基于模糊網(wǎng)絡(luò)分析法的尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)模型初步研究

張廣鵬　張林良

摘 要 本文構(gòu)建了尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)將層次分析法、網(wǎng)絡(luò)分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行結(jié)合，初步建立基于模糊網(wǎng)絡(luò)分析法的尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)模型，該模型為尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)分析提供了一種新方法。

關(guān)鍵詞 模糊網(wǎng)絡(luò);尾礦庫(kù);安全評(píng)價(jià)

尾礦庫(kù)是金屬、非金屬礦山用于堆放尾礦或其他廢渣的場(chǎng)所，此外，尾礦庫(kù)壩體較高，庫(kù)中常存有大量水，加之各種不利的管理因素、自然因素等，使尾礦庫(kù)成為一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流的危險(xiǎn)源。尾礦庫(kù)一旦發(fā)生事故，往往會(huì)對(duì)周邊造成較大的生命財(cái)產(chǎn)損失，也對(duì)環(huán)境造成較大影響。

近年來(lái)，尾礦庫(kù)的安全越來(lái)越引起人們的重視，并通過(guò)多種方法對(duì)尾礦庫(kù)的安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。姚景新[1]通過(guò)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)尾礦庫(kù)安全趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè);楊澤[2]等建立了基于SPA模糊聚類(lèi)的綜合評(píng)價(jià)方法;尹君[3]等將集對(duì)分析理論應(yīng)用到對(duì)尾礦庫(kù)的安全評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)中;高振興[4]等運(yùn)用熵值法對(duì)尾礦庫(kù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性進(jìn)行了排序，并根據(jù)突變理論進(jìn)行計(jì)算，得到了尾礦庫(kù)的安全狀況等級(jí);李鳳娟[5]等將AHP與TOPSIS法結(jié)合，建立了尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)模型。

學(xué)者們對(duì)尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)方法的研究具有積極的作用，本文嘗試將模糊綜合評(píng)價(jià)與網(wǎng)絡(luò)分析法結(jié)合，建立模糊網(wǎng)絡(luò)分析模型，以探索尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)的新方法。

1模糊網(wǎng)絡(luò)分析的理論

1.1 層次分析法

層次分析法（AHP）是美國(guó)學(xué)者T.L.saaty于20世紀(jì)70年代初正式提出，近幾十年來(lái)其應(yīng)用已遍及工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)金融、農(nóng)業(yè)、教育等行業(yè)，層次分析法的主要步驟為：

（1）對(duì)系統(tǒng)中各因素間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu);

（2）在某一準(zhǔn)則重要程度進(jìn)行比較，建立判別矩陣;

（3）根據(jù)判別矩陣確定單一準(zhǔn)則下元素的相對(duì)權(quán)重;

（4）對(duì)各層元素合成權(quán)重進(jìn)行計(jì)算和排序。

1.2 網(wǎng)絡(luò)分析法

網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）是層次分析法在依賴(lài)和反饋問(wèn)題中的延伸，是一種能用來(lái)處理具有依賴(lài)和反饋關(guān)系的復(fù)雜決策問(wèn)題的定量化方法。該方法由Saaty教授于1996年提出，網(wǎng)絡(luò)分析法將系統(tǒng)元素劃分為兩大部分，即控制層與網(wǎng)絡(luò)層，典型的網(wǎng)絡(luò)分析法結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 模糊綜合評(píng)價(jià)

模糊綜合評(píng)價(jià)法是運(yùn)用模糊理論對(duì)多因素影響的事物做出評(píng)價(jià)的一種方法，該方法自提出后便在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。模糊綜合評(píng)價(jià)一般步驟如圖2所示。

2尾礦庫(kù)模糊網(wǎng)絡(luò)分析安全評(píng)價(jià)模型

2.1 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

選取的尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)[6]如圖3所示。

2.2 構(gòu)建F-ANP模型

（1）根據(jù)層次分析法原理構(gòu)建指標(biāo)集：

一級(jí)影響因素集：

U={U1，U2，U3}={管理因素，工程因素，地質(zhì)環(huán)境};

二級(jí)影響因素集：

U1={u11，u12，u13}={監(jiān)測(cè)設(shè)備，事故應(yīng)急，日常管理};

U2={u21，u22，u23，u24，u25，u26}={排洪設(shè)施，浸潤(rùn)線高度，現(xiàn)狀壩高，下游坡比，堆積容量，平均粒徑};

U3={u31，u32，u33}={水文地質(zhì)，地震烈度，庫(kù)區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)}。

（2）構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)集

本次安全評(píng)價(jià)模型從各種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)尾礦庫(kù)影響程度的大小考慮，將評(píng)價(jià)等級(jí)分為五個(gè)，即：

V={v1，v2，v3，v4，v5}={高風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)}。

（3）構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣

風(fēng)險(xiǎn)的描述可以用風(fēng)險(xiǎn)損失、發(fā)生概率和可控制性三個(gè)特性來(lái)描述：

R=f（L，P，C）

其中，R——風(fēng)險(xiǎn);

L——風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后造成的損失;

P——風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率;

C——風(fēng)險(xiǎn)的可控制性。

對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)特性進(jìn)行單因素模糊評(píng)判，分別建立U到V的模糊關(guān)系R。通過(guò)對(duì)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，從而得到三種特性對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素的重要程度。

2.3 模糊網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果

在確定尾礦庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)總排序后，可明確哪些二級(jí)指標(biāo)對(duì)尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)的影響，從而反饋到一級(jí)指標(biāo)對(duì)尾礦庫(kù)的影響，得出某項(xiàng)指標(biāo)影響某項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，并確定對(duì)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的影響程度。在具體操作中按照隸屬度最大原則來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)，從而采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，防止或降低風(fēng)險(xiǎn)造成的損失。

3結(jié)論與展望

本文采用模糊網(wǎng)絡(luò)分析法初步構(gòu)建了尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，是在尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論與實(shí)踐上一種新的探索，有助于完善尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)管理理論。該方法可較好地處理各指標(biāo)因素之間的關(guān)聯(lián)，具有一定的實(shí)際意義。但在運(yùn)用中數(shù)據(jù)受專(zhuān)家主觀意見(jiàn)影響較大，其客觀性仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚景新.深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2015.

[2] 楊澤，周科平，康海岳，等.SPA和模糊數(shù)學(xué)在尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[J]. 環(huán)境工程，2016，34（1）：108-111，140.

[3] 尹君，王玉杰，呂林，等. 基于模糊層次和集對(duì)分析的尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)[J]. 金屬礦山，2010（10）：159-161，188.

[4] 高振興，郭進(jìn)平.基于熵值法—突變理論的尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)研究[ED/OL]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/62.1112.tf.20200511.1334.004.html，2020-07-03.

[5] 李鳳娟，章光，劉明澤，等.基于AHP-TOPSIS模型的湖南黃金洞尾礦庫(kù)系統(tǒng)安全綜合評(píng)價(jià)[J].有色金屬（礦山部分），2018，70（3）：70-76.

[6] 魏勇，許開(kāi)立.集對(duì)分析法在尾礦壩穩(wěn)定性安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8（9）：101-105.

作者簡(jiǎn)介

張廣鵬（1987-），男，山東煙臺(tái)人;畢業(yè)院校：山東科技大學(xué)，專(zhuān)業(yè)：采礦工程，學(xué)歷：碩士研究生，現(xiàn)就職單位：重慶朔風(fēng)科技有限公司，研究方向：安全技術(shù)服務(wù)及安全評(píng)價(jià)。