赵 君，姚有利

（1.大同煤矿集团公司 技术中心，山西 大同 037003；2.山西大同大学 工学院，山西 大同 037003）

山西省煤矿安全与经济协同发展研究

赵 君1，姚有利2

（1.大同煤矿集团公司 技术中心，山西 大同 037003；2.山西大同大学 工学院，山西 大同 037003）

山西省是我国重要的煤矿能源基地。应用协同学原理和方法，对山西省煤矿安全状况与经济发展的协同特性进行了定性分析，对煤矿安全状况与经济发展从无序到有序的协同发展进行了定量分析，建立了煤矿安全与经济协同发展的有序度评价指标体系。文章的研究成果对山西省区域煤矿安全与经济协同发展制定政策措施，以及对提高山西省区域煤矿安全水平都有重大意义。

煤矿安全；协同；评价

煤矿安全对经济的发展、生产力的提高有着重要作用。煤矿安全生产直接关系到经济建设的能源保障和能源战略，对全面建设小康社会以及现代化建设都起着基础性的作用[1]。因此，本文进行煤矿安全与经济复合系统协同度的研究分析，有着较为重要意义。

1 煤矿安全与经济复合系统

煤矿安全与区域经济发展水平有着很强的关联性[2]，职业安全与区域经济系统之间具有相互作用、相互制约、相互影响的关系。煤矿安全良性发展时，能够促进区域经济的发展；区域经济发展加快时，煤矿安全的发展也应很好促进；两者之间如果没有很好的藕合关系，则会对相互之间造成制约。根据复合系统的定义[3-4]，一定区域内的经济、职业安全等子系统通过相互作用、相互制约、相互影响而构成的具有一定结构和功能的有机整体，称为“煤矿安全—区域经济”复合系统（CS-E）。这个系统具备复合系统所有的特性[5-6]。而人口、资源、环境也与该复合系统密切相关，作为“煤矿安全—区域经济”复合系统的外部环境子系统存在的，共同属于“煤矿安全—区域经济”复合系统。

2 评价指标体系、模型和方法

2.1 评价指标体系的建立

CS-E协调发展评价指标体系是对煤矿安全、经济子系统协调发展状况进行综合评价与研究的依据和标准，是综合反映CS-E复合系统不同属性的指标按隶属关系、层次原则组成的有序集合，是衡量、估价、监测某一国家或某一地区在某一时间的CS-E整体发展水平的基本尺度。煤矿安全与经济复合系统是由职业安全和经济两个子系统的多个要素组成的复杂系统。协调发展评价指标体系是描述这个系统中各子系统及其相互间的发展状况的。由于职业安全、经济系统都是由复杂多变量组成，因此，职业安全—经济系统指标体系也必然是庞大的。

根据上述指标体系的构建原则，我们从这些庞大而复杂的指标体系中选择了少量的指标，建立综合评价指标体系，其结构见图1。

由于本文研究实例是针对山西省区域煤矿安全状况与经济发展协调状况的，因此建立了一套由目标层、系统层、控制层和指标层所构成的具有递阶层次结构的指标体系，如表1所示。

评价体系以煤矿安全和经济发展两个子系统间的协调程度作为目标值。对于煤矿安全状况系统层分别从设备保障、人力资源、安技措投投入、安全水平方面选择协调度指标。对于经济发展水平系统层从经济水平、经济活力、经济效率方面选择相应的指标。

2.2 评价模型和方法

图1 CS-E复合系统协调度评价指标体系

表1 煤矿安全与经济发展水平协调度评价指标体系

对于整个系统来说，系统的协调发展评价是子系统之间协调性和子系统发展性共同作用的结果，反映了复合系统发展过程中的协调程度。从协同学讲，协调是系统组成要素之间在发展过程中彼此的和谐一致性。其一致性程度称为协同度。协同作用和协同程度决定了系统在达到临界区域时走向何种序与结构，或称决定了系统由无序走向有序的趋势。根据协同学的役使原理[7]可知，系统在相变点处的内部变量可分为快驰豫变量和慢驰豫变量两类。慢驰豫变量在演化过程中起支配作用，这正像要经过一系列的工序生产某种产品时，产品的产量取决于加工最慢的那道工序一样，变化最慢的参量决定着系统演化的速度和进程。系统从无序走向有序的关键在于系统内部参量之间的协同作用，它左右着系统相交的特征和规律。协同度正是反映这种协同作用的度量[8]。因此，只研究少数几个序参量方程（慢驰豫参量演化方程），就可确定系统的演化行为。本文对孟庆松等[9，10]所构建的科技—经济系统协调模型进行了合理改进，形成了基于系统本身的协同模型。

2.2.1 子系统有序度模型

设某一经济系统发展过程中的序参量为e1=（e11，e12，……，e1n），其中 n≥2，β≤e1i≤α1i，i∈［1，n］，e11，e12，……，e1n可以是刻划经济系统运行机制与运行状况的若干经济指标，不失一般性，假定e11，e12，……，e1k1）的取值越大，经济系统的有序程度越高，其取值越小，经济系统的有序程度越低；假定e1k1+1，……，e1n的取值越大，经济系统的有序程度越低，其取值越小，经济系统的有序程度越高。因此定义如下：

定义1：定义下式为经济系统序参量分量e1i的系统有序度。

由u1（e1i）取值大小，可以说明e1i对系统有序的贡献程度，u1（e1i）的值越大，对经济系统的有序“贡献”也越大。从总体上看，序参量e1对经济系统有序程度的“总贡献”，通过u1（e1i）的集成来实现，常用方法为几何平均法：

定义2：称此定义的u1（e1）为序参量变量e1的系统有序度。由定义2知，u1（e1）∈［0，1］，u1（e1）越大，e1对系统有序的贡献越大，系统有序的程度就越高，反之则越低。设描述煤矿安全系统发展的序参量变量为 e2=（e21，e22，……，e2m），其中，m≥2，β2j≤e2j≤α2j，j∈［1，m］，e21，e22，……，e2m描述煤矿安全状况的具有代表性的指标。同样，不失一般性，假设，e21，e22，……，e2k2的取值越大，煤矿安全系统的有序程度越高，其取值越小，煤矿安全系统的有序程度越低。假定e2k2+1，……，e2m的取值越大，煤矿安全系统的有序程度越低，其取值越小，煤矿安全系统的有序程度越高，同上述定义方法进行定义，称u2（e2）为序参量变量e2的系统有序度。

2.2.2 复合系统有序度模型

定义3(系统协同度模型)：设对于给定的初始时刻t0，经济系统序参量的系统有序度为，煤矿安全系统序参量的系统有序度为，对于整体复合系统在发展演变过程中的时刻t1而言，如果此时经济子系统序参量的系统有序度为，煤矿安全子系统序参量的系统有序度为，定义下式为复合系统协同度：

3 山西省煤矿安全与经济复合系统协同度计算和结果分析

山西省的煤矿安全系统序参量、经济系统序参量、其取值范围见表2和表3，表中的下限的取值都是2000年的各项指标的相应数值，经济子系统的上限取值为《中华人民共和国经济和社会发展第十一个五年规划》纲要中的2010年的各项指标的相应规划值，煤矿安全子系统中的上限值为《国家安全生产十一五规划》和《煤炭工业发展十一五规划》中的2010年的各项指标的相应规划值。

运用模型（1）和（2）序参量系统有序度，计算结果见表4和表5；利用上述结果，运用模型（3）计算以2004年为基准的山西省煤矿安全与经济系统协同度见表6。

由表4结果看出：山西省的u1(e1)在2004年较小，2005到2008年的增幅稳定，说明该地区的经济发展处于有序化的进程中。如果保持目前的发展势头，完全可以实现十一五发展规划的目标，表中的计算结果及其经济内涵与该地区当前经济状况及发展趋势相一致。

由表5结果可见：从2004到2008年，山西省的煤矿安全系统的有序度维持在较高水平，但增幅较小，就说明该地区的煤矿安全状况在这几年中较稳定，稳中有升，表中的计算结果及其涵义与该地区目前的煤矿安全总体水平相吻合。

表6结果表明：山西省的煤矿安全与经济复合系统处于协调发展状态，但是协调程度并不高，与十一五规划的理想状态差距较大。进一步分析表4和表5可知，这种低水平的协同状态是由于经济系统序参量的系统有序度的增幅较大，而煤矿安全系统序参量的系统有序度的增幅较小。因此，今后应该通过实施“安全也是生产力”的发展战略，在加快经济发展的同时，要一步改善煤矿安全状况，以使煤矿安全对经济系统有更加有效的贡献。

4 结论

表2 山西省经济系统序参量e1=(e11,e12,e13,e14,e15,e16，e17）

表3 山西省煤矿安全系统序参量e2=(e21,e22,e23,e24,e25)

表4 山西省经济系统序参量的系统有序度

表5 山西省煤矿安全系统序参量的系统有序度

表6 以2001年为基准的山西省煤矿安全与经济系统协同度

（1）从山西省的两个子系统的序参量的系统有序度的变化中把握整体系统的协调状况，因而对整体系统是一种动态把握与分析，综合考虑两个子系统的情况，经济子系统的有序程度提高幅度较大，而煤矿安全子系统的有序程度提高幅度较小，则整个系统不能处于较好的协调状态。（2）由矿安全与经济发展协同度C可知：从整体趋势上看，系统协同度呈增长趋势，但整体协同程度仍然不高。（3）山西省“煤矿安全—经济”复合系统协同度偏低的主要原因是：矿安全子系统的序参量的有序度偏低。因此，要不断全面地加强煤矿安全生产的保障力度，进一步改善煤矿安全状况，以使煤矿安全对经济系统有更加有效的贡献。在煤矿安全与经济复合系统内部外部形成良性循环的物质流、能量流、信息流，才能促进煤矿安全与经济协调发展。

[1] 孙仕敏，王砥.煤矿职业安全与健康对经济的影响研究[J].中国安全科学学报,2006，16（6）：60-64.

[2] 姚有利.职业安全状况演化规律定量分析及其应用研究[D].北京：中国矿业大学.2008.

[3] 钱学森.论系统工程[M].湖南：科学技术出版社.1983.

[4] 顾培亮.系统分析与协调[M].天津:天津大学出版社,1998.

[5] 成思危.复杂科学与管理[J].中国科学院院刊.1999,(3):175-183.

[6] 卢焕忠.系统科学引论.社会.经济.管理[M].昆明：云南教育出版社.1988.

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[8]ALFRED Greiner,WILLI Semmler.Externalities of investment,education and economic growth[J].Economic Modeling,2002,19:709-724.

[9]苗红.“高等教育—经济”复合系统的复杂性及其协调发展研究[D].天津:天津大学,2004.

[10] 盂庆松,韩文秀.科技经济复合系统研究.[J]河北师范大学学报（自然科学版),1999,23(2):177-180.

Abstract:Shanxi province is an important national coal energy base.With synergetics,qualitative analysis is conducted on the synergetic features between safety and economic development and quantitative analysis is carried on the synergetic development process from chaos to order.Besides,the order degree evaluation index of the synergetic development is established.The results are valuable to make the policy and to increase safety level for Shanxi regional mine safety and its economy synergetic development.

Key words:mine security;synergetics;evaluation

编辑：徐树文

Study on Synergetic Development of Mine Safety and Economy in Shanxi Province

ZHAO Jun1,YAO You-li2
(1.Technology Center of Datong Coal Group,Datong Shanxi 037003;2.Technology College of Datong University,Datong Shanxi 037003)

TD984

A

1672-5050（2012）05-0044-04

2011-11-10

赵 君（1965—），男，山西大同，大学本科，高级工程师，从事煤矿安全工程与管理方面的研究。