邢 雪

（商洛學院經濟管理學院 商洛 726000）

1 引言

尾礦庫安全評價是一個典型的多屬性決策問題，由于信息的模糊性和不確定性的存在，因而很難用定量方法來解決［1］。許多學者在這一問題上進行了研究，如江雅勤等［2］結合多元統(tǒng)計分析中的判別分析思想，建立尾礦庫安全等級評價的Fisher判別模型。陽富強［3］等通過滿足決策者不同風險偏好信息的區(qū)間數(shù)互反判斷矩陣計算權重，提出了基于風險偏好信息的尾礦庫安全評價指標權重方法。姜洲等［4］采用EAHP和熵權法結合的方式確定指標權重，基于可拓理論評價尾礦庫的安全等級。陳國定［5］等采用堆棧式編碼器算法對尾礦庫進行安全評價，該方法能夠克服多層網絡結構權值易陷入局部最小值的缺陷。許月等［6］在云模型理論的基礎上，運用三角模糊理論，定量地進行尾礦庫安全綜合評價。馬存金等［7］在顆粒流理論基礎上結合強度折減法模擬擴建后尾礦壩潰壩過程中壩體內部微觀例子的運動特性及潰壩演化規(guī)律，定量計算擴建后尾礦壩壩坡穩(wěn)定系數(shù)。張鑫等［8］采用作業(yè)條件危險性評價方法（LEC法），對水源區(qū)尾礦庫建立了風險評價標準，根據(jù)尾礦庫所屬風險等級，制定了不同應對措施。文獻［9～11］通過構建尾礦庫環(huán)境風險綜合評價的指標體系，采用模糊層次分析方法確定各指標的相應權重，建立模糊綜合評價量化模型，結合各類算法對尾礦庫安全進行綜合性評價。本文結合模糊評價方法構建了尾礦庫綜合安全評價方法，并通過實例對此方法進行驗證。

2 尾礦庫綜合安全評價指標體系

安全評價指標是尾礦庫綜合安全評價系統(tǒng)的關鍵和前提。參考已有的關于尾礦庫安全評價研究［9，12～15］，本文結合商洛市尾礦庫的特點，根據(jù)尾礦庫的建設、運行、管理情況，以及對商洛市歷年來的尾礦庫事故統(tǒng)計分析，確定商洛市尾礦庫不安全影響因素，并通過SPSS 軟件進行數(shù)據(jù)關聯(lián)度分析，確定影響因素之間關聯(lián)度的強弱，最后建立了安全評價指標體系。如圖1所示。

圖1 尾礦庫綜合安全評價指標體系

2.1 管理水平

管理水平主要指能夠準確反映尾礦庫的安全管理的真實水平；包括制度實施水平、日常管理水平、應急管理水平三個方面。其中每個方面均考慮到若干個因素點。如制度實施水平可細化為尾礦庫內部安全規(guī)定的制定、法規(guī)貫徹和標準實施的監(jiān)督、定期安全培訓制度的實施和目標責任制度的實施；日常管理水平可細化為日常巡檢工作、環(huán)保管理和重點部位的檢測；應急管理水平可細化為應急準備和計劃、應急響應與保障、應急評審與改進等。

2.2 運行水平

運行水平主要指尾礦庫在日常生產運行過程中的穩(wěn)定性；主要包括排洪能力、回水系統(tǒng)、水利輸送、設備工作狀況四個方面。排洪能力主要考慮排洪設施的完好程度即能夠正常發(fā)揮排洪功能的程度。水利輸送主要考慮輸送系統(tǒng)泵站的可使用程度、尾礦輸送管道和濃縮設備等。設備工作狀況主要指設備的日常使用狀況。

2.3 尾礦庫自身因素

尾礦庫自身因素指尾礦庫建設的安全性；主要包括尾礦庫設計、尾礦堆存情況和周圍環(huán)境。其中尾礦庫設計主要考慮尾礦庫的設計級別、筑壩工藝材料及礦壩坡度坡高等。堆存情況主要考慮堆積密度、尾礦平均粒度、堆積平均坡比等。周圍環(huán)境主要考慮尾礦庫的選址（地質、地形等）、地震烈度、壩體風化程度等。

3 基于模糊算法的安全評價方法及實現(xiàn)

3.1 模糊算法及評估模型

本文應用模糊數(shù)學理論來解決尾礦庫存在的不確定性問題，以構建其綜合安全評價的解決算法。闡述了模糊評判的基本原理；提出了應用模糊數(shù)學理論解決工藝決策中不確定性問題的研究思路。以商洛市某尾礦庫綜合安全等級評判為例，建立數(shù)學模型，并進行求解。

模糊綜合評判是在模糊的環(huán)境中，針對某一目的，考慮了多種因素的影響，對某事物作出的綜合決斷或決策。設U={u1，u2，…，un}為n 種評判因素構成的集合，稱為因素集；由m 種決斷構成集合V={v1，v2，…，vm}稱為評判集。一般地，各因素對事物的影響是不一致的，故因素的權重分配可視為U上的模糊集，記為

ai表示第i個因素ui的權重，它們滿足歸一化條件：。另外，m個決定也并非都是絕對的肯定和否定，因此綜合后的評判也應看作為V 上的模糊集，記為

其中bj反映了第j種決斷在評判總體V中所占的地位。

假定有一個U 與V 之間的模糊關系R=(rij)n×m∈mn×m，則利用R 就可以得到一個模糊變換元R，這樣便不難構造一個模糊綜合評判模型。它的三個基本要素：

1）因素集U={u1，u2，…，un}；

2）評判集V={v1，v2，…，vm}；

3）單因素評判，即模糊映射：

由R再誘導一個模糊變換：

這意味著三元體（U，V，R）構成了一個這樣的評判模型。

3.2 尾礦庫綜合安全的模糊評價實現(xiàn)

1）評價因素集的確定

對尾礦庫綜合安全評價主要著眼于性，其評價因素最好能夠全面反映影響尾礦庫安全。為此，本文從三個方面綜合考量，各因素所占的權重在征求各位專家意見后，一并確定如下：

（1）尾礦庫的管理水平因素集U1={u11，u12，u13}

其中：u11為管理制度實施水平；u12為日常管理水平；u13為尾礦庫應急管理水平。

本文中三種因素的權重向量為

（2）反映尾礦庫日常運行水平的因素集U2={u21，u22，u23，u24}

其中：u21為排洪能力；u22為回水系統(tǒng)；u23為水利輸送；u24為設備工作狀況。

本文中四種因素的權重向量為

（3）尾礦庫自身的因素集U3={u31，u32，u33}

其中u31為尾礦庫設計。u32為尾礦堆存情況。u33為尾礦庫周圍環(huán)境情況。

本文中這三種因素的權重向量為

對于U1、U2、U3三種性質的因素集的權重分配如下：

2）評論集的確定

評論集V={v1，v2，v3}

其中：v1為簡單；v2為中等；v3為復雜。

3）隸屬度函數(shù)的確定

（1）確定每一因素評判標準的因素等級。

每一個因素對評價集合V 中各等級隸屬標準的設定是非常關鍵的，因為這一標準的設定是否合理，直接關系到評判結果是否客觀。在收集整理商洛市歷年來尾礦庫事故統(tǒng)計的基礎上，根據(jù)前期確定影響因素之間關聯(lián)度的強弱，結合相關管理和研究部門的意見，確定出各因素評判標準取值。

（2）隸屬度函數(shù)關系的確定

按照評判標準，可以理解如圖2 中的（a）、（b）和（c）所示的各因素在不同的值段對各評判等級的隸屬程度。圖2（a）表示決斷V1的隸屬度；圖2（b）表示決斷V2的隸屬度；圖（c）表示決斷V3的隸屬度。從圖中可清楚地知道：超出范圍，則隸屬度值逐漸減小，直至為零，符合實際。

據(jù)圖2（a），可得到隸屬度函數(shù)表達式：

據(jù)圖2（b），可得到隸屬度函數(shù)表達式：

據(jù)圖2（c），可得到隸屬度函數(shù)表達式：

式中：a1、a2取值見評判標準

圖2 不同階段的隸屬程度

4 結語

本文針對商洛市尾礦庫安全管理現(xiàn)狀，不能適應現(xiàn)代安全管理需求；提出了考慮多因素的尾礦庫綜合安全評價模型，為后續(xù)的安全決策提供技術支持，結合尾礦庫綜合安全評價指標體系構建了其決策分析方法，并發(fā)展了基于模糊數(shù)學理論的不確定安全因素分析模型，確定了安全影響因素評判標準的因素等級，并確定了其隸屬度的函數(shù)關系，結果與評定標準比較可得該評價方法符合實際要求。