到通解為:

由式（8）可知，在風險管理體系運行過程中，如果風險量和控制手段不變，若干年后，煤礦企業的事故損失將趨向于一個定值，但不是零。由此可見風險控制的必要性以及風險和損失的客觀存在性。

對于式（5）再綜合考慮隨機誤差[8]Wk，可以得到煤礦風險管理體系的狀態方程：

再考慮觀測誤差Vk，則得到觀測方程：

其中的L，Z，W，V都是一維向量。

當時間k趨向于無窮大時得到：

4 結語

本文通過對風險的內涵、煤礦風險管理方法的研究，給出了風險的定義和函數表達式。將人本原理和安全控制論應用到煤礦風險管理中，將風險管理從技術和人員兩個方面來進行研究，分別構建煤礦風險管理的技術（Technology）和人本(Hu?manity)兩個子體系，從而構建出統籌一體的煤礦風險管理TH雙環控制模型和數學模型，對煤礦企業風險管理具有一定的指導意義。

[1]龐緒峰.煤礦風險管理的模型與方法研究[D].青島：山東科技大學，2010.

[2]楊金廷.煤礦安全生產風險集成管理研究[D].天津:天津大學,2008.

[3]曹慶貴.企業風險監控與安全管理預警技術研究[D].青島:山東科技大學,2005.

[4]毛海峰.現代安全管理理論與實務[M].北京:首都經貿大學出版社,2000:18-40.

[5]何學秋.安全工程學[M].徐州:中國礦業大學出版社, 2000:80-99.

[6]王先華,呂先昌,秦吉.安全控制論的理論基礎和應用[J].工業安全與防塵,1996,(1):1-6.

[7]張翼鵬.安全控制論的理論基礎和應用(二)[J].工業安全與防塵,1998,（2）:1～4.

[8]張翼鵬.安全控制論的理論基礎和應用(三)[J].工業安全與防塵,1998,（3）:1～4.