【文章內(nèi)容簡介】 是對于上層次中的某元素而言，確定本層次與之有聯(lián)系的元素重要性次序的權(quán)重值。它是本層次所有元素對上一層次而言的重要性排序的基礎(chǔ)。 層次單排序的任務(wù)可以歸結(jié)為計算判斷矩陣的特征根和特征向量問題，即對于判斷矩陣 B，計算滿足： maxBW W??? (71) 的特征根和特征向量。λ max為 B的最大特征根， W為對應(yīng)于λ max的正規(guī)化特征向量， W的分量 Wi就是對應(yīng)元素單排序的權(quán)重值。 運用和積法求特征根的計算步驟如下： ① 將判斷 矩陣每一列歸一化： ??? nk kjijij bbb 139。 , 1,2,ij n? (72) ② 對按列歸一化后的判斷矩陣，再按行求和： 29 ③ 將 歸一化處理 ??? nj jii WWW 1 , 1,2,ij n? (73) 則： W=[W1， W2， … ， Wn]T即為所求的特征向量。 ④ 計算最大特 征根： ??? ni i inWBW1max )(? , 1,2,ij n? (74) ⑤ 單排序一致性檢驗 通過前面的分析，我們知道，當(dāng)判斷矩陣 B具有完全一致性時，λ max=n 。但是，在一般情況下是不可能的。為了檢驗判斷矩陣的一致性，需要計算它的一致性指標(biāo)： (75) 式中，當(dāng) CI=0時，判斷矩陣具有完全一致性；反之， CI 愈大，則判斷矩陣的一致性就愈差。 為了檢驗判斷矩陣是否具有令人滿意的一致性，則需要將 CI 與平??? nj iji bW 1 39。 12[ , , ]TnWWW W?max 1nCI n? ?? ? 30 均隨機(jī)一致性指標(biāo) RI 進(jìn)行比較。一般而言， 1或 2 階判斷矩陣總是具有完全一致性的。對于 2階以上的判斷矩陣，其一致性指標(biāo) CI 與同階的平均隨機(jī)一致性指標(biāo) RI 之比，稱為判斷矩陣的隨機(jī)一致性比例，記為 CR。一般地，當(dāng) CR 小于 時，判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就應(yīng)該對判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整。 ?? RICICR (76) 對于 1~9 階矩陣，平均隨機(jī)一致性指標(biāo)如表 74 所示。 表 74 判斷矩陣的隨機(jī)一致性比例 階數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RI 0 0 (5) 層次總排序 利用同一層次中所有層次單排序的結(jié)果，就可以計算針對上一層次而言的本層次所有元素的重要性權(quán)重值，這就稱為層次總排序。層次總排序需要從上到下逐層順序進(jìn)行。對于最高層，其層次單排序就是其總排序。 表 75 層次排序表 層 1A 2A … mA B 層次 31 次 A 層次 B 1a 2a … ma 的總排序 1B 11b 21b … m1b mjj1j=1 ab? 2B 12b 22b … m2b mjj2j=1 ab? nB 1nb 2nb … mnb mjjnj=1 ab? (6) 一致性檢驗 為了評價層次總排序的計算結(jié)果的一致性，類似于層次單排序，也需要進(jìn)行一致性檢驗。為此，需要分別計算下列指標(biāo)： 1miiiCI aCI??? (77) 1miiRI RI??? (78) / ?? (79) 主觀確定板塊和系統(tǒng)權(quán)重 通過對煤 礦技術(shù)人員、煤礦安全管理人員、科研院所、煤礦安全 32 管理研究人員的調(diào)查，得到如下表所示五大板塊和 28 個系統(tǒng)在評價時的權(quán)重： 表 76 煤礦本質(zhì)安全管理體系評價板塊、系統(tǒng)權(quán)重 (AHP) 煤礦本質(zhì)安全管理評審板塊權(quán)重 系統(tǒng) 專家評判權(quán)重 風(fēng)險預(yù)控管理 風(fēng)險管理 1 組織管理 組織結(jié)構(gòu)管理 本質(zhì)安全管理規(guī)章制度 企業(yè)本質(zhì)安全文化管理 文件、記錄管理 本質(zhì)安全管理建設(shè)監(jiān)督 33 體系 人員不安全行為管理 人員不 安全行為控制與管理 1 生產(chǎn)系統(tǒng)安全要素管理 采掘管理 通風(fēng)管理 監(jiān)測監(jiān)控管理 供電電器管理 爆破管理 運輸提升管理 壓氣及輸送管理 壓力容器、手工工具、計量器具、登高及起重作業(yè)管理 防滅火管理 防治水管理 瓦斯監(jiān)測管理 瓦斯抽放管理 34 防突管理 防塵管理 地測管理 輔助管理 消防救護(hù)管理 承包商管理 應(yīng)急與事故管理 職業(yè)健康管理 煤礦準(zhǔn)入管理 井下、井上環(huán)境保護(hù)管理 典型案例信息提供方法 從煤礦瓦斯爆破事故、礦井瓦斯中毒窒息事故、煤與瓦斯突出事故、煤塵爆炸事故、礦井水災(zāi)事故、礦井水害事故、煤礦頂板事故、礦井爆破事故、礦井運輸提升事故、礦井機(jī)電事故等幾個方面選擇我國 19902021 年典型的煤礦事故 200余例，提取事故發(fā)生原因構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本，通過學(xué) 習(xí)提取五大體系和三級 25個系統(tǒng)在煤礦事故中影響力度大?。? (1) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 考慮到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全事故分析中的實 35 際情況，這里神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將采用 BP網(wǎng)絡(luò)。為了獲取體系和系統(tǒng)在煤炭本質(zhì)安全評價中主次關(guān)系，需要構(gòu)造 6個 BP網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表如表 77所示， BP 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖 71。 表 77 煤炭本質(zhì)安全評價 BP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) BP 網(wǎng)絡(luò) 輸入單元 隱含單元 輸出單元 煤炭本質(zhì)安全總體評價 BP 網(wǎng)絡(luò) 5 8 1 組織保障管理體系BP 網(wǎng)絡(luò) 5 8 1 風(fēng)險預(yù)控管理體系BP 網(wǎng)絡(luò) 人員 不安全行為管理體系 BP 網(wǎng)絡(luò) 管理對象管理體系BP 網(wǎng)絡(luò) 15 25 1 36 輔助管理體系 BP 網(wǎng)絡(luò) 6 12 1 煤炭本質(zhì)安全總體評價 BP 網(wǎng)絡(luò)， 5個輸入單元就是組織保障管理、風(fēng)險預(yù)控管理、人員不安全行為管理、生產(chǎn)系統(tǒng)安全要素管理和輔助管理，輸出單元表示事故是否發(fā)生，使邏輯變量，這里用 0， 1 輸出表示， 1 表示事故發(fā)生， 0 表示沒有事故發(fā)生； 5個輸入單元取值也采用邏輯變量表示。 組織保障管理板塊 BP 網(wǎng)絡(luò)， 5個輸入單元就是組織機(jī)構(gòu)管理、本質(zhì)安全管理規(guī)章制度、本質(zhì)安全管理企業(yè)文化管理、文件，記錄管理和本質(zhì)安全管理建 設(shè)監(jiān)督，輸出單元表示組織保障管理是否存在導(dǎo)致事故發(fā)生的問題。 風(fēng)險預(yù)控管理和人員不安全行為管理由于只有一個二級子系統(tǒng)，這里就不建立相應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。 生產(chǎn)系統(tǒng)安全要素管理板塊 BP 網(wǎng)絡(luò)， 15個輸入單元就是采掘管理、通風(fēng)管理、監(jiān)測監(jiān)控管理、爆破管理、運輸提升管理統(tǒng)、壓氣及輸送管理、壓力容器、手工工具、計量器具、登高及起重作業(yè)管理、供電電氣管理、瓦斯抽放管理、 防突 管理、 防塵管理、 防滅火管理、 37 防治水管理、瓦斯監(jiān)測管理、地側(cè)管理，輸出單元表示安全作業(yè)是否存在導(dǎo)致事故發(fā)生的問題。 輔助管理板塊 BP 網(wǎng)絡(luò)， 6個輸入單元就是煤礦 準(zhǔn)入管理、承包商管理、消防與救護(hù)管理、職業(yè)健康管理、應(yīng)急事故管理、井下、井上環(huán)境保護(hù)管理，輸出單元表示安全輔助是否存在導(dǎo)致事故發(fā)生的問題。 圖 71 BP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型圖 如上圖 BP 網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中間隱含層的神經(jīng)元的操作特性為： pj ji pii w O?? (710) ()pj pjO f? (711) 式中： ,ij分別為輸入神經(jīng)單元和隱含神經(jīng)單元； p — 當(dāng)前輸入輸出層 隱含層 輸入層 38 樣本；jiw— 輸入神經(jīng)元 i 到隱含神經(jīng)元 j 的權(quán)值；piO— 輸入神經(jīng)元 i 的當(dāng)前輸入；pjO— 隱含神經(jīng)元 j 的當(dāng)前輸出；pj— 隱含神經(jīng)元 j的當(dāng)前輸入； f — 非線性可微的非遞減函數(shù)； 同樣，網(wǎng)絡(luò)輸出層的神經(jīng)元的操作特性為： pk kj pjj w O??? (712) ()pk pkO f? (713) 式中： k ， j 分別為輸出神經(jīng)單元和隱含神經(jīng)單元； p — 當(dāng)前輸入樣本； kjw— 輸出神經(jīng)元 k 到隱含神經(jīng)元 j 的權(quán)值；pkO—輸出神經(jīng)元 k 的當(dāng)前輸出； pjO— 隱含神經(jīng)元 j 的當(dāng)前輸出；pk— 輸出神經(jīng)元 k 的當(dāng)前輸入； f — 非線性可微非遞減函數(shù)；f 一般取非線性 S形函數(shù)，即； () 1/(1 )xfx e??? (714) 在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練時，根據(jù)輸出與輸入樣本的誤差來不斷調(diào)整各層神經(jīng)元之間的權(quán)值，輸出神經(jīng)元與隱含神經(jīng)元之間的權(quán)值調(diào)整值為： kj pk pkw ??? (715) 39 其中： /( )pk p pkE ???? ? (716) (717) 式中： kjw?— 輸出神經(jīng)元 k 和隱含神經(jīng)元 j 的連接權(quán)值的調(diào)整值； ? — 學(xué)習(xí)速率的比例常數(shù)；pkt— 輸出神經(jīng)元 k 的理想輸出； 隱含神經(jīng)元和輸入神經(jīng)元之間權(quán)值的調(diào)整為： ji pj pjw ???? (718) 其中： 式中： jiw?— 隱含神經(jīng)元和輸入神經(jīng)元 i 的連接權(quán)值的調(diào)整值； 經(jīng)過反復(fù)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，最后使網(wǎng)絡(luò)的實際輸出和理想輸出之間的誤差達(dá)到要求，這樣一個好的網(wǎng)絡(luò)就訓(xùn)練成功。 (2) 樣本數(shù)據(jù) 選擇我國 19902021年典型的煤礦事故 200余例，提取事故發(fā)生原因構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本。 (3) 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí) 根據(jù) BP 網(wǎng)絡(luò)的特征 ，在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和學(xué)習(xí)時，網(wǎng)絡(luò)211 ()2 mp pk pkkE t O????1( )/( )jpj pk kj pjk w ????? ?? 40 的