基于G1法-改进熵权法的煤矿机电安全评价及应用

引言

随着科技的不断进步和需求的不断变化,煤矿机电设备的发展趋势必然是更加智能化、自动化[1],这种趋势将为煤矿行业的发展做出重要贡献。煤矿机电设备安全是煤矿安全生产中一个不可忽视的重要部分。

近年来,煤矿机电设备事故不断发生,造成了重大损失,煤矿机电设备安全的重要性受到了越来越多的关注,而安全状态评估是保障煤矿安全的重要手段之一[2—3]。

对煤矿机电设备进行数据收集、分析处理,了解其安全状态和潜在风险,开展风险评估并针对薄弱环节加强管理措施,提高煤矿机电安全水平是当前重要的研究内容。

近些年来,关于煤矿机电安全评价不少专家学者已开展了相关研究[4—7],但所用方法较为单一,据此建立的煤矿机电安全评价体系难以准确找到具体的安全隐患并评估其风险程度。

评价指标体系可以结合定量和定性方法,既考虑数据指标的量化测定,又兼顾专家判断和经验的定性评估[8]。

本文运用G1法和改进熵权法得到指标的主观权重与客观权重,通过最小信息熵原理综合计算确定组合权重,以贵州省某煤矿为应用对象,对评估结果进行分析,对症下药,对煤矿开采薄弱环节加强管理措施,对煤矿高效开采起到了积极作用。

1评价体系指标权重的确定方法

1.1相对主观权重的确定

序关系分析法(G1法)是一种用于解决复杂决策问题的分析方法[9]。它是在复杂系统理论的基础上发展起来的,主要用于分析和处理具有序关系的决策问题。

G1法将复杂决策问题表示为一组决策事件的顺序组合或序列。通过分析每个决策事件的影响和关联关系,可以逐步推导出最终的决策结果。

1.2相对客观权重的确定

改进熵权法是一种用于确定决策问题中客观权重的方法,它主要是通过分析各个指标之间的关系,给不同指标分配不同的权重,从而实现对决策问题进行客观的评价和排序[11]。

相比传统的熵权法,改进熵权法所确定的指标权重在提高原本指标权重确定的客观性的基础上,降低了其在确定过程中产生的误差过大的问题,使其更加符合实际情况[12]。

(1)确定各项评价指标的原始数据。

(2)标准化处理各指标数据。

1.3 G1法—改进熵权法确定组合权重

G1法计算得到的主观权重需要一定的主观判断和专业知识的支持,改进熵权法计算得到的客观权重具有客观性强而主观性弱的特点。

2煤矿机电系统安全评价指标体系

2.1机电安全状态评价指标体系

构建和赋权煤矿机电设备安全评价指标体系,是全面、准确地评价煤矿机电设备安全状况的关键步骤。

当前,国内外学者对于煤矿机电安全评价开展了大量研究,但关于机电安全评价考虑的因素仍不够全面,而煤矿机电设备安全评价的关键就是对其指标权重的确定,现从人为因素、机电设备状况、管理组织和环境因素4个方面归纳出影响煤矿机电设备安全状态的16个因素,确定为煤矿机电安全评价指标体系,各指标之间关系如图1所示。

2.2机电系统安全评价体系等级划分

煤矿机电安全评价可以采用评分和评定等级相结合的方法,即根据煤矿机电的实际情况进行定性或定量评估进行评分,评分结果与各指标的组合权重两者相结合得到各二级指标的相对评分,可用于了解煤矿机电设备存在的具体安全隐患及风险程度。

将相对评分累加求和得到煤矿机电安全评价体系安全评分,依据十分制对煤矿机电安全评价等级进行划分,评价等级划分为四级,具体如表2所示。

3结束语

传统的使用单一评价方法进行煤矿机电安全评价具有一定的局限性。本次采用G1法对煤矿机电安全评价体系指标的相对主观权重进行了计算,利用改进熵权法降低了相对客观权重确定过程中产生误差过大的问题,并将两种方法经最小信息熵原理组合得到相对组合权重。将两种方法综合使用后,可以更全面地评估煤矿机电的安全状况,提高评价指标的准确性和可信度。将该方法应用于贵州某矿,对计算结果进行了分析,对症下药,对煤矿开采薄弱环节加强管理措施,使该矿煤矿机电安全水平在短时间内得到了较大的改善,这对煤矿的安全高效生产有着重要意义。