中小型煤矿生产安全水平评价方法研究及其应用

摘要

本文综合应用安全科学和系统科学的相关理论和方法，对中小型煤矿的生产区域安全度、生产安全的评价指标体系和综合评价方法、生产安全的投入产出效率和投入决策模型等方面进行了较系统的研究。
　　(1)研究了中小型煤矿区域安全度和系统安全度。阐述了影响煤矿生产安全的危险因素，界定区域安全度和分析安全度和安全等级之间的关系，提出单一区域和组合区域的安全度计算方法，同时结合某煤矿的实际情况进行了实证分析。
　　(2)构建了中小型煤矿生产安全水平评价指标体系。探讨了系统安全评价理论，针对目前我国煤矿生产安全评价体系存在的主要问题和不足，确定了一套较为全面且简单实用的指标体系，从生产区域安全、人员安全、安全管理、安全事故四个方面建立了一个三层22个评价指标的指标体系，并对各评价指标的具体含义进行说明。
　　(3)综合评价了中小型煤矿的生产安全水平。运用主、客观的综合赋权法确定中小型煤矿生产安全水平评价指标的权重，运用灰色层次分析理论、模糊综合评价法、集对分析理论三种评价方法对中小型煤矿进行综合评价，并进行实证分析。针对三种评价方法的优劣进行分析比较。
　　(4)从生产安全水平投入、产出的角度，利用数据包络(DEA)模型对中小型煤矿生产安全投入与产出的相对有效性进行研究。以第三章建立的中小型煤矿生产安全水平评价指标体系为基础，建立基于DEA的投入和产出评价指标体系，并运用CCR模型对15家中小型煤矿的相对有效性进行了实证研究。
　　(5)分析了生产安全投入决策的常用方法，主要包括德尔菲法、头脑风暴法、教育交流法等定性决策，以及决策树法、贴现现金流法、实物期权法等定量方法，说明这些方法在生产安全投入决策中的具体应用，并比较分析方法的优劣。另外，说明了多种人工智能技术在煤矿生产安全决策领域的应用状况。
　　(6)建立了基于BP网络的中小型煤矿生产安全投入决策模型，决策模型以区域安全度、事故发生率和年经济损失金额比例三项指标为模型输入数据，以生产安全投入的十项指标为输出指标，利用MATLAB对DEA有效的10个决策单元为训练样本，对网络进行训练。运用训练好的神经网络模型对5个无效的中小型煤矿进行生产安全投入的测算，通过对原数据和测算数的比较，得出需调整的主要投入指标:一是减少员工“三违”比例和降低矿工的流动性，二是完善安全管理机构组织和提高安全工程技术投入，三是提高矿工的持证率和安全教育的投入。
　　通过上述的研究，建立了中小型煤矿生产安全水平评价指标体系，并进行综合评价，研究了中小型煤矿生产安全投入相对效率，并对其生产安全投入决策问题进行实证分析，形成了一套较为系统的中小型煤矿生产安全水平评价研究体系。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 煤矿安全生产状况

1．1．2 中小型煤矿安全生产现状

1．1．3 中小型煤矿生产安全评价重要性

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 研究现状评述

1．3 研究的理论基础

1．3．1 相关概念的界定

1．3．2 煤矿生产安全系统分析

1．3．3 安全评价原理

1．3．4 安全评价理论和方法

1．4 论文的研究内容及技术路线

1．5 本章小结

第2章 中小型煤矿生产区域安全度研究

2．1 中小型煤矿生产安全的危险因素分析

2．2 区域安全度和安全等级

2．3 安全度的计算

2．3．1 单一区域的安全度计算

2．3．2 组合区域(系统)的安全度计算

2．4 应用举例

2．5 本章小结

第3章 中小型煤矿生产安全水平综合评价指标体系的构建

3．1 指标体系概述

3．2 中小型煤矿生产安全水平综合评价指标体系的构建理论

3．2．1 构建指标体系应遵循的原则

3．2．2 构建的系统框架

3．2．3 构建的过程

3．2．4 构建的方法

3．2．5 指标体系的测验与结构优化

3．3 中小型煤矿生产安全水平综合评价指标体系的构建

3．3．1 煤矿生产安全评价指标体系的研究现状及不足

3．3．2 中小型煤矿生产安全水平综合评价指标体系构建的结构模型

3．3．3 中小型煤矿生产安全综合评价指标体系优化

3．3．4 中小型煤矿生产安全水平各评价指标的含义

3．4 中小型煤矿生产安全综合评价指标体系的特点

3．5 本章小结

第4章 中小型煤矿生产安全水平综合评价

4．1 评价指标的量化处理

4．1．1 定性指标的量化

4．1．2 评价指标属性值的无量纲化

4．1．3 中小型煤矿生产安全综合评价指标的量化处理

4．2 中小型煤矿生产安全水平综合评价指标权重的确定

4．2．1 运用AHP法确定各指标权重

4．2．2 运用熵权法确定各指标的权重

4．2．3 运用主客观赋权法确定权重

4．3 中小型煤矿生产安全水平的综合评价

4．3．1 灰色层次分析法

4．3．2 模糊(Fuzzy)综合评价法

4．3．3 集对分析理论

4．3．4 应用实例

4．3．5 三种方法比较分析

4．4 本章小结

第5章 基于DEA的中小型煤矿生产安全投入水平评价

5．1 DEA模型概述

5．2 超效率SE-CCR模型的引入

5．3 DEA模型用于煤矿生产安全投入水平评价需注意的问题

5．4 基于DEA中小型煤矿生产安全投入水平评价

5．4．1 基于DEA中小型煤矿生产安全投入水平评价指标体系的建立

5．4．2 基于DEA中小型煤矿生产安全投入水平评价指标的数据来源

5．4．3 特殊指标数据处理

5．4．4 基于DEA模型的中小型煤矿生产安全投入水平评价

5．5 本章小结

第6章 煤矿生产安全投入决策方法研究

6．1 生产安全投入决策程序

6．2 影响煤矿生产安全投入决策的因素

6．3 煤矿生产安全投入常用决策方法研究

6．3．1 生产安全投入常用定性方法

6．3．2 生产安全投入常用定量方法

6．4 基于现代智能技术的决策方法

6．4．1 人工智能技术

6．4．2 人工智能在煤矿安全决策中的应用

6．5 本章小结

第7章 基于BP神经网络的中小型煤矿生产安全投入决策

7．1 神经网络概述

7．1．1 神经网络的基本概念及优势

7．1．2 人工神经元模型及分类

7．1．3 神经网络的学习

7．2 BP网络模型及其算法

7．3 基于BP网络的中小型煤矿生产安全投入决策模型建立

7．3．1 输入与输出层的设计

7．3．2 隐含层及其神经元的设计

7．3．3 初始值的选取

7．3．4 中小型煤矿生产安全投入神经网络结构模型

7．4 中小型煤矿安全生产投入决策模型的应用

7．5 中小型煤矿生产安全水平投入决策分析

7．6 本章小结

第8章 结论与展望

8．1 主要工作及研究成果

8．2 主要创新点

8．3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文和科研情况