模糊层次分析法在煤矿安全风险分级管控系统评价中的应用

余 岚，史云飞，马小勇，陈 娜，高 军，王宏斌，盖 轲

(1.陇东学院 能源工程学院，甘肃 庆阳 745000；2.华能庆阳煤电有限责任公司 核桃峪煤矿，甘肃 庆阳 745000；3.庆阳市应急管理局，甘肃 庆阳 745000)

自2016年起全国各煤矿都开始运行风险分级管控系统和隐患排查双控机制，但该系统运行仍处于起步阶段，存在机制不够健全，危险源辨识不全面，风险评估不准确，风险评估方法单一，缺少优化的指标评价体系，进而不能有效地进行总体和分项评价。本文以煤矿运行的风险风级管控系统为研究对象，建立安全风险管控系统评价指标体系，采用定性和定量相结合的模糊层次分析法，把决策者的主观判断和经验融入层级结构模型，逐层分解，经过量化处理，根据权重分析各指标对安全风险管控系统的影响程度，提出总体的风险评价结果，进而实现对风险分级管控系统全流程跟踪检查，采取有效的措施优化风险分级管控系统。

1 模糊层次分析法基本流程

模糊层次分析法是把一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个准则(一级指标)，进而分解成多准则的层次(二级指标)，通过定性定量指标——模糊层次分析量化方法，算出层次单排序和总排序，以作为多目标、多方案优化的系统方法，提出总体的安全风险分级管控系统优化方案。模糊层次分析法的基本步骤：

(1)建立评价指标体系；

(2)构造判断矩阵；

(3)层次一级、二级指标重要度排序及一致性检验；

(4)基于模糊分析法总目标评价过程；

(5)提出风险分级管控系统评价结论和改进措施。

2 评价指标体系的构建

核桃峪煤矿是甘肃省最大的国有重点煤矿，年产量800万吨。该企业自2016年起扎实开展安全风险分级管控工作，通过日度、月度、季度、年度汇总评估分析，梳理出各作业现场的危险源和风险点，由责任单位制定有针对性的专项措施，专业科室对措施跟踪落实，动态检查检验措施的有效性，确保矿井各类安全风险受控。针对该体系本文根据煤矿安全生产标准化流程对煤矿风险分级管理系统的工作机制、风险辨识评价、“1+4”风险辨识程序、管控措施、保障能力等深入分析之后，将相关的影响因素按所属关系划分为若干层。该模型的最上层为目标层即安全风险分级管控系统，一级指标层包括制度要求、危险源辨识与评价、“1+4”辨识程序、保障措施4个层次的一级指标，对一级指标层进一步划分为二级指标层。工作机制划分为组织机构、职责分工、制度建设；危险源辨识划分为人的因素、设备因素、环境因素、管理因素；辨识程序划分为年度辨识评估、日辨识评估、月度辨识评估、旬辨识评估、专项辨识评估；保障措施划分为管控措施、公告警示、教育培训，共计15个二级指标，指标体系详见表1。

3 指标权重计算

3.1 一级指标权重计算

一级指标层权重确定使用九级标度法[1]，采用德尔菲法由煤矿企业专家评议对指标中的因素两两进行比较确定，判断矩阵赋值详见表2。

表1 安全风险管控系统模型评价指标体系

表2 一级指标判断矩阵赋值

九级标度法说明：1—表示两个元素相比，具有同等重要性；3—表示两个元素相比，前者比后者稍重要；5—表示两个元素相比，前者比后者明显重要；7—表示两个元素相比，前者比后者强烈重要；9—表示两个元素相比，前者比后者极端重要；2、4、6、8—表示上述两相邻判断的中值。

(1)判断矩阵赋值

(2)归一化矩阵

表3 归一化矩阵

(3)权重计算

(4)计算最大特征根

=4.139

(5)一致性检验

一致性指标:

一致性比率：

满足一致性检验。

上式中n为矩阵阶数，取4；RI为随机一致性指标(当n取值为1，2，3，4，5，6，7，8，9时，RI的指标分别为0，0，0.58，0.9，1.12，1.24，1.32，1.14，1.45)。

3.2 二级指标权重计算

表4 工作机制判断矩阵及权重计算

表5 危险源辨识判断矩阵及权重计算

表6 1+4辨识程序判断矩阵及权重计算

表7 保障措施判断矩阵及权重计算

4 安全风险分级管控系统总体评价

4.1 模糊评价矩阵的构建及过程

对风险分级管控系统总体评价时，应根据指标体系中一级、二级指标体系从上往下进行评价，指标层的指标评价人员包括行业专家、区、队、班组技术人员、安全检查员等参与，确定总人数为100，评分以调查问卷的方式，确定很好、较好、一般、不太好、差五个评价等级(分值分别为9、7、5、3、1)，根据评价人员确定的等级分值，进行评价隶属度的数据获取[5-7]，其取值计算见表8。

表8 总体评价等级结果表

矩阵中的数据由现场调查评价统计得出(每项二级指标等级的人数除以总人数)，二级指标层的判断矩阵R1、R2、R3、R4如下[7-8]：

根据前述二级指标权重W1、W2、W3、W4和一级指标权重W的评价情况，进行模糊关系的评价，过程如下:

B1=W1×R1

同理计算得出：

模糊评价的五个评价等级得分为9、7、5、3、1，则企业分级管控系统的总体得分为：

因此，该企业风险分级管控系统综合评价为较好等级[9-10]。

4.2 评价结果分析

(1)一级指标权重排序

制度要求、危险源辨识、辨识程序、管控措施权重依次为：0.05、0.5、0.31、0.14，对重要度进行排序：工作机制<管控措施保护<危险源辨识<辨识程序保护，并且危险源辨识和“1+4”辨识程序是风险管控系统的数值远远大于制度要求和管控措施。因此，企业在双控机制运行时应以风险点识别划分为主线，以危险源辨识评价为核心才能有效保障该系统的实施。

(2)二级指标权重排序

组织结构、职责分工、制度建设权重依次为：0.1007、0.2255、0.6738，对重要度进行排序：组织结构<职责分工<制度建设。

人的因素、设备因素、环境因素、管理因素权重依次为：0.047、0.3965、0.1600、0.3965，对重要度进行排序：人的因素<环境因素<设备因素=管理因素。

年度辨识评估、日辨识评估、月辨识评估、旬辨识评估、专项辨识评估权重依次为：0.3207、0.1604、0.1478、0.0504、03207，重要度排序为：旬辨识评估<月辨识评估<日辨识评估<年辨识评估=专项辨识评估。

管理措施、公告警示、教育培训权重依次为：0.7307、0.0809、0.1884，重要度排序：公告警示<教育培训<管理措施。

权重越大，改进的程度相对越大。在制度建设过程中要充分重视制度建设，按照标准、规范进行标准化管理尤其重要。在危险源辨识过程中，一定要十分关注企业固有的环境危险因素(深埋厚煤层、高矿压、高地热、水害、瓦斯、煤尘爆炸等灾害)。

对于具有重大危险源的建设矿井，4次专项辨识是企业的重点，并结合应急管理机制预警和准备阶段的内容进行实时监测和日常监督检查是安全管理的重点，在管控措施方面采取技术手段降低和消除风险，使风险管控的效果更明显，应加强对员工进行安全管理知识和生产技术知识培训，另外，对从事风险级评估人员进行专业培训才能保证该系统运行取得实效。

5 结论

本文构建了安全风险分级管控系统的指标体系，采用模糊层次分析法进行了实例验证，得出以下结论：

(1)结合煤矿安全风险分级管控系统的全过程，建立了科学的评价指标体系，该体系一级指标4个，二级指标15个。

(2)针对核桃峪矿井风险分级管控系统实施情况，采用模糊层次法进行评价，采用PHA法对一、二级指标权重进行了计算，确定了好、较好、一般、不太好、差五个模糊评价等级，并赋予相应的分值，得出该矿井总体安全风险分级管控能力得分。

(3)根据评价结果，提出提升该企业安全风险分级管控能力应从制度建设和加强管理、重视危险源辨识和专项辨识程序、强化固有危险源的管控措施着手提升企业风险分级管控能力[11]。