摘要：建立较为简单的矿场安全评价体系，研究基于可拓工程方法、层次分析法的安全现状评价算法，进而通过MATLAB实现。并通过实例运用了这种新的安全评价算法，以鞍钢矿业集团某铁矿安全状况作为分析案例。
　　关键词：铁矿安全现状评价；层次分析；指标体系；可拓工程；算法研究与实现
　　中图分类号：X913.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02
　　目前，国内外常用的安全评价方法有数十种[1]，其各有优缺点。可拓学始于不相容问题的转化规律与解决方法的研究[2]。它以物元为基础建立物元模型来描述矛盾问题，以物元可拓性为依据，以物元变换作为解决矛盾问题的手段，并在可拓集合中，通过建立关联函数对事物的量变和质变过程进行定量描述，即利用可拓域和零界元素对事物的量变和质变进行定量化的描述。它可描述事物的可变性，把是与非的定性描述发展为定量描述，也为解决等级的评判问题提供了一个新的途径。研究中依据铁矿厂安全评价的安全标准和安全评价的各要素，构造了矿厂安全评价的的经典物元和节域物元，应用可拓学的综合评判方法，建立多指标的铁矿厂安全综合评价模型，通过计算其关联度，给出定量的数值评定结果。
　　1 铁矿厂安全现状评价指标体系的建立
　　铁矿安全评价的研究对象是整个生产系统的安全问题，其安全现状评价指标体系统中的因数是相互联系、相互制约的，评价指标的选取是否适宜直接影响评价结果。因此要综合考虑瓦斯、围岩、顶板、水害等几个控制指标，提取鞍钢矿业集团某铁矿安全状况作为总目标层，其中水文地质、技术设备、人员素质、安全教育、环境安全、领导管理水平等6项作为二级指标。
　　2 采用层次分析法确定指标权重
　　2.1 层次分析法的基本原理和步骤
　　20世纪70年代美国运筹学家Saaty针对许多评价对象属性多样，结果复杂，难以完全采用定量方法的问题，提出了著名的层次分析法（The Analytic Hierarchy Process，即AHP）。在运用AHP方法进行评价和决策时，应遵循其基本步骤。
　　2.2 构造判断矩阵并计算排序权重
　　铁矿厂安全现状影响因素递阶层次结构如图1。判断矩阵是层次分析法的主要结构，也是进行指标间相对重要程度（权重）计算的重要依据。根据层次分析法的要求，制定出各层指标两两之间比较的表格，采用按指标重要程度1～9及其倒数的标度方法，通过资料分析、实际调查以及专家评分，权衡各指标两两之间的相对重要程度，构造判断矩阵。
　　根据以上步骤得到二级指标（B层）判断矩阵排序指标权重计算及检验如表1所示。
　　2.3 安全等级计算
　　现以鞍钢矿业集团某铁矿安全现状为例，采用层次分析评价法对其进行整体安全现状评价。根据专家评分，多为专家对各个指标进行评分，然后根据安全等级加权值和标准分值的规定将专家打分归纳到安全等级，最后将对相同指标的各个评价等级的专家数除以总数，得到一个评价指标的安全等级分数。
　　3 用可拓集确定评价安全等级
　　可拓学始于不相容问题的转化规律与解决方法的研究[3]。它以物元为基础建立物元模型来描述矛盾问题，以物元可拓性为依据，以物元变换作为解决矛盾问题的手段，并在可拓集合中，通过建立关联函数对事物的量变和质变过程进行定量描述，即利用可拓域和零界元素对事物的量变和质变进行定量化的描述。
　　3.1 同征物元分析
　　系统安全的物元定义为 其中，R表示物元，N表示事物（影响因素安全等级），C表示事物特征（影响因素），V表示事物特征的量域（影响因素安全等级值化范围）。结合本例特征元的确定。用N表示：N={不安全，较不安全，一般安全，较安全，很安全}。
　　3.2 构建经典域
　　设 是 的同征物元体，则经典域为 ， 是 关于 的量的取值范围 。则相应的节域为 ，P表示安全因素的全体， 是关于 的量的取值范围。
　　3.3 确定待评价物元
　　对影响因素分别进行评价打分，并用物元R表示待评价物元。，P为待评价矿厂的安全级别，R为待评价矿厂， 表示因素， 代表相应因素的安全评价值（专家打分值（表5安全等级部分））。
　　对专家打分进行中和： 。
　　3.4 计算影响系统安全的子系统的关联度
　　对于第j个安全影响因素关于安全等级 的关联度为： （i=1，2，…，n；j=1，2，…，m）
　　其中，
　　根据上式计算安全等级关联度 ，{很安全、较安全、一般安全、较不安全、不安全}={-0.3818、-0.1795、0.2762、-0.3210、-0.5473}， ，所以该铁矿厂的安全等级为一般安全。
　　4 结论
　　（1）基于可拓学和层次分析的铁矿厂区域安全现状评价从多角度、多因素出发，所选取的指标参数的种类和数量可不受限制，可以适用于不同的铁矿厂安全标准的具体特点，能最大限度的利用安检人员得到的数据结果，使评价结果更符合实际。通过层次分析对各个因素的全重进行分析。可拓工程方法可以用来对复杂模糊概念的安全评价得以量化，这对于传统评价方法来说是质的飞跃。
　　（2）使用MATLAB实现基于可拓方法、层次分析法的安全现状评价算法是可行的，方便的。
　　（3）从评价结果可以看出，该方法引入了级别变量特征值，简单易行。可拓安全评价方法不仅可以判定铁矿厂的安全等级，而且可以反映区域的安全程度与安全等级的距离。
　　参考文献：
　　[1]李传贵.安全评价中的方法问题[J].劳动保护科学技术，1997，17（5）：17-18.
　　[2]蔡文.可拓集合和不相容问题[J].科学探索学报，1983（1）：83-97.
　　[3]蔡文，杨春燕，陈文伟，李兴林.可拓集与可拓数据挖掘[M].北京：科学出版社，2008.
本文由秦昌洪 张洋 崔铁军等人通过我们顺利发表在【计算机光盘软件与应用】杂志中，字数：2503,经过作者秦昌洪 张洋 崔铁军同意,为您分享全文，如有疑问，请联系我们！

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