基于PP模型的礦山企業安全生產狀況研究*

唐 琦

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基于PP模型的礦山企業安全生產狀況研究*

唐 琦

(華北理工大學 礦業工程學院，河北 唐山市 063210)

為了對我國礦山企業安全狀況進行研究，構建了基于投影尋蹤(PP)的礦山企業安全狀況評價模型。以唐山地區3家礦山企業為研究對象，進行實證分析。結果表明：3家企業安全狀況排序為丙＞甲＞乙；由評價模型的最優投影方向排序得出專業人員素質對企業安全狀況影響最大，周圍環境對企業安全狀況影響最小。另外，由各指標對企業安全狀況貢獻率來看，安全管理占礦山安全狀況的主導地位。

礦山企業；安全評價；安全生產；投影尋蹤；最優投影方向

礦山企業一直以來都是安全事故率最高的行業之一，據不完全統計，我國從2004年到2017年共發生煤礦事故21199起，導致35642人死亡，死亡人數約占全球礦難死亡總人數的70%，給國家、社會和企業帶來了重大損失，嚴重阻礙了我國礦山企業的發 展[1?3]。由于影響礦山企業安全生產狀況的因素眾多，一般的評價方法難以達到預期效果。因此，本文提出基于PP模型的礦山企業安全生產狀況評價方法，在專家打分的基礎上，定量計算出礦山企業的安全生產狀況級別以及安全生產狀況的影響因素排序。主觀打分與客觀計算相結合，有效提高礦山企業安全生產狀況評價的準確性。

1 礦山企業安全生產狀況指標體系

考慮礦山企業安全工作所涉及到的范圍 , 在滿足評價體系合理、通用、便于操作等條件下，結合系統工程的思想，建立了礦山企業安全生產狀況指標體系[4]。具體結構如表1所示。

2 基于投影尋蹤的礦山企業安全生產狀況模型

將投影尋蹤(PP)算法引入礦山企業安全生產狀況評價中，依據投影降維的方法，將多維客觀數據按照最優投影方向投射到低維空間，利用MATLAB中遺傳算法工具箱優化投影方向，求得最優投影向量，以此確定各項指標對企業安全生產狀況的影響程度，最優投影向量值越大代表著該指標影響程度越深[5]。然后求出投影指標值，對各家企業安全生產狀況進行評比，同樣的，投影指標值越大代表著該企業安全生產狀況越優。具體步驟如下：

表1 礦山企業安全生產狀況指標體系

(1) 數據歸一化處理。假設樣本原始數據集為{′(，)|=1，2，…，；=1，2，…，}，其中，分別為樣本個數和指標個數。首先對樣本原始數據進行歸一化處理：

式中，(，)表示歸一化值；max()表示第個指標的最大值；min()表示第個指標的最小值。

式中，表示為單位長度向量。

則投影指標函數()為：

式中，S、D分別為投影值()的標準差和局部密度。

(3) 優化投影指標函數()。()會隨變化而發生改變，當投影指標函數()為最大值時，樣本數據的特征能得到最大程度的反映。

目標函數：

約束條件：

(4) 基于遺傳算法的投影值計算。利用MATLAB中遺傳算法工具箱優化投影方向，求得最優投影向量，將帶入公式(2)得出投影值()。

(5) 綜合分析。通過對最優投影方向以及投影值()的數值分析，得出最終的量化結果。

3 實證分析

3.1 數據來源

采用業內專家根據各指標對唐山地區3家國有礦山企業生產狀況進行打分。采用李克特量表法進行設計，規定(9，7，5，3，1)=(優秀、較好、一般、較差、差)，8，6，4，2介于好與差的評分之間。結果見表2。

3.2 模型求解

將表2數據代入到基于投影尋蹤的企業安全生產狀況評價模型中按照PP模型的求解步驟，利用MATLAB軟件自帶的遺傳算法工具箱求得最優投影向量′，將(，)和′代入公式(2)得到最佳投影值()，運算結果見表3~表4。參考表5礦山企業安全生產狀況等級劃分得到最終的量化結果。

表2 各企業得分情況

表3 基于PP模型的礦山企業安全生產狀況指標體系貢獻率

表4 基于PP模型的礦山安全生產評價結果

表5 基于PP礦山企業安全生產狀況等級劃分

4 結 論

(1) 考慮現階段礦山企業安全生產狀況評價結果不理想等原因，提出PP模型的企業安全生產水平評價方法，構建企業安全生產水平指標體系，以期對我國礦山企業安全生產水平進行量化分析。

(2) 依據表4的計算結果可知，投影指標值(丙)＞(甲)＞(乙)，即丙企業安全生產水平最好，等級為優秀；其次為甲企業，企業安全狀況等級為一般；乙企業等級較差，企業安全生產水平有待提高。

(3) 由最優投影方向大小排序可知，專業人員素質對企業安全生產水平影響最大，′為0.4219；其次為設備安全性，其值為0.3825；周圍環境對企業安全生產水平影響最小，最優投影向量值為0.0689。從企業安全生產水平貢獻率可以看出，安全管理占企業安全生產水平的主導地位，其次為安全技術、安全環境、安全教育。

[1]

[2] 孫繼平.煤礦安全生產理念研究[J].煤炭學報,2011,36(2): 313?316.

[3] 趙春俠.我國煤礦生產安全事故統計分析及預測[D].綿陽:西南科技大學,2017.

[4] 侯萬榮,李體剛,趙淑華,等.我國礦產資源綜合利用現狀及對策[J].采礦技術,2006,6(3):63?66,113.

[5] 賴運美.論述凡口鉛鋅礦安全管理新思路[J].采礦技術,2018,18(4):61?62.

[6] 杜春穎,李玉明.基于投影尋蹤模型的企業文化測量研究[J].黑龍江八一農墾大學學報,2012,24(3):92?96.

河北省自然科學基金項目(E2016209388).

(2018?08?22)

唐 琦(1989—)，女，河北唐山人，在職研究生，主要從事安全工程方面工作，Email：574009837@qq.com。