唐 琦

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基于PP模型的礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況研究*

唐 琦

(華北理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山市 063210)

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

礦山企業(yè)；安全評價；安全生產(chǎn)；投影尋蹤；最優(yōu)投影方向

礦山企業(yè)一直以來都是安全事故率最高的行業(yè)之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國從2004年到2017年共發(fā)生煤礦事故21199起，導(dǎo)致35642人死亡，死亡人數(shù)約占全球礦難死亡總?cè)藬?shù)的70%，給國家、社會和企業(yè)帶來了重大損失，嚴(yán)重阻礙了我國礦山企業(yè)的發(fā) 展[1?3]。由于影響礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況的因素眾多，一般的評價方法難以達到預(yù)期效果。因此，本文提出基于PP模型的礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況評價方法，在專家打分的基礎(chǔ)上，定量計算出礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)狀況級別以及安全生產(chǎn)狀況的影響因素排序。主觀打分與客觀計算相結(jié)合，有效提高礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況評價的準(zhǔn)確性。

1 礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況指標(biāo)體系

考慮礦山企業(yè)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(jié)合系統(tǒng)工程的思想，建立了礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況指標(biāo)體系[4]。具體結(jié)構(gòu)如表1所示。

2 基于投影尋蹤的礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況模型

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

表1 礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況指標(biāo)體系

(1) 數(shù)據(jù)歸一化處理。假設(shè)樣本原始數(shù)據(jù)集為{′(，)|=1，2，…，；=1，2，…，}，其中，分別為樣本個數(shù)和指標(biāo)個數(shù)。首先對樣本原始數(shù)據(jù)進行歸一化處理：

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

式中，表示為單位長度向量。

則投影指標(biāo)函數(shù)()為：

式中，S、D分別為投影值()的標(biāo)準(zhǔn)差和局部密度。

(3) 優(yōu)化投影指標(biāo)函數(shù)()。()會隨變化而發(fā)生改變，當(dāng)投影指標(biāo)函數(shù)()為最大值時，樣本數(shù)據(jù)的特征能得到最大程度的反映。

目標(biāo)函數(shù)：

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(yōu)化投影方向，求得最優(yōu)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(yōu)投影方向以及投影值()的數(shù)值分析，得出最終的量化結(jié)果。

3 實證分析

3.1 數(shù)據(jù)來源

采用業(yè)內(nèi)專家根據(jù)各指標(biāo)對唐山地區(qū)3家國有礦山企業(yè)生產(chǎn)狀況進行打分。采用李克特量表法進行設(shè)計，規(guī)定(9，7，5，3，1)=(優(yōu)秀、較好、一般、較差、差)，8，6，4，2介于好與差的評分之間。結(jié)果見表2。

3.2 模型求解

將表2數(shù)據(jù)代入到基于投影尋蹤的企業(yè)安全生產(chǎn)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(yōu)投影向量′，將(，)和′代入公式(2)得到最佳投影值()，運算結(jié)果見表3~表4。參考表5礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況等級劃分得到最終的量化結(jié)果。

表2 各企業(yè)得分情況

表3 基于PP模型的礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況指標(biāo)體系貢獻率

表4 基于PP模型的礦山安全生產(chǎn)評價結(jié)果

表5 基于PP礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況等級劃分

4 結(jié) 論

(1) 考慮現(xiàn)階段礦山企業(yè)安全生產(chǎn)狀況評價結(jié)果不理想等原因，提出PP模型的企業(yè)安全生產(chǎn)水平評價方法，構(gòu)建企業(yè)安全生產(chǎn)水平指標(biāo)體系，以期對我國礦山企業(yè)安全生產(chǎn)水平進行量化分析。

(2) 依據(jù)表4的計算結(jié)果可知，投影指標(biāo)值(丙)＞(甲)＞(乙)，即丙企業(yè)安全生產(chǎn)水平最好，等級為優(yōu)秀；其次為甲企業(yè)，企業(yè)安全狀況等級為一般；乙企業(yè)等級較差，企業(yè)安全生產(chǎn)水平有待提高。

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

[1]

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

[3] 趙春俠.我國煤礦生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計分析及預(yù)測[D].綿陽:西南科技大學(xué),2017.

[4] 侯萬榮,李體剛,趙淑華,等.我國礦產(chǎn)資源綜合利用現(xiàn)狀及對策[J].采礦技術(shù),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(shù),2018,18(4):61?62.

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

河北省自然科學(xué)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。