模糊层次分析法在矿井安全综合评价中的应用
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（． １淄博矿业集团有 限公司 岱庄煤矿。 山东 济宁 ２ ２０ ；． 华神东煤 炭集团 上湾煤矿， ７ ０ ０２神 内蒙古 鄂尔多斯 ０ ７０ ； １ ２９ ３ 中国矿业大学 安全工程学院， ． 江苏 徐州 ２ １ １ ； ． ２ ｌ ６ ４煤炭资源与安全开采 国家重点实验室， 江苏 徐州 ２ １ ０ ） ２ ０８
［ 中图分类号 ］Ｘ １． 文献标识码 ］Ｂ ［ ９３ ４［ 文章编号 ］１７ ＿ ４（ １） １６０ ６２９ ３ ００ ２ ３ — ９ ２ ０ ３
Ｏ 引 言
煤 矿安 全是 矿井生 产工作 的重 中之重 ，这 就 要求矿 山技 术和管 理部 门在生 产过程 中对煤矿 进 行 安全评 价 ，通过 安全评 价来 确定生 产 系统 的危
１ ≥ｍ１ ０
『 Ｔ ．
模糊 数学 的 方法 充 分 考 虑 个 人 判 断 的模 糊
（ ≥ ） ＝
ｆ 】 ≥
）（ －ｔ －） ｍ１／
－
（） ２
性， 从而较好地解决了判断模糊性的问题 ， 因而受 到众多学者的重视 ［ ３ ］ 。但在安全评价方面国内尚
未 见到相关 报道 。 文在 前人研 究 的基 础上 ， 本 对层 次 分析法在 模糊 环境下 做 了必要 的扩 展— — 引入 三 角模 糊数 的概念 ，这 样可 以在充分 考 虑个人 判 断 的模 糊性 的基 础上 使判 断矩 阵构 造 更加 合 理 ， 首 次采用基 于模糊 层次 分析方 法建立 矿井 安全 评 价模 型并进 行 了实 例分 析 。
的 可 能程 度 ， Ｊ ｓ， … ， 表示 三 角模 糊 数 （ ≥Ｊ Ｓ， Ｊ） ｓ ｓ ｓ大于等 于 个 三角模糊 数 Ｓ的可能程度 ， ： 则
Ｉ Ｓ 】 ， ， ） ｉＶ Ｓ ） ， ≥Ｓ， … ＝ｍ ｎ （ ￣ （ ＞
令 ｄ（ Ｇ）表 示 一个 准 则 Ｇ优 于 其他 准 则 的 纯测量度 ， 知 ： Ｃ）ｍｎ （ 可 ｄ（ ｉ ｉＶ Ｓ ） ＝ ＞
环境系统分析方法 ，确定煤矿安全状况为总 目标
１６ ３
ｄｉ Ｏ３６ ／ ｓｎ１７ － ９ ３２ １．２０ １ ｏ： ．９ ９ｊ ｓ ． ２ ９ ４ ．０００ ．６ ｌ ｊ ６
能 源 技 术 与 管 理
２１ 第 ２ ００年 期
糊 层 次 分 衍 法 矽 井 金 像 舍 评 价 中钓 应 用
房其贤 来志伟 徐 ， ， 杨３ ， ４
全系统状 态起 着重 要 的影 响作 用 。
１７ ３
２ 煤矿安全评价指标体 系的建立
在 对煤矿 安全 状况调 查 、 析 的基础 上 ， 着 分 本
反 映人员 素质 的主要 指标 有安 全意识 、技 术
水平 、 文化水平及人员结构等。
２３ 技术 装备 ．
涵盖 井下 生产 系统所 有环 节原 则并 采用 人 一机 一
［ 摘
要 ］ 结合 目前煤矿 灾害事故的特点和规律 ，根据影 煤矿安全的因素建立 了煤矿安全 向
性评 价指 标体 系 ， 次采 用模 糊层 次分 析 法（ Ａ 首 Ｆ ＨＰ） 立煤矿 安全 综合评 价模 型 并 建 进 行 了实例分 析 。结果表 明 ，通过 该 方法 来确 定煤矿 安全 评价 的指 标权 重是 可行 的 ， 有一 定 的理 论意 义和 实用价值 。 具 ［ 关键 词 ］ 煤 矿 ； 全评 价 ； 安 模糊 层 次分析 法
（
其它
定义 ２ 令 表示 模糊判 断矩 阵 中第 个评
价准则相对第 个评价准则 的重要程度值 ， Ｓ表 示模 糊 判断矩 阵 中第 个 评 价准 则相 对其 他所 有 准则的综合重要程度值 ， ．可用公式（计算。 则ｓ ３ ）
ｍ ｒ ｎ ｍ １— １
Ｓ∑ Ｉ ． ＝２ ， ３ ｉ ｏ∑∑ ｌ， ｍ（ ，… ）
险状态 ， 以便采取相应的预防措施 ， 以最少的投资 来实现本质安全化。因此如何结合煤矿生产系统
的特点 ，建立 有效 的评价 理论 和方法 来评 价矿 井 生 产 系 统 的 危 险 程 度 是 一 个 迫 切 需 要 的 新 课
题［ 。
两个 三角模 糊数 ， Ｍ２ 则 ≥Ｍ。 可能性 程度 为 ：
ｌ
０
ｘｌ ＜
（ ） ）－ ＝ ／ｍ ｛ １ （） ｍ Ｍ
ｌ ０
（ ， ｕｏ １ ｍ， ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｘｕ ＞
（ １ ）
式 中 ，和 １分别 表示 支 撑 的下界 和上界 ， Ｚ １ ， 而 ｍ 为 的中值 。 一般地 ， 三角模 糊数 可记 为
定义 １ 设 Ｍｌ（１ ，１和 Ｍ２（ ， ２／） ： Ｚ ｍｌＵ） ， ＝ １ ｍ ，２是 ２ １ ．
， ｌ Ｌ ：ｌ ＝１
定义 ３ 令 ｖ ｓ≥Ｊ） （ ｓ 表示 三角模糊 数 Ｓ≥ｓ
１ 研 究方 法
层 次分 析法 （Ｈ ） 美 国匹兹 堡 大学 教 授 萨 Ａ Ｐ是 蒂首先 提 出的一种 多 目标 、多 准则 的决策分 析 方
法。 然而 Ａ Ｐ在 构造 判断矩 阵时没 有考 虑到人 的 Ｈ
于是可以得到所有准则的权重 向量为：
＝
（ Ｃ ）ｄ （ ） … ， ） ｄ（ ，， ， ｄ（ ）
经过 归一化 处理 ，可 以得出每 个准则 的归 一 化权 重值 ：
Ｗ （ Ｃ ）ｄ ） … ， （ ａ ） ＝ （ ，（ ， ｄ Ｃ ）
２ １ 年第 ２ ００ 期
房其贤， 模糊层次分析法在矿井安全综合评价中的应用 等
判断模 糊性 ， 同时在一 致性 检 验时 过 于复杂 ， 实 用 程度 不高 。 为能 更好地 反映 主观判 断 的模糊 性 ， 本 文运用 模糊层 次 分析方法 对矿 井安 全的影 响 因 素 进行综 合分析 。 设 尺为 论 域 ， 上 的 模 糊 数 为 三 角 模 糊 数， 则 的隶属 函数 ： 可 以定义 为 ：
［ 中图分类号 ］Ｘ １． 文献标识码 ］Ｂ ［ ９３ ４［ 文章编号 ］１７ ＿ ４（ １） １６０ ６２９ ３ ００ ２ ３ — ９ ２ ０ ３
Ｏ 引 言
煤 矿安 全是 矿井生 产工作 的重 中之重 ，这 就 要求矿 山技 术和管 理部 门在生 产过程 中对煤矿 进 行 安全评 价 ，通过 安全评 价来 确定生 产 系统 的危
１ ≥ｍ１ ０
『 Ｔ ．
模糊 数学 的 方法 充 分 考 虑 个 人 判 断 的模 糊
（ ≥ ） ＝
ｆ 】 ≥
）（ －ｔ －） ｍ１／
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（） ２
性， 从而较好地解决了判断模糊性的问题 ， 因而受 到众多学者的重视 ［ ３ ］ 。但在安全评价方面国内尚
未 见到相关 报道 。 文在 前人研 究 的基 础上 ， 本 对层 次 分析法在 模糊 环境下 做 了必要 的扩 展— — 引入 三 角模 糊数 的概念 ，这 样可 以在充分 考 虑个人 判 断 的模 糊性 的基 础上 使判 断矩 阵构 造 更加 合 理 ， 首 次采用基 于模糊 层次 分析方 法建立 矿井 安全 评 价模 型并进 行 了实 例分 析 。
的 可 能程 度 ， Ｊ ｓ， … ， 表示 三 角模 糊 数 （ ≥Ｊ Ｓ， Ｊ） ｓ ｓ ｓ大于等 于 个 三角模糊 数 Ｓ的可能程度 ， ： 则
Ｉ Ｓ 】 ， ， ） ｉＶ Ｓ ） ， ≥Ｓ， … ＝ｍ ｎ （ ￣ （ ＞
令 ｄ（ Ｇ）表 示 一个 准 则 Ｇ优 于 其他 准 则 的 纯测量度 ， 知 ： Ｃ）ｍｎ （ 可 ｄ（ ｉ ｉＶ Ｓ ） ＝ ＞
环境系统分析方法 ，确定煤矿安全状况为总 目标
１６ ３
ｄｉ Ｏ３６ ／ ｓｎ１７ － ９ ３２ １．２０ １ ｏ： ．９ ９ｊ ｓ ． ２ ９ ４ ．０００ ．６ ｌ ｊ ６
能 源 技 术 与 管 理
２１ 第 ２ ００年 期
糊 层 次 分 衍 法 矽 井 金 像 舍 评 价 中钓 应 用
房其贤 来志伟 徐 ， ， 杨３ ， ４
全系统状 态起 着重 要 的影 响作 用 。
１７ ３
２ 煤矿安全评价指标体 系的建立
在 对煤矿 安全 状况调 查 、 析 的基础 上 ， 着 分 本
反 映人员 素质 的主要 指标 有安 全意识 、技 术
水平 、 文化水平及人员结构等。
２３ 技术 装备 ．
涵盖 井下 生产 系统所 有环 节原 则并 采用 人 一机 一
［ 摘
要 ］ 结合 目前煤矿 灾害事故的特点和规律 ，根据影 煤矿安全的因素建立 了煤矿安全 向
性评 价指 标体 系 ， 次采 用模 糊层 次分 析 法（ Ａ 首 Ｆ ＨＰ） 立煤矿 安全 综合评 价模 型 并 建 进 行 了实例分 析 。结果表 明 ，通过 该 方法 来确 定煤矿 安全 评价 的指 标权 重是 可行 的 ， 有一 定 的理 论意 义和 实用价值 。 具 ［ 关键 词 ］ 煤 矿 ； 全评 价 ； 安 模糊 层 次分析 法
（
其它
定义 ２ 令 表示 模糊判 断矩 阵 中第 个评
价准则相对第 个评价准则 的重要程度值 ， Ｓ表 示模 糊 判断矩 阵 中第 个 评 价准 则相 对其 他所 有 准则的综合重要程度值 ， ．可用公式（计算。 则ｓ ３ ）
ｍ ｒ ｎ ｍ １— １
Ｓ∑ Ｉ ． ＝２ ， ３ ｉ ｏ∑∑ ｌ， ｍ（ ，… ）
险状态 ， 以便采取相应的预防措施 ， 以最少的投资 来实现本质安全化。因此如何结合煤矿生产系统
的特点 ，建立 有效 的评价 理论 和方法 来评 价矿 井 生 产 系 统 的 危 险 程 度 是 一 个 迫 切 需 要 的 新 课
题［ 。
两个 三角模 糊数 ， Ｍ２ 则 ≥Ｍ。 可能性 程度 为 ：
ｌ
０
ｘｌ ＜
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ｌ ０
（ ， ｕｏ １ ｍ， ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｘｕ ＞
（ １ ）
式 中 ，和 １分别 表示 支 撑 的下界 和上界 ， Ｚ １ ， 而 ｍ 为 的中值 。 一般地 ， 三角模 糊数 可记 为
定义 １ 设 Ｍｌ（１ ，１和 Ｍ２（ ， ２／） ： Ｚ ｍｌＵ） ， ＝ １ ｍ ，２是 ２ １ ．
， ｌ Ｌ ：ｌ ＝１
定义 ３ 令 ｖ ｓ≥Ｊ） （ ｓ 表示 三角模糊 数 Ｓ≥ｓ
１ 研 究方 法
层 次分 析法 （Ｈ ） 美 国匹兹 堡 大学 教 授 萨 Ａ Ｐ是 蒂首先 提 出的一种 多 目标 、多 准则 的决策分 析 方
法。 然而 Ａ Ｐ在 构造 判断矩 阵时没 有考 虑到人 的 Ｈ
于是可以得到所有准则的权重 向量为：
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经过 归一化 处理 ，可 以得出每 个准则 的归 一 化权 重值 ：
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２ １ 年第 ２ ００ 期
房其贤， 模糊层次分析法在矿井安全综合评价中的应用 等
判断模 糊性 ， 同时在一 致性 检 验时 过 于复杂 ， 实 用 程度 不高 。 为能 更好地 反映 主观判 断 的模糊 性 ， 本 文运用 模糊层 次 分析方法 对矿 井安 全的影 响 因 素 进行综 合分析 。 设 尺为 论 域 ， 上 的 模 糊 数 为 三 角 模 糊 数， 则 的隶属 函数 ： 可 以定义 为 ：
