基于SPA的煤矿安全生产标准化考评体系分析

门 鸿

(陕西彬长小庄矿业有限公司，陕西 彬州 713500)

0 引言

在整个煤矿安全生产标准化评级过程中，以《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法(试行)》为统一标准[1]，对全国各地的煤矿进行划分等级[2-3]。然而，各地区煤矿的地质状况，人文环境以及生产条件的差异性，导致以统一的标准评级太过绝对化[4]，不能够客观、准确的反应矿井的安全程度，也不能够有效处理矿井安全生产标准化考评中产生的不确定性因素。

为此，引用集对分析理论对考评体系进行研究，通过对5个矿井安全生产标准化考评得分进行深度分析，以期优化评分体系。

1 集对分析理论

集对分析是赵克勤提出的一种系统分析方法[5-6]。它从事物的确定性与不确定性出发，分别从同、异、反3个方面研究[7-9]，对于某一预先给定的关系来说，当考察任意两个对象，是否具有这种关系时，总会有且仅有以下3种可能中的一种发生：a与b有关系f；a与b没有关系f；a与b有没有关系f，不能确定[10]。

1.1 联系度

所谓集对(Set Pair)即两个集合所组成的一个对子，是由一定联系的两个集合组成的基本单位，也是集对分析和联系数学中最基本的一个概念[11]。其中，a,cj为相对确定的部分，而bi为相对不确定的部分，此时，对于多联系度而言，bi可以继续细分，因此，将联系度表达式μ=a+bi+cj中的b和c进行进一步展开

μ=a+b1i1+b2i2+…+bnin+cj

(1)

μ=a+c1j1+c2j2+…+cnjn+bi

(2)

对集对μ(M,N)进行延伸四元联系数，有其中异的部分可细分为偏同异和偏反异，相比对于问题的解决更加的精确，增强了集对分析的完整性和有效性[12-13]，因此，其表达式可以定义为

(3)

1.2 趋势分析

表1 集对势序

2 安全生产标准化

《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法(试行)》以国家煤矿安全监察局煤安监行管〔2017〕5号文件的形式发布，对煤矿各大系统进行一个深入的检查考评，确保安全生产，标准化考核申报流程如图1所示。

图1 标准化考核申报流程

2.1 评分方法

得分公式：安全生产标准化考评采用满分100分，采用各部分得分乘以相对的权重的方式进行计算。其中，井工矿采用各部分评分表进行打分，考核得分乘以该部分权重之和即为井工煤矿安全生产标准化考核总得分。其公式为

(4)

式中：M—整个矿井的安全生产标准化考核得分；Mi—11个部分分别考核得分；ai—11个部分权重值。

缺项处理：在考核过程中，由于各煤矿的地质条件和生产条件不同，存在一部分标准中未涉及的考核指标，因此采取缺项处理，其公式为

(5)

式中：A—实际所得分数；B—缺项得分数；C—检查得分数。

2.2 考评体系

其中11个参评项目分别为安全风险分级管控(E1)、事故隐患排查治理(E2)、通风(E3)、地质灾害防治与测量(E4)、采煤(E5)、掘进(E6)、机电(E7)、运输(E8)、职业卫生(E9)、安全培训和应急管理(E10)、调度和地面设施(E11)，具体考评指标如图2所示。

图2 安全生产标准化考评指标

3 集对分析法的应用

3.1 集对分析模型构建

考评等级划分：在煤矿安全生产标准化评价体系中，首先建立考评等级划分，将考评等级划分为4个等级,见表2。

表2 安全生产标准化考评等级

待评指标选取：假设具有n个待评指标(矿井数目)，即m个评价标准，文中主要选取5个矿作为待评指标，即n=5,5个煤矿分别用Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ代替，ξ为n个待评指标的评分值，φ第n个待评指标所对应的第m个标准项的评分总值，针对安全生产标准化中11个待评价标准项进行一个系统的分析优化，即m=11。

(6)

待评价标准项优化：依据考评等级的划分，考评结果联系数函数为一个四元联系度表达式，其中，v0,v1,v2,v3,v4为考评等级分界值100,90,80,70,0。x为考评结果的实际值，其中，n为第n个矿井的考评指标；m为第m个专业的考评指标。n=1,2,3,…；k=1,2,3,…。构建函数具体为

μnm=

(7)

平均联系度：在煤矿安全生产标准化考评过程中，基于SPA进行优化，其中，安全生产标准化考评综合评价指标采用平均联系度来表示

(8)

3.2 应用实例

考评结果：通过对5个矿井在11个安全生产标准化考评指标下的评分进行优化，考评标准依据《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法》进行考核评分，考评结果见表3。

表3 陕北地区5个矿安全生产标准化考评结果统计

Ⅰ矿

↓

Ⅱ矿

↓

由均值联系度函数式(8)得到Ⅰ和Ⅱ的均值联系度表达式分别为

同理可得其余3个矿的均值联系度函数分别为

考评结果优化评价指标值：将i1=0.5,i2=-0.5,j=-1带入计算式中可得各个矿井的平均联系度、集对势、悲观势和不确定势，具体考评结果优化评价指标值见表4。

表4 5个矿安全生产标准化考评结果优化评价指标值

考评结果排序：通常联系度的大小与系统的变化趋势呈正相关，在安全生产标准化的考评中，联系度越大，则矿井的考评结果越优，从表4集对分析结果可以看出，5个矿井在联系度中的次序为Ⅴ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ，即Ⅴ和Ⅱ矿相对与其他矿井的评分结果较优，达到标准化的等级也相对越高。从表3的原始考评得分可以看出，其5个矿井的最后得分排序为Ⅴ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ，可以看出，两种方法考评得出的结果排序基本一致。

集对势分析：集对势一般是在c≠0的情况下考虑的，而当c=0时，也就是说其中只存在同一与不确定的因素，不存在对立因素的干扰，从而表明，5个矿井达到安全生产标准化级别的阻力小，有利于其趋向最优化达标。

悲观势分析：针对于悲观势，其反映的是矿井达到最优化安全生产标准化水平的趋势，悲观势越大，达到标准的趋势越明显，5个矿井达标趋势为Ⅴ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ，其中Ⅱ和Ⅴ矿井的悲观势大于1，而其他矿井均小于1，表明在5个矿井同时达到所要求的级别中，Ⅱ和Ⅴ矿井的安全程度更大，达到安全生产标准化水平的概率也就更大。

不确定性分析：不确定性即影响矿井安全生产标准化达标的不确定性因素，其大小通常取决于矿井联系度函数中i的取值，而i的取值一般是由同异i1和偏反异i2共同来决定的，取两者之和。其中，i的取值越大，则矿井达标的不确定性则越大，5个矿井的不确定性排序为Ⅲ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅴ。

4 结论

(1)通过建立四元联系度函数模型，对矿井的考评结果进行了深度分析，细化分析了影响考评过程的客观因素，提高了考评结果的可靠性。

(2)分析了5个矿的考评数据，定量揭示了各考评影响因子的同一性、差异性和对立性，得到了综合多因素的权重联系度参数、集对势、悲观势和不确定性，对矿井达标的优劣程度进行了客观的考量分析，通过分析5个矿井达到所要求的级别的趋势是乐观的。

(3)集对理论对矿井达标的确定与不确定性问题的分析，有利于避免单一化，提高考评的同一度，减少对立度，为安全生产标准化的达标工作提供了科学合理的理论指导，有利于提高矿井的安全生产标准化水平。