趙沛宇 郭修琪 許德春 姚 翔

(1. 首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)，北京市豐臺區(qū)，100070；2. 國家礦山應(yīng)急救援中煤新集隊，安徽省淮南市，232171；3. 新興際華集團應(yīng)急研究總院，北京市豐臺區(qū)，100070)

近年來，煤礦企業(yè)重特大事故時有發(fā)生，安全生產(chǎn)形勢依舊嚴峻。十九大報告提出，要健全公共安全體系，完善安全生產(chǎn)責(zé)任制，堅決遏制重特大安全事故，提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力。我國政府高度重視應(yīng)急救援能力建設(shè)工作，做出了一系列重大決策部署，頒發(fā)了《國務(wù)院安委會關(guān)于進一步加強生產(chǎn)安全事故應(yīng)急處置工作的通知》等文件。礦山救護隊作為煤礦企業(yè)事故應(yīng)急救援體系中的“效應(yīng)器”[1]，是處理礦山災(zāi)害事故的職業(yè)性、技術(shù)性并實行軍事化管理的專業(yè)隊伍，為我國煤炭工業(yè)的發(fā)展保駕護航。礦山救護隊在事故救災(zāi)減災(zāi)中起著關(guān)鍵性的作用，其救援能力的高低直接影響救災(zāi)減災(zāi)的整體效能。目前我國對礦山應(yīng)急救援的研究主要集中在礦山企業(yè)的應(yīng)急救援能力評估和提升礦山救護隊救援能力的方式方法上，其中礦山救援能力能否滿足災(zāi)情的需要還有待研究，因此本文以此為研究切入點，通過對我國礦山救護隊進行現(xiàn)場調(diào)研和咨詢領(lǐng)域?qū)＜覙?gòu)建了礦山救護隊救援能力評估體系，然后借助網(wǎng)絡(luò)層次分析模型和超級決策軟件對救護隊救援能力進行評估，使救援指揮中心和救護隊指戰(zhàn)員對自身的救援能力做到心中有數(shù)，為處置災(zāi)情時科學(xué)高效救援提供參考依據(jù)。

1 基于ANP的礦山救護隊救援能力評估模型

1.1 評估體系的構(gòu)建

評估體系的核心與基礎(chǔ)是評估指標的選取，指標選取是否有效、科學(xué)合理直接關(guān)系到評估結(jié)果的準確度和可信度。本文基于文獻[2]中所建立的軍隊核化醫(yī)學(xué)救援隊保障能力評價指標體系，結(jié)合礦山救護隊搶險救災(zāi)特點和相關(guān)標準規(guī)范，采用德爾菲法(向遴選出的10位行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜野l(fā)放調(diào)查問卷，回收問卷對專家反饋的結(jié)果進行整理分析，然后對指標進行調(diào)整和修改，再次對專家進行問卷調(diào)查，再次回收問卷進行整理分析)選取最能反應(yīng)礦山救護隊救援能力的指標作為最終的評估指標，構(gòu)建出如表1所示的礦山救護隊救援能力評估指標體系。

表1 礦山救護隊救援能力評估指標體系

1.2 構(gòu)建ANP的典型結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)層次分析評價模型由網(wǎng)絡(luò)層次分析法(Analytic Network Process，簡稱ANP)發(fā)展形成，它是在層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)的基礎(chǔ)上發(fā)展而形成的一種新的實用決策方法，彌補了層次分析法(AHP)在復(fù)雜決策問題中的缺陷[3]。影響救援能力的指標既相互獨立又存在交叉影響，符合ANP模型的層次性和內(nèi)部元素相互影響的特性，因此本文選用網(wǎng)絡(luò)層次分析法評估模型對礦山救護隊救援能力評估更富有科學(xué)性和適用性。根據(jù)評估指標體系各元素集之間和元素集內(nèi)部以及各指標之間存在的依賴和反饋關(guān)系，建立如圖 1 所示的網(wǎng)絡(luò)層次分析模型。

1.3 基于ANP的指標權(quán)重計算過程

評估模型建立完成后，通過ANP法來求得各指標權(quán)重，然后運用綜合模糊評價來對礦山救護隊的救援能力進行評估。將礦山救護隊的救援能力設(shè)定為目標層元素A，將組織指揮能力、技術(shù)救援能力、救援裝備保障能力和應(yīng)急機動與環(huán)境適應(yīng)能力設(shè)定為準則層元素Bi(i=1，2，3，4)；將準則層包含的 4 個元素組設(shè)定為Ci，Cij表示元素組內(nèi)的元素(j= 1，2，…，n;n為網(wǎng)絡(luò)層中各個元素組內(nèi)元素的個數(shù))，則基于 ANP 的指標權(quán)重計算過程如下。

1.3.1 構(gòu)建判斷矩陣

每一層中各元素的相對重要性都要給出判斷，網(wǎng)絡(luò)層中各元素不僅與本元素組內(nèi)的元素存在影響關(guān)系，也與其他元素組內(nèi)的元素存在依賴和反饋關(guān)系，故根據(jù)特定的標度法，以準則層元素Bi為準則，以網(wǎng)絡(luò)層元素Cij為次準則，進行元素間的優(yōu)勢度比較，形成兩兩判斷矩陣。

1.3.2 構(gòu)建判斷矩陣

由圖1可知，本文的ANP結(jié)構(gòu)屬于典型的內(nèi)部依存的循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由特征根法和排序向量獲得的超矩陣可表示為：

(1)

1.3.3 構(gòu)建賦予權(quán)值的超矩陣和極限超矩陣

顯然超矩陣W中的各個列向量不是歸一化的，首先設(shè)定準則為Bi，設(shè)定次準則為Ci，然后計算Bi中各元素組內(nèi)元素對Ci的重要程度得到所需的判斷矩陣，最后通過對 4 個判斷矩陣進行處理得到權(quán)矩陣[4]。

(2)

圖1 ANP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.4 綜合模糊評價

在完成各個評價指標賦權(quán)和建立評判集的工作后，利用專家打分法獲得模糊評判矩陣[5]。通過公式Fi=Bi·Ri(Fi、Bi、Ri分別表示第i個一級指標的評價向量、第i個一級指標的權(quán)重向量和第i個一級指標的模糊評價矩陣) 計算求得各指標的評價向量。最后結(jié)合評價集加權(quán)求得的礦山救護隊救援能力的綜合評分。由于網(wǎng)絡(luò)層次分析法的計算異常繁瑣復(fù)雜，元素多時用手工計算幾乎不可完成，然而超級決策(Super Decision)軟件很好地解決了這個問題[6]。因此，本文通過超級決策(Super Decision)軟件來求解各一級指標和各二級指標的權(quán)重。

2 實證研究

淮南中煤新集礦山救護隊位于安徽省淮南市，具備國家礦山救援隊伍一級資質(zhì)，是37支礦山類國家救援隊伍之一。本文以淮南中煤新集礦山救護隊為例，根據(jù)建立的礦山救護隊救援能力評估指標體系和ANP評估模型，并采用SD 軟件對該救護隊的救援能力進行評估。

2.1 構(gòu)建ANP結(jié)構(gòu)圖和權(quán)重求解

在超級決策軟件SD中按照如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)層次分析模型圖，通過執(zhí)行菜單欄[Design]、[Cluster]、[Node]、[Node connexions from]等一系列操作命令，創(chuàng)建包含元素組、節(jié)點的指標框架并構(gòu)建出各節(jié)點之間相互依存和反饋關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。邀請多位行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜覍ο嚓P(guān)元素間的重要度打分，將兩兩比較矩陣的結(jié)果錄入SD軟件之中，并進行一致性檢驗。部分過程如圖2所示。

完成所有的判斷矩陣構(gòu)建后，進入主界面執(zhí)行[Computations]、[Unweighted Super Matrix]進行未加權(quán)超級矩陣的計算。完成未加權(quán)的超級矩陣后即可對超級矩陣進行加權(quán)計算，進入主界面執(zhí)行[Computations]、[Weighted Super Matrix]等命令來完成計算。接下來進入主界面執(zhí)行[Computations]、[Limit Matrix]等命令來生成全局的加權(quán)矩陣，執(zhí)行[Computations]、[Priorities]來產(chǎn)生成指標的全局權(quán)重，如表2所示。

表2 礦山救護隊救援能力各評價指標權(quán)重結(jié)果

由表2可得，一級指標( 準則層) 權(quán)重向量B=[0.2153，0.3148，0.2890，0.1809]，二級指標( 網(wǎng)絡(luò)層)權(quán)重向量:B1=[0.4019，0.2648，0.3333]，B2=[0.2459，0.3512， 0.2223，0.1806]，B3=[0.3134，0.2629，0.2114，0.2114]，B4=[0.1506，0.3968，0.4526]。

通過一級指標(準則層) 權(quán)重可得，技術(shù)救援能力和救援裝備保障能力對礦山救護隊的救援能力影響較大，而在二級指標(網(wǎng)絡(luò)層)中，權(quán)重占比較大的因素為安全防護能力、常規(guī)戰(zhàn)備物資保障能力、指揮能力和環(huán)境適應(yīng)能力，所以在條件或資源受限的情況下，提高救援能力方面可以從權(quán)重較大的指標因素著手，提升現(xiàn)有救援裝備的現(xiàn)代化水平，如購置自組網(wǎng)的井下救援通訊系統(tǒng)、可用于實時監(jiān)測分析井下氣體的單兵便攜式終端等新型救援裝備；提升技術(shù)救援能力，可采用系統(tǒng)化的培訓(xùn)教材、引進火區(qū)的封閉新技術(shù)、改進日常教學(xué)訓(xùn)練手段如引進VR技術(shù)，將具體的災(zāi)害進行情景再現(xiàn)，通過VR進行培訓(xùn)教學(xué)等，對救護隊綜合救援能力提高效果更佳。

2.2 模糊綜合評價結(jié)果

為本文的評價模型設(shè)置量化評價集V= (4，3，2，1)= (優(yōu)，良，中，差)。由于在實際評估過程中評價結(jié)果往往不是整數(shù)，所以將這4個等級用區(qū)間來劃分，即( 優(yōu)，良，中，差)= ([4，3.5]，(3.5，2.5]，(2.5，1.5]，(1.5，1])。對10名專家打分的結(jié)果進行歸一化處理，獲得礦山救護隊救援能力各指標的評價結(jié)果，如表3所示。

表3 礦山救護隊各指標評價結(jié)果

由表3可得，一級指標B1的模糊綜合評價矩陣為：

(3)

B1的綜合評價向量F1=B1·R1=[0.2931，0.6068，01000，0]。同理可得B2的綜合評價向量F2=[0.2712，0.5597，0.1691，0]，F(xiàn)3=[0.1677，0.4098，0.2895，0.1320]，F(xiàn)4=[0.2698，0.5453，0.1849，0]。故礦山救護隊救援能力的綜合評價向量D=B·[F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4]T= [0.2458，0.5239，0.1919，0.0381]。

根據(jù)本文的評價準則，將礦山救護隊救援能力綜合評價向量與各等級對應(yīng)的分值相乘求和得到最終的評價分值。經(jīng)計算淮南中煤新集礦山救護隊的救援能力得分為3.36，根據(jù)評價結(jié)果的區(qū)間劃分屬于良。

3 結(jié)論

(1)本文通過調(diào)研和德爾菲法選取最能反應(yīng)礦山救護隊救援能力的指標，構(gòu)建了礦山救護隊救援能力評估體系。針對評價指標之間存在依賴和反饋的關(guān)系，基于 ANP 建立了礦山救護隊救援能力評價模型。

(2)通過一系列操作，在SD軟件中建立了ANP結(jié)構(gòu)圖，并將判斷矩陣的專家打分結(jié)果錄入其中，然后通過求解未加權(quán)超矩陣、加權(quán)超矩陣和極限矩陣，最終得到各指標的權(quán)重。從所得權(quán)重可得到以下結(jié)論：一級指標的相對重要性從高到低，依次為技術(shù)救援能力、救援裝備保障能力、組織和指揮能力和應(yīng)急機動與環(huán)境適應(yīng)能力；其中安全防護能力、常規(guī)戰(zhàn)備物資保障能力、指揮能力和環(huán)境適應(yīng)能力在二級指標中起到主導(dǎo)作用。

(3)將評估模型應(yīng)用到淮南中煤新集礦山救護隊的救援能力評估之中，通過模糊綜合評價獲得該礦山救護隊的救援能力為良。結(jié)合各指標權(quán)重，給出了在資源受限的情況下，集中資源投入指標綜合權(quán)重較大的評判因素之中，使救護隊的救援能力獲得最佳的提升效果。