楊三軍，朱新菲，譚 波

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京），北京 100083；2.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083）

現(xiàn)階段，煤炭行業(yè)是我國一大能源主體產(chǎn)業(yè)，同時也是我國安全生產(chǎn)中傷亡最多的產(chǎn)業(yè)。由于煤礦系統(tǒng)的復(fù)雜性、工程的巨大性，事故的多樣性等特點，若發(fā)生事故，便很容易產(chǎn)生人員傷亡、財產(chǎn)損失，對社會形成巨大危害。因此，為了削減損失，需要建立合理的礦山應(yīng)急救援隊伍能力指標(biāo)評價體系，提升礦山應(yīng)急救援隊伍能力評價研究，量化礦山救援隊自身應(yīng)急救援隊伍能力，以充分了解自身應(yīng)急救援隊伍能力，為防范事故、提高緊急救援能力提供科學(xué)依據(jù)[1]。

針對礦山應(yīng)急救援隊伍能力評價指標(biāo)的研究，國內(nèi)外諸多學(xué)者都進行了研究，大多是選擇AHP法、模糊綜合評價法等[2-7]。因此，運用云模型法對礦山應(yīng)急救援隊伍能力進行評價，構(gòu)建了由保障系統(tǒng)、制度基礎(chǔ)、綜合體質(zhì)、組織建設(shè)、專業(yè)救援等一、二級指標(biāo)相結(jié)合的綜合評價體系，憑借云理論，設(shè)置了指標(biāo)權(quán)重云，指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云。又基于各評價指標(biāo)信息和云運算規(guī)則得到各指標(biāo)最終評價云，最后和評價標(biāo)準(zhǔn)云相比，確定優(yōu)勢及劣勢指標(biāo)。并應(yīng)用于開灤隊的救援隊伍能力評價中，為國家礦山應(yīng)急救援隊提高礦山事故應(yīng)急救援水平提供參考。

1 礦山應(yīng)急救援隊伍能力評估指標(biāo)模型

為了科學(xué)的對礦山應(yīng)急救援隊伍能力進行評估，就必須處理好評估指標(biāo)的模糊性和不確定性。云模型是一個數(shù)學(xué)模型，它將定性指標(biāo)及其定量數(shù)值轉(zhuǎn)換為3 個數(shù)值特征，期望Ex、熵En和超熵He，對指標(biāo)的模糊性和不確定性進行綜合評判，找出定量數(shù)值的范疇和分布規(guī)律，或?qū)⒍繑?shù)值抽象化，得到適當(dāng)?shù)亩ㄐ悦枋?，使定性描述與定量數(shù)值互相對應(yīng)[8]。因此，建立礦山應(yīng)急救援隊伍能力評估指標(biāo)模型，既能夠處理好礦山應(yīng)急救援系統(tǒng)中多主體、多因素的問題，也可以避免評估系統(tǒng)中的模糊性和不確定性。

1.1 評估指標(biāo)權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)云

1）評估指標(biāo)集。建立評估指標(biāo)集是評估的第一步。根據(jù)礦山事故特點及其救援隊伍能力特征，通過專家調(diào)查和問卷訪談，從一級評估指標(biāo)集Q＝（Q1，Q2，…，Qm，1≤m≤5，）即保障系統(tǒng)、指揮管理、綜合體質(zhì)、組織建設(shè)和專業(yè)救援5 個方面入手，在眾多礦山應(yīng)急救援隊伍能力評估指標(biāo)中選取應(yīng)急響應(yīng)、統(tǒng)一調(diào)配等30 個二級指標(biāo)作為礦山應(yīng)急救援隊伍能力評估指標(biāo)[8]，建立二級評估指標(biāo)集V＝（V1Q1，V2Q1，…，V30Q5），礦山應(yīng)急救援隊伍能力評價指標(biāo)如圖1。

圖1 礦山應(yīng)急救援隊伍能力評價指標(biāo)Fig.1 Evaluation index of mine emergency rescue capability

2）確定評估指標(biāo)權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)云。由二級指標(biāo)集可知礦山應(yīng)急救援隊伍能力評估指標(biāo)既有定性指標(biāo)，也有定量指標(biāo)，無法準(zhǔn)確量化各指標(biāo)權(quán)重值，但評估指標(biāo)的權(quán)重值又是極為重要的。因此規(guī)定指標(biāo)權(quán)重值A(chǔ)＝（A1，A2，…，A5）的數(shù)域為［0，1］，選擇AP（1≤p≤5）即定性語言值來表示所評估指標(biāo)的重要性，有5 個評判標(biāo)準(zhǔn)：“極重要A1”、“ 很重要A2”、“相對重要A3”、“不重要A4”和“很不重要A5”來表示所評估指標(biāo)的重要性。并且對AP（1≤p≤5）進行專家打分Ri（Ri表示第i 位專家打分，且0≤Ri≤1，1≤i≤n），而后使用云模型的逆向云發(fā)生器算法計算AP的數(shù)字特征（ExAp，EnAp，HeAp），即評估指標(biāo)權(quán)重初始云。根據(jù)評估指標(biāo)權(quán)重初始云（ExAp，EnAp，HeAp），可以用正向云發(fā)生器得到指標(biāo)權(quán)重云圖；若專家未達成一致認識，則需要反復(fù)多次，逐步減少差異，得到最終的權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)云。通過統(tǒng)計計算，得到最終的權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)云：A1（0.995，0.064，0.002）、A2（0.785，0.055，0.005）、A3（0.545，0.055，0.005）、A4（0.285，0.055，0.005）、A5（0.015，0.064，0.002）。評估指標(biāo)權(quán)重初始云計算如下：

1.2 評估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云

由于評估指標(biāo)不全是定性或定量指標(biāo)，因此采用定性語言值對礦山應(yīng)急救援隊伍能力進行評價，由于篇幅限制，僅選取部分指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)，指揮管理指標(biāo)評估標(biāo)準(zhǔn)見表1。假定用定性語言值“不及格”、“及格”、“良好”、“優(yōu)秀”等4 個等級表示礦山應(yīng)急救援隊伍能力評估指標(biāo)的優(yōu)劣程度，且每一個定性語言值的數(shù)域都在［0，1］之間。

表1 指揮管理指標(biāo)評估標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for evaluation of command and management indicators

設(shè)置定性語言值的數(shù)值區(qū)間為［Kmin，Kmax］，Kmin為雙邊約束下的最小值，Kmax為雙邊約束下的最大值，基于正態(tài)云來闡釋各定性語言值，即云模型的云數(shù)字特征為[9]：

式中：α 為1 個常數(shù)，它的大小是通過評語來特別調(diào)整的。

在專家咨詢和問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定4 個評價等級的數(shù)值分布范圍及其云數(shù)字特征，得到評估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云，評估等級數(shù)值分布范圍及其云數(shù)字特征見表2，評估等級的正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)云如圖2。

表2 評估等級數(shù)值分布范圍及其云數(shù)字特征Table 2 Numerical distribution ranges and cloud digital features of evaluation levels

圖2 指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)云圖Fig.2 Evaluation standard cloud of indexes

1.3 應(yīng)急救援隊伍能力評估

應(yīng)急救援隊伍能力評估，是指專家根據(jù)某應(yīng)急救援隊伍能力，依據(jù)指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)云打出各二級指標(biāo)評價值，得到各二級指標(biāo)評價云；再借助各指標(biāo)權(quán)重云，采用云運算規(guī)則，得出各應(yīng)急救援隊伍能力一級指標(biāo)評價云；最后將各應(yīng)急救援力量能力一級指標(biāo)評價云和評價標(biāo)準(zhǔn)云比較，評出優(yōu)勢指標(biāo)。

1）確定評估指標(biāo)評價云。一級評估指標(biāo)集為Q=（Q1，Q2，…，Qm，1≤m≤5），二級評估指標(biāo)集為V＝（V1，V2，…，V30）。經(jīng)專家打分決定二級指標(biāo)評價值，選擇L 位專家學(xué)者對二級指標(biāo)進行打分，則對于評估指標(biāo)VtQm（VtQm為應(yīng)急救援力量能力一級指標(biāo)Qm的第t 個指標(biāo)，1≤m≤5，1≤t≤30）的L 個評價值來說，VtQm的數(shù)字特征首先使用逆向云發(fā)生器算法得出，然后使用正向云發(fā)生器創(chuàng)建評估云圖；根據(jù)VtQm評估云圖上云滴的凌亂程度，逐漸控制專家打分，直到專家認識一致并且得到二級指標(biāo)最終評價云VtQm（Ex（VtQm），En（VtQm），He（VtQm））。

2）確定應(yīng)急救援隊伍能力評價云。根據(jù)二級評估指標(biāo)VtQm的最終評價云，得出應(yīng)急救援隊伍能力各一級指標(biāo)Qm最終評價云；同時結(jié)合指標(biāo)權(quán)重云，采用云運算規(guī)則[10]，按照式（5）可得某隊?wèi)?yīng)急救援隊伍能力一級指標(biāo)Qm的評價云Qm（ExQm，EnQm，HeQm）。

式中：AVtQm為與VtQm評價云相對應(yīng)的權(quán)重云，AVtQ∈A。

3）應(yīng)急救援隊伍能力指標(biāo)優(yōu)選。將應(yīng)急救援隊伍能力各一級指標(biāo)評價云Qm與評價標(biāo)準(zhǔn)云比較，判斷Qm在標(biāo)準(zhǔn)云中的位置（即評價等級）并評選出優(yōu)勢指標(biāo)。

2 實證研究

選擇國家礦山應(yīng)急救援隊開灤隊為調(diào)研對象，開灤隊以礦山救護大隊、搶險排水大隊、救援鉆探大隊、醫(yī)療急救大隊和專家組“四隊一組”為組織架構(gòu)[9]，共計54 個小隊，負責(zé)河北、北京、天津、遼寧、山東；內(nèi)蒙古赤峰、通遼市的重大礦山事故及社會災(zāi)害的緊急救援任務(wù)，和全國大規(guī)模深井排水事故救援和礦山救援培訓(xùn)任務(wù)。同時配備了高揚程排水設(shè)備、350 t 大型吊裝設(shè)備、大口徑鉆機、衛(wèi)星通訊指揮車、多功能救援裝備保障車等大型設(shè)備和正壓氧氣呼吸器、氣體檢測、破拆、急救等救援裝備。評介過程如下：

1）確定指標(biāo)權(quán)重云。經(jīng)過調(diào)研，專家認為：①極重要指標(biāo)6 個：接警響應(yīng)V1、專家配備V4、決策建言V5、預(yù)案調(diào)整V7、身體耐力V21、心理應(yīng)激能力V21；②較重要指標(biāo)12 個：應(yīng)急培訓(xùn)與演練V13、危險源辨識V14、救援反應(yīng)速度V15、救援技術(shù)應(yīng)用V16、救援裝備操作V17、救援知識掌握V18、緊急救護技術(shù)V19、身體力爆發(fā)力V20、高壓耐受能力V23、裝備資源支持V24、救援技術(shù)支持V26、應(yīng)急通信系統(tǒng)V28；③一般重要指標(biāo)12 個：統(tǒng)一指揮V2、危機控制V3、應(yīng)急預(yù)案V6、恢復(fù)總結(jié)V8、預(yù)防檢查V9、規(guī)章制度建設(shè)V10、機構(gòu)設(shè)置與分工V11、公共宣傳與教育V12、醫(yī)療資源支持V25、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)V27、應(yīng)急后勤保障V29、應(yīng)急資金保障V30。極重要指標(biāo)V1、V4、V5、V7、V21、V22評估指標(biāo)權(quán)重云為（0.900，0.058，0.003），較重要指標(biāo)V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19、V20、V23、V24、V26、V28評估指標(biāo)權(quán)重云為（0.850，0.040，0.005），一般重要指標(biāo)V2、V3、V6、V8、V9、V10、V11、V12、V25、V27、V29、V30評估指標(biāo)權(quán)重云為（0.800，0.083，0.005）。

2）計算指標(biāo)評價云。基于開灤隊的實際狀況，8位專家根據(jù)表2 的評價數(shù)值分布區(qū)間對30 個評估指標(biāo)進行打分，開灤隊各評估指標(biāo)專家打分表（略）。在對指標(biāo)評價打分的基礎(chǔ)上，運用式（1）～式（3）即逆向云發(fā)生器算法計算指標(biāo)評價初始評價云，再借助正向云發(fā)生器生成初始評價云的評價云圖。以應(yīng)急響應(yīng)V1Q1為例，V1Q1初始評價云為（0.896，0.057，0.073），V1Q1初始正態(tài)評價云圖如圖3。由圖3 可知，云滴混亂程度較大，說明專家未形成一致認識。因此，經(jīng)過專家深入研究，確定V1Q1最終評價云為（0.910，0.019，0.005），V1Q1最終正態(tài)評價云圖如圖4。

圖3 V1Q1 初始正態(tài)評價云圖Fig.3 Initial normality evaluation cloud of V1Q1

圖4 V1Q1 最終正態(tài)評價云圖Fig.4 Final normality evaluation cloud of V1Q1

3）計算評估標(biāo)準(zhǔn)評價云。計算出各指標(biāo)最終評價云和相應(yīng)的權(quán)重云后，結(jié)合式（5）和云運算規(guī)則，得到一級指標(biāo)Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的評價云。開灤隊各評估指標(biāo)最終評價云見表3。

表3 開灤隊各評估指標(biāo)最終評價云Table 3 Final evaluation cloud of each evaluation index of Kailuan team

4）確定優(yōu)勢指標(biāo)能力。把各一級指標(biāo)的評價云與評價標(biāo)準(zhǔn)云進行比較，將各評價云圖在標(biāo)準(zhǔn)云圖上表示，各一級指標(biāo)評價云與評價標(biāo)準(zhǔn)云比較圖如圖5。由圖5 可知，Q4＞Q1＞Q3＞Q5＞Q2，所以優(yōu)勢指標(biāo)能力為Q4、Q1。

圖5 各一級指標(biāo)評價云與評價標(biāo)準(zhǔn)云比較圖Fig.5 Comparison chart between first-degree evaluation cloud and evaluation standard cloud

通過研究可以看出：開灤隊的Q1、Q4指標(biāo)評價云處于良好至優(yōu)秀區(qū)間中并且傾向于優(yōu)秀；Q2、Q3、Q5指標(biāo)評價云處于及格和良好區(qū)間中并且傾向于良好。

把開灤隊各評估指標(biāo)評價云與評價標(biāo)準(zhǔn)云相比，可以看出指揮管理指標(biāo)和綜合體質(zhì)指標(biāo)幾乎都優(yōu)于組織建設(shè)、專業(yè)救援、保障系統(tǒng)指標(biāo)。這表明：開灤隊的應(yīng)急救援隊伍能力中指揮管理能力，綜合體質(zhì)能力較好，但專業(yè)救援、組織建設(shè)、保障系統(tǒng)等指標(biāo)卻存在一定不足，建議開灤隊繼續(xù)保持其優(yōu)勢指標(biāo)，加強劣勢指標(biāo)能力，提高礦山應(yīng)急救援隊伍能力水平。

3 結(jié) 語

為了更好的解決應(yīng)急救援隊伍能力中評估指標(biāo)的模糊性和不確定性，基于煤礦事故救援特點，借助云模型對礦山應(yīng)急救援隊伍能力進行評價，確定指標(biāo)權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)云和評價標(biāo)準(zhǔn)云，構(gòu)建礦山應(yīng)急救援隊伍能力評價云模型。相對于傳統(tǒng)的評價方法來說，基于云模型的定性評價方法適用性較強，同時評價結(jié)果詳細深刻。