唐 琦



基于PP模型的矿山企业安全生产状况研究*

唐 琦

(华北理工大学 矿业工程学院，河北 唐山市 063210)

为了对我国矿山企业安全状况进行研究，构建了基于投影寻踪(PP)的矿山企业安全状况评价模型。以唐山地区3家矿山企业为研究对象，进行实证分析。结果表明：3家企业安全状况排序为丙＞甲＞乙；由评价模型的最优投影方向排序得出专业人员素质对企业安全状况影响最大，周围环境对企业安全状况影响最小。另外，由各指标对企业安全状况贡献率来看，安全管理占矿山安全状况的主导地位。

矿山企业；安全评价；安全生产；投影寻踪；最优投影方向

矿山企业一直以来都是安全事故率最高的行业之一，据不完全统计，我国从2004年到2017年共发生煤矿事故21199起，导致35642人死亡，死亡人数约占全球矿难死亡总人数的70%，给国家、社会和企业带来了重大损失，严重阻碍了我国矿山企业的发 展[1−3]。由于影响矿山企业安全生产状况的因素众多，一般的评价方法难以达到预期效果。因此，本文提出基于PP模型的矿山企业安全生产状况评价方法，在专家打分的基础上，定量计算出矿山企业的安全生产状况级别以及安全生产状况的影响因素排序。主观打分与客观计算相结合，有效提高矿山企业安全生产状况评价的准确性。

1 矿山企业安全生产状况指标体系

考虑矿山企业安全工作所涉及到的范围 , 在满足评价体系合理、通用、便于操作等条件下，结合系统工程的思想，建立了矿山企业安全生产状况指标体系[4]。具体结构如表1所示。

2 基于投影寻踪的矿山企业安全生产状况模型

将投影寻踪(PP)算法引入矿山企业安全生产状况评价中，依据投影降维的方法，将多维客观数据按照最优投影方向投射到低维空间，利用MATLAB中遗传算法工具箱优化投影方向，求得最优投影向量，以此确定各项指标对企业安全生产状况的影响程度，最优投影向量值越大代表着该指标影响程度越深[5]。然后求出投影指标值，对各家企业安全生产状况进行评比，同样的，投影指标值越大代表着该企业安全生产状况越优。具体步骤如下：

表1 矿山企业安全生产状况指标体系

(1) 数据归一化处理。假设样本原始数据集为{′(，)|=1，2，…，；=1，2，…，}，其中，分别为样本个数和指标个数。首先对样本原始数据进行归一化处理：

式中，(，)表示归一化值；max()表示第个指标的最大值；min()表示第个指标的最小值。

式中，表示为单位长度向量。

则投影指标函数()为：

式中，S、D分别为投影值()的标准差和局部密度。

(3) 优化投影指标函数()。()会随变化而发生改变，当投影指标函数()为最大值时，样本数据的特征能得到最大程度的反映。

目标函数：

约束条件：

(4) 基于遗传算法的投影值计算。利用MATLAB中遗传算法工具箱优化投影方向，求得最优投影向量，将带入公式(2)得出投影值()。

(5) 综合分析。通过对最优投影方向以及投影值()的数值分析，得出最终的量化结果。

3 实证分析

3.1 数据来源

采用业内专家根据各指标对唐山地区3家国有矿山企业生产状况进行打分。采用李克特量表法进行设计，规定(9，7，5，3，1)=(优秀、较好、一般、较差、差)，8，6，4，2介于好与差的评分之间。结果见表2。

3.2 模型求解

将表2数据代入到基于投影寻踪的企业安全生产状况评价模型中按照PP模型的求解步骤，利用MATLAB软件自带的遗传算法工具箱求得最优投影向量′，将(，)和′代入公式(2)得到最佳投影值()，运算结果见表3~表4。参考表5矿山企业安全生产状况等级划分得到最终的量化结果。

表2 各企业得分情况

表3 基于PP模型的矿山企业安全生产状况指标体系贡献率

表4 基于PP模型的矿山安全生产评价结果

表5 基于PP矿山企业安全生产状况等级划分

4 结 论

(1) 考虑现阶段矿山企业安全生产状况评价结果不理想等原因，提出PP模型的企业安全生产水平评价方法，构建企业安全生产水平指标体系，以期对我国矿山企业安全生产水平进行量化分析。

(2) 依据表4的计算结果可知，投影指标值(丙)＞(甲)＞(乙)，即丙企业安全生产水平最好，等级为优秀；其次为甲企业，企业安全状况等级为一般；乙企业等级较差，企业安全生产水平有待提高。

(3) 由最优投影方向大小排序可知，专业人员素质对企业安全生产水平影响最大，′为0.4219；其次为设备安全性，其值为0.3825；周围环境对企业安全生产水平影响最小，最优投影向量值为0.0689。从企业安全生产水平贡献率可以看出，安全管理占企业安全生产水平的主导地位，其次为安全技术、安全环境、安全教育。

[1]

[2] 孙继平.煤矿安全生产理念研究[J].煤炭学报,2011,36(2): 313−316.

[3] 赵春侠.我国煤矿生产安全事故统计分析及预测[D].绵阳:西南科技大学,2017.

[4] 侯万荣,李体刚,赵淑华,等.我国矿产资源综合利用现状及对策[J].采矿技术,2006,6(3):63−66,113.

[5] 赖运美.论述凡口铅锌矿安全管理新思路[J].采矿技术,2018,18(4):61−62.

[6] 杜春颖,李玉明.基于投影寻踪模型的企业文化测量研究[J].黑龙江八一农垦大学学报,2012,24(3):92−96.

河北省自然科学基金项目(E2016209388).

(2018−08−22)

唐 琦(1989—)，女，河北唐山人，在职研究生，主要从事安全工程方面工作，Email：574009837@qq.com。