基于模糊綜合評價(jià)的礦山安全培訓(xùn)方案評估

李 艷，李業(yè)剛，陳 波

(山東理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 淄博 255049)

我國礦業(yè)多為地下復(fù)雜作業(yè)，屬于高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)。多數(shù)地下礦山生產(chǎn)條件艱苦、自動化水平不高，而且井下作業(yè)人員數(shù)量龐大且普遍文化素質(zhì)不高，安全知識不足、安全意識相對淡薄[1]。據(jù)多年來的礦山事故分析與統(tǒng)計(jì)，從業(yè)人員的不當(dāng)行為或疏忽引發(fā)的事故占相當(dāng)大的比重。由此可見，加強(qiáng)對門檻低、數(shù)量大、知識水平參差不齊的礦山從業(yè)人員的安全培訓(xùn)是各大礦山迫在眉睫的工作重點(diǎn)。

各大礦山公司也普遍采取積極措施，組織實(shí)施礦山從業(yè)人員的安全培訓(xùn)工作，設(shè)計(jì)了多層次、全方位的培訓(xùn)方案和計(jì)劃[2]。如何評估礦山安全培訓(xùn)方案的效果和可行性，需要科學(xué)系統(tǒng)的評價(jià)方法。因此，本文提出一種基于模糊綜合評價(jià)的評估方法，通過定性分析和定量運(yùn)算對礦山安全方案的有效性進(jìn)行評價(jià)，為礦山安全培訓(xùn)方案的評估提供量化方法。

1 礦山安全培訓(xùn)方案

礦山安全培訓(xùn)方案的設(shè)計(jì)是圍繞崗位工種的培訓(xùn)需求展開的。根據(jù)崗位性質(zhì)、職責(zé)、能力要求，結(jié)合企業(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)和生產(chǎn)實(shí)際來設(shè)置，以確保培訓(xùn)方案的有效性、實(shí)用性。

礦山安全培訓(xùn)的需求主要涉及以下幾個(gè)方面[3-4]：安全生產(chǎn)法律法規(guī)；各類從業(yè)人員的職業(yè)崗位和任職要求；安全生產(chǎn)發(fā)展新技術(shù)；主要職業(yè)危害；事故應(yīng)急處理與自救；信息化安全系統(tǒng)應(yīng)用；人員考核記錄與電子檔案；國家安監(jiān)部門或行業(yè)管理部門特殊要求等。依據(jù)上述礦山從業(yè)人員安全培訓(xùn)需求，新疆沙灣某礦山公司設(shè)置的培訓(xùn)方案見表1。

表1 礦山安全培訓(xùn)方案
Tab.1 Design of mining safety training

安全培訓(xùn)需求安全培訓(xùn)教學(xué)措施安全基礎(chǔ)知識培訓(xùn)內(nèi)容安全技術(shù)理論安全技術(shù)操作單次培訓(xùn)時(shí)間培訓(xùn)時(shí)間周期性培訓(xùn)時(shí)間在線培訓(xùn)課堂講授會議交流培訓(xùn)方法專題討論崗位實(shí)習(xí)事故案例分析考核方式過程考試結(jié)果考核培訓(xùn)師資培訓(xùn)資源培訓(xùn)教材培訓(xùn)設(shè)備、設(shè)施

2 基于HAM算法的關(guān)鍵因素權(quán)重計(jì)算

層次分析法(簡稱HAM算法)，是美國匹斯堡大學(xué)的運(yùn)籌學(xué)教授薩蒂于20世紀(jì)70年代提出的。應(yīng)用背景是研究各工業(yè)部門電力分配問題，該方法是一種多目標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)分析相結(jié)合的層次決策權(quán)重分析法[5]。HAM算法的優(yōu)勢在于采用系統(tǒng)的分析方法，不隔斷各個(gè)因素的內(nèi)在聯(lián)系；簡潔實(shí)用的量化計(jì)算過程，依賴于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木仃囂幚砼c運(yùn)算，結(jié)合邏輯推理和主觀評價(jià)，將多準(zhǔn)則難以完全量化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)決策問題；所需定量信息少，只要求專家對問題的關(guān)鍵要素給出定性分析。

HAM算法適用于復(fù)雜多目標(biāo)決策的系統(tǒng)工程問題，將復(fù)雜目標(biāo)分解為多個(gè)子目標(biāo)，進(jìn)而分解為多個(gè)指標(biāo)或者層次，通過定量運(yùn)算得到權(quán)重及其排序，實(shí)現(xiàn)多方案的優(yōu)化分析[6]。由于礦山安全培訓(xùn)方案涉及眾多影響因素，且各因素相互交織影響、難以具體量化，因而引入HAM算法來定量分析其關(guān)鍵因素權(quán)重，其主要步驟如下：

1)構(gòu)建評價(jià)專家組。為保障人員結(jié)構(gòu)合理性，邀請礦山一線高級工程師5人，廠礦負(fù)責(zé)人3人，高級培訓(xùn)講師7人和礦山安全評估專家5人，組成20人的評價(jià)組。

2)由專家組對礦山安全培訓(xùn)方案的影響因素展開定性討論。根據(jù)專家組擬定的10個(gè)關(guān)鍵因素構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 礦山安全培訓(xùn)關(guān)鍵因素層次結(jié)構(gòu)Fig.1 Hierarchical diagram of the influence factors of mining safety training

3)依據(jù)HAM算法計(jì)算因子權(quán)重。對各關(guān)鍵因素(指標(biāo))進(jìn)行兩兩比較，按比率排定各因素的相對優(yōu)劣順序。采用單層規(guī)范列算法即和算法，求解權(quán)重向量并進(jìn)行一致性校驗(yàn)，HAM算法計(jì)算過程如圖2所示。

圖2 HAM算法流程Fig.2 Algorithm flow of HAM

其中和算法求權(quán)重的計(jì)算流程如圖3所示，經(jīng)運(yùn)算后得到的10個(gè)關(guān)鍵因素權(quán)重見表2。

表2 關(guān)鍵因素權(quán)重
Tab.2 Weight value of HAM

因素編號12345權(quán)重0.0370.0630.0430.0630.087因素編號678910權(quán)重0.1370.1500.1630.1170.140

圖3 和算法求權(quán)重Fig.3 Algorithm flow of summation

3 基于模糊綜合評價(jià)的礦山安全培訓(xùn)方案評估

模糊綜合評價(jià)法[6-7]是引入模糊數(shù)學(xué)理論，把定性評價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評價(jià)的綜合評價(jià)方法，適用于多因素復(fù)雜系統(tǒng)中的不確定性問題分析與綜合評價(jià)。該方法通過歸一化評價(jià)因素指標(biāo)構(gòu)建模糊矩陣，為保障評價(jià)因子的客觀、全面、權(quán)威性，本文采用HAM算法得到的表2關(guān)鍵因素權(quán)重，基于模糊集合論及其推理機(jī)制進(jìn)行矩陣運(yùn)算，依據(jù)最佳隸屬度函數(shù)求解得到定量評估結(jié)論。

依據(jù)模糊綜合評價(jià)方法，對表1中新疆沙灣某礦山的安全培訓(xùn)方案的評價(jià)，按照如下5個(gè)步驟進(jìn)行：

1)構(gòu)建安全培訓(xùn)方案關(guān)鍵因素集F：F={F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)10}，其中Fi為編號為i的關(guān)鍵因素。

2)構(gòu)建評價(jià)集E：E={E1，E2，…，E5}，不失一般性且為簡練起見，假定：E1—優(yōu)秀，E2—良好，E3—適中，E4—及格，E5—糟糕，同時(shí)對五級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置得分區(qū)間(95，85，75，65，55)[1]。

3)為了不失客觀性，組織了9名一線礦山各工種職工代表和主管安全培訓(xùn)的礦區(qū)負(fù)責(zé)人共計(jì)10人打分評價(jià)，并把每位評價(jià)人員的分值映射到一個(gè)評估矩陣，例如將某位評價(jià)人員的評分指標(biāo)按照五級制，采用歸一化運(yùn)算后得到評價(jià)矩陣F，其中aij=1，表示第i個(gè)關(guān)鍵因素的模糊評價(jià)為j，j的取值范圍為0～4，分別表示上述五個(gè)評價(jià)等級。進(jìn)而，循環(huán)迭代把所有參評人員的評價(jià)指標(biāo)累加求和，依據(jù)百分比換算并做均值處理后得到綜合評價(jià)模糊矩陣R，該矩陣行列元素含義與F相同。

4)將表2關(guān)鍵因素權(quán)重映射為10維元組后得到權(quán)重向量K，與模糊矩陣R合成運(yùn)算，二次疊加得到隸屬向量M。

M=K·R=

(0.04 0.06 0.04 0.06 0.09 0.14 0.15

(0.814 0.179 0.007 0 0)

5)最后將評價(jià)集向量E與隸屬度向量M的轉(zhuǎn)置向量M′合成運(yùn)算求得定量綜合評價(jià)Q。

根據(jù)五級得分區(qū)間，上述運(yùn)算結(jié)果Q表明新疆沙灣某礦山公司的安全培訓(xùn)方案評定為良好，接近優(yōu)秀。該評估結(jié)果與大面積問卷調(diào)查受訓(xùn)礦山從業(yè)人員統(tǒng)計(jì)結(jié)果是吻合的，同時(shí)與該礦區(qū)安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人的礦山安全培訓(xùn)效果調(diào)研報(bào)告也是基本一致的。

4 結(jié)束語

本文面向礦山安全培訓(xùn)方案，提出了一種基于多因素層次分析與模糊綜合評價(jià)相結(jié)合的評估方法。評估結(jié)果表明，該方法能夠利用礦山安全培訓(xùn)的關(guān)鍵因素，對礦山安全培訓(xùn)方案的合理性進(jìn)行綜合評價(jià)，即體現(xiàn)了專家專業(yè)意見的重要性，同時(shí)也避免了人為直接評價(jià)的主觀性。該安全培訓(xùn)方案評估方法能夠?yàn)榈V山生產(chǎn)企業(yè)改進(jìn)培訓(xùn)方案、提升培訓(xùn)效果、完善培訓(xùn)體系提供定量數(shù)據(jù)分析和決策支持。