基于AHP-模糊综合评价方法的煤矿应急救援协同能力逐级评价研究

梁 闫， 陈 昊， 魏春宇， 张永领，

(1. 河南理工大学 应急管理学院， 河南 焦作 454003； 2. 河南理工大学 工商管理学院， 河南 焦作 454003)

0 引言

煤矿重大灾害事故具有突发性、破坏性、衍生性的特点，极大地增加了应急救援的难度。如2021年1月，山东省栖霞市笏山金矿发生爆炸， 22人被困，不仅有国家矿山应急救援队、山东黄金、山东地矿局、中国黄金、龙矿集团、牟金、淄博矿务局等15支专业救援队和烟台市消防支队参与救援，还有医疗队伍以及应急管理部和国家卫健委组织的专家队伍参与救援[1]； 2020年12月，重庆市永川区吊水洞煤业井下发生重大火灾事故， 23人被困，除了消防、医疗专业救援队伍参与救援，还有国家隧道应急救援重庆队、国家矿山救援队、国家矿山安监局的专家队伍参与抢险救援[2]； 2020年9月，重庆能投渝新能源有限公司松藻煤矿发生重大火灾事故， 17人被困，不仅有矿山救护队、消防、医疗的专业救援队伍参与应急救援，还有应急管理部、煤矿安全监察局、市国资委和安全生产监督管理部门的专家队伍参与抢险救援[3]。大量煤矿重特大灾害事故应急救援表明，仅仅依靠事发单位的救援力量还不够，还需要跨区域、跨层级、跨部门和跨行业的多主体应急救援力量的协同参与。

近年来应急救援协同受到应急管理部门高度重视的同时，也受到学术界的广泛关注，如朱莉从效率与公平的角度，构建了跨区域协同应急救援路径选择模型[4]； 赖祥威等从数字预案的任务协同角度构建了矿山应急救援流程Petri网络模型[5]； 朱敬聪等从应急救援系统的角度构建了化工园区应急协同ISM-MICMAC因素分析模型[6]； 赵金龙等从应急救援过程的角度，构建了基于Multi-Agent理论的应急协同救援框架[7]。尽管学术界对灾害事故应急救援协同进行了必要的研究并取得了一定成果，但在煤矿领域，重特大灾害事故多元主体参与的应急救援协同能力评价仍缺乏系统深入的研究。因此，本研究尝试在构建煤矿应急救援协同能力评价指标体系的基础上，采用AHP-模糊综合评价法对煤矿应急救援协同能力进行逐级评价，以期为煤矿应急救援协同能力评价提供借鉴。

1 煤矿应急救援协同能力评价指标体系构建

“协同(Synergy)”一词最早来源于古希腊，意为“协调合作”[8]。德国物理学家哈肯于1971年提出了协同的概念，认为协同就是系统各部分之间相互协作，使整个系统形成微观个体层次所不存在的新质的结构与特征[9]，即是多元主体力量通过协同合作而产生的总力量大大超越原有各自功能总和。应急救援协同更加强调多元主体参与合作，来解决应急救援过程中的问题和矛盾，而应急救援协同能力指的是应急救援主体在应急救援过程中整合各种社会资源，与其他应急救援主体合作完成应急救援任务，处理灾害事故的能力。在煤矿重特大灾害事故应急救援过程中，除了事发单位自己的救援力量，还有来自不同单位的专业救援力量，其他企业部门的救援力量、消防救援力量、医疗救援队伍和专家队伍，甚至还有社会救援力量。为了提高煤矿重大灾害事故应急救援的速度、效率和效能，各参与救援主体需要从决策、组织、过程和资源4个层面协同合作，从整体上提高应急救援能力和水平[10]。基于煤矿重大灾害事故应急救援案例，采用文献和访谈调查相结合的方法，构建了煤矿应急救援协同能力评价指标体系，见表 1。

表 1 煤矿应急救援协同能力评价指标体系Tab.1 Evaluation index system of coal mine emergency rescue coordination ability

1.1 决策协同

科学决策是应急救援成败的关键。应急决策各主体应当具备良好的决策能力、参与能力和协同能力[11]。政府有关部门负责人、应急管理专家、应急救援队伍负责人等各决策主体在进行协同决策时，首先需要对灾害事故进行快速高效、科学合理地研判，根据事故的严重程度、救援的复杂性以及当前的技术力量和救援力量等因素制定科学合理的救援目标，然后在严密分析和科学论证的基础上结合灾害事故总体预案和专项预案，制定出多个救援方案，最后根据最优化原则选择最优方案作为最终的实施方案。因此，应急救援决策协同主要包括事故研判协同、目标决策协同、制定救援方案协同和选择最优实施方案协同4个二级指标。

1.2 组织协同

当应急救援最终实施方案确定后就要立刻组织实施救援行动。应急救援组织过程协同包括应急指挥协同、沟通协调协同、后勤保障协同和技术支持协同4个方面。在实施煤矿灾害事故应急救援过程中，由救援指挥部对各救援力量进行统一指挥，同时还要对各参与救援主体进行有效的沟通与协调，防止救援工作的无序和救援现场的混乱。为了保障救援行动快速高效进行，需要对参与救援各主体在交通、通信、电力、救援装备、个人防护、食宿等方面进行协同保障。最后技术支持也要协同协作，发挥技术支持的最大效能。

1.3 过程协同

煤矿灾害事故应急救援全过程各个环节都需要各参与主体通力合作、协同作战[12]。应急救援过程协同包括生命救援协同、应急处置协同、防范次生事故协同、救援辅助协同和善后协同5个方面。首先是在营救被困人员的生命救援过程中，各救援队伍需要通力协同协作； 其次是在事故应急处置等方面也需要协同作战，不仅防范灾害事故扩大，还要防范次生事故灾害的发生； 再次是应急救援辅助的各个方面协同； 最后是应急救援的善后协同。

1.4 资源协同

煤矿灾害事故应急救援所需要的应急资源包括应急救援队伍尤其是专业救援队伍、应急救援装备、应急物资以及相关信息资源等[13]。应急救援队伍尤其是专业救援队伍是救援的中坚力量，由于专业救援队伍可能来自不同的部门，需要纳入统一的调度指挥体系，对来自不同部门的救援装备和应急物资进行统筹协调、有效配置。各类相关信息资源也要协同，确保各类信息共享和各方参与主体获取信息的一致性。

2 基于AHP-模糊综合评价的逐级评价方法分析

模糊综合评价法以模糊数学理论为基础，运用定性与定量相结合的方法对评价对象进行客观公正的评价，具有结果清晰、系统性强等特点，但模糊综合评价法各因素权重的确定往往带有很大的主观性，而层次分析法(AHP)采用主观和客观相结合通过计算判断矩阵特征向量的方法确定权重，使各权重的确定相对更加客观[14]，将层次分析法(AHP)和模糊综合评价法相结合将使评价结果更加科学可信，能更为客观地反映出当前认识水平下的煤矿应急救援协同能力。

基于AHP-模糊综合评价的逐级评价方法的主要思路是，首先根据每个一级指标所辖的二级指标对每个一级指标进行模糊综合评判，其次根据每个一级指标的模糊综合评判结果对应急救援协同能力进行模糊综合评判，最后是根据最大隶属度原则确定最终评价结果。主要步骤如下：

(1)构建评价因素集。根据表 1所示的应急救援协同能力指标体系，分别构建每个一级指标所辖二级指标的评价因素集，用Ui表示：

Ui=(ui1，ui2，…，uin)

(1)

式中，Ui为第i个一级指标；n为第i个一级指标所辖二级指标的数量。

(2)构建评价集。评价集就是评价对象所有可能结果所组成的集合，通常用V表示：

V=(v1，v2，…，vm)

(2)

式中，v代表评价结果；m为评价结果的数量。

(3)确定评价因素的权重。采用AHP法对要素间的相对重要性进行两两判断并构造判断矩阵，然后计算矩阵特征值和特征向量确定权重。分别构造一级指标的权重W和其所辖二级指标的权重向量Wi，其中，i为第i个一级指标。

(4)对每个一级指标所辖二级指标进行评判，分别构造其单因素评判矩阵。

(5)根据二级指标单因素评价矩阵及其相应的权重，对每个一级指标进行模糊综合评判：

Bi=Wi×Ri

(3)

式中，Bi为第i个一级指标的模糊综合评判结果；Wi为第i个一级指标所辖二级指标的权重向量；Ri为第i个一级指标的单因素评判矩阵。

(6)根据模糊综合评判结果，构造一级指标的模糊综合评判矩阵R，然后采用公式B=W×R对一级指标进行模糊综合评判，其中，B为模糊综合评判结果，W为一级指标的权重向量。最后按照最大隶属度原则E=max(B)，确定评价结果。

3 煤矿应急救援协同能力评价应用案例

3.1 煤矿应急救援协同能力评价过程

(1)构建评价因素集

根据表 1所示的煤矿应急救援协同能力评价指标体系，分别构建决策协同、组织协同、过程协同、资源协同4个一级指标的评价子集：U1=(事故研判协同、目标决策协同、制定方案协同、选择最优方案协同)；U2=(应急指挥协同、沟通协调协同、技术支持协同、后勤保障协同)；U3=(生命救援协同、应急处置协同、防范次生事故协同、救援辅助协同、善后协同)；U4=(救援队伍协同、救援装备协同、救援物资协同、信息资源协同)。

(2)建立评价集

将评价结果划分为3个等级，即优秀、中等、差，构建评价集：V=(优秀、中等、差)。

(3)确定指标权重

在征求煤矿应急救援专家建议的基础上，采用AHP计算权重，分别计算出4个一级指标和17个二级指标的权重，如表 2所示。

表 2 各指标的权重及二级指标的评判结果Tab.2 The weight of each indicator and the evaluation results of the second-level indicators

(4)对二级指标进行评判

邀请20位煤矿应急救援专家按照评价集给出的3个评价标准，对每个二级指标进行评判，评判结果如表 2所示。

(5)对一级指标进行模糊综合评判

根据表 2给出的结果，分别计算出每个一级指标所辖二级指标的隶属度，然后构建评判矩阵，如一级指标决策协同的评判矩阵为：

根据一级指标决策协同所辖的4个二级指标的权重(表 2)，构建其权重向量：

对一级指标决策协同进行模糊综合评判：

同理，可以对组织协同、过程协同和资源协同3个一级指标进行模糊综合评判：

(6)最终评价

将决策协同、组织协同、过程协同和资源协同4个一级指标的模糊综合评判结果构建评判矩阵R，根据表 2所示的权重构建一级指标的权重向量W：

采用公式B=W×R对笏山金矿应急救援协同能力进行模糊综合评判：

根据最大隶属度原则，笏山金矿应急救援协同能力最终评价结果为“中等”。

3.2 评价结果分析

山东栖霞笏山金矿应急救援协同能力评价结果为“中等”，表明在笏山金矿事故应急救援过程中，参与救援各主体的应急救援协同能力已经达到合格等级，但仍有进步空间。从决策协同、组织协同、过程协同和资源协同4个一级指标的模糊综合评价结果来看，组织协同和资源协同的等级为“优”，决策协同和过程协同等的级为“中等”，说明从总体上需要从决策协同和过程协同能力两个方面提升应急救援协同能力。

从决策协同、组织协同、过程协同和资源协同4个一级指标所辖二级指标的评判结果来看，事故研判协同、目标决策协同、沟通协调协同、技术支持协同、后勤保障协同、防范次生事故协同、救援辅助协同、善后协同、救援物资协同、信息资源协同的评判结果为“中等”，制定方案协同的评判结果为“差”，因此在制定应急救援能力提升方案时，应从评判结果为“中等”尤其是评判结果为“差”的二级指标入手提高应急救援协同能力。

综上所述，基于AHP-模糊综合评判的煤矿应急救援协同能力逐级评价方法研究，在充分发挥专家作用的同时也减少了人为主观性造成的误差，使评价结果更加科学、更加接近实际情况。该方法不仅能客观评价应急救援协同能力，还能够逐级分析应急救援能力的薄弱环节，分析影响应急救援协同能力的关键因素，可为全面提高应急救援能力提供决策支持。

4 结论