【文章內(nèi)容簡介】 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 風險預控管理 風險管理 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)安全管理建設監(jiān)督 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 防突管理 防塵管理 地測管理 輔助管理 消防救護管理 承包商管理 應急與事故管理 職業(yè)健康管理 煤礦準入管理 井下、井上環(huán)境保護管理 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)絡訓練樣本，通過學 習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小： (1) 神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 考慮到神經(jīng)網(wǎng)絡在煤礦安全事故分析中的實際情況，這里神經(jīng)網(wǎng)絡將采用 BP網(wǎng)絡。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。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)表如表 77所示， BP 網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)如圖 71。 表 77 煤炭本質(zhì)安全評價 BP 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)表 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) BP 網(wǎng)絡 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 5 8 1 組織保障管理體系BP 網(wǎng)絡 5 8 1 風險預控管理體系BP 網(wǎng)絡 人員 不安全行為管理體系 BP 網(wǎng)絡 管理對象管理體系BP 網(wǎng)絡 15 25 1 輔助管理體系 BP 網(wǎng)絡 6 12 1 煤炭本質(zhì)安全總體評價 BP 網(wǎng)絡， 5個輸入單元就是組織保障管理、風險預控管理、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， 5個輸入單元就是組織機構(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 設監(jiān)督，輸出單元表示組織保障管理是否存在導致事故發(fā)生的問題。 風險預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)，這里就不建立相應神經(jīng)網(wǎng)絡。 生產(chǎn)系統(tǒng)安全要素管理板塊 BP 網(wǎng)絡， 15個輸入單元就是采掘管理、通風管理、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、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)是否存在導致事故發(fā)生的問題。 輔助管理板塊 BP 網(wǎng)絡， 6個輸入單元就是煤礦 準入管理、承包商管理、消防與救護管理、職業(yè)健康管理、應急事故管理、井下、井上環(huán)境保護管理，輸出單元表示安全輔助是否存在導致事故發(fā)生的問題。 圖 71 BP 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)模型圖 如上圖 BP 網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中間隱含層的神經(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 — 當前輸入輸出層 隱含層 輸入層 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 的當前輸入；pjO— 隱含神經(jīng)元 j 的當前輸出；pj— 隱含神經(jīng)元 j的當前輸入； f — 非線性可微的非遞減函數(shù)； 同樣，網(wǎng)絡輸出層的神經(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 的當前輸出； pjO— 隱含神經(jīng)元 j 的當前輸出；pk— 輸出神經(jīng)元 k 的當前輸入； 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)絡進行訓練時，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) 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； ? — 學習速率的比例常數(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)過反復調(diào)整網(wǎng)絡的權(quán)值，最后使網(wǎng)絡的實際輸出和理想輸出之間的誤差達到要求，這樣一個好的網(wǎng)絡就訓練成功。 (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)絡訓練樣本。 (3) 網(wǎng)絡學習 根據(jù) BP 網(wǎng)絡的特征，在網(wǎng)絡訓 練和學習時，網(wǎng)絡211 ()2 mp pk pkkE t O????1( )/( )jpj pk kj pjk w ????? ??的輸入和輸出值必須在區(qū)間 [0， 1]之間。這主要是受網(wǎng)絡所選取的非線性函數(shù)的限制。因而在網(wǎng)絡訓練前首先應將樣本數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)初始化，使它滿足網(wǎng)絡的要求。在神經(jīng)學習前對樣本進行數(shù)據(jù)處理。 (4) 因素影響力度獲取 由于神經(jīng)網(wǎng)絡訓練得到的只是各神經(jīng)網(wǎng)絡神經(jīng)元之間的關(guān)系，要想得到輸入因素相對于輸出因素的真實關(guān)系，也就是輸入因素對輸出因素的決策權(quán)重還需對各神經(jīng)元之間的權(quán)重加以分析處理。為此下面定義幾項指標來描述輸入因素和輸出因素之間的關(guān)系。輸入因素相對輸出因素計算如下： 相關(guān)顯著性系數(shù) 1 (1 )/(1 )p xxij kikr w e e???? ? ?? jkxw? (719) 相對影響系數(shù) 11/mnij ij ijijF r r??? ?? (720) 相關(guān)指數(shù) (1 )/(1 )yyijR e e???? ? ijyr? (721) 絕 對 影 響 系 數(shù) 1/mij ij ijiS R R?? ? (722) 上面公式中： i 為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入單元， i =1… m； j 為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出單元， j =1… n； k 為神經(jīng)網(wǎng)絡的隱含單元， k =1… p；kiw為輸入神經(jīng)元 i 和隱含神經(jīng)元 k 之間的權(quán)系數(shù)；jkw為輸出神經(jīng)元 j 和隱含神經(jīng)元之間 k 的權(quán)系數(shù)。 在上述四個相關(guān)系數(shù)中絕對影響系數(shù) S 就是我們要求的權(quán)重。影響力度獲取數(shù)據(jù)結(jié)果如下： 表 78 煤礦本質(zhì)安全體系評價板塊、系統(tǒng) BP 網(wǎng)絡權(quán)重分配表 煤礦本質(zhì)安全管理評板塊權(quán)重 系統(tǒng) BP 網(wǎng)絡權(quán)重 風險預控管理 風險管理 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 審體系 本質(zhì)安全管理建設監(jiān)督 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 防突管理 防塵管理 地測管理 輔助管理 消防救護管理 承包商管理 應急與事故管理 職業(yè)健康管理 煤礦準入管理 井下、井上環(huán)境保護管理 體系系統(tǒng)綜合影響力度確定 前面主觀方法 AHP 得到的評價體系指標權(quán)重如表 79所示： 表 79 煤礦本質(zhì)安全管理體系評價板塊、系統(tǒng)專家權(quán)重分配表 煤礦板塊權(quán)重 系統(tǒng) 專家評判權(quán)重 本質(zhì)安全管理評審體系 風險預控管理 風險管理 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)安全管理建設監(jiān)督 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 防突管理 防塵管理 地測管理 輔助管理 消防救護管理 承包商管理 應急與事故管理 職業(yè)健康管理 煤礦準入管理 井下、井上環(huán)境保護管理 客觀方法 ANN 確定的評價體系指標權(quán)重如表 710所示： 表 710 煤礦本質(zhì)安全管理體系評價板塊、系統(tǒng) BP 網(wǎng)絡權(quán)重分配表 煤礦本質(zhì)安全管理評審板塊權(quán)重 系統(tǒng) BP 網(wǎng)絡權(quán)重 風險預控管理 風險管理 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)安全管理建設監(jiān)督 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 防突管理 防塵管理 地測管理 輔助管理 消防救護管理 承包商管理 應急與事故管理 職業(yè)健康管理 煤礦準入管理 井下、井上環(huán)境保護管理 將主客觀方法確定的權(quán)重采用如下的合成方法進行合成： 合成計算： ??j jjjjj ww ??? / (723) 上式中 j?就表示最后的權(quán)系數(shù)，j?表示主觀得到的權(quán)系數(shù)，jw表示客觀神經(jīng)網(wǎng)絡得到的權(quán)系數(shù)。合成結(jié)果如下表： 毀 表 711 煤礦本質(zhì)安全管理體系評價板塊、系統(tǒng)綜合權(quán)重分配表 煤礦本質(zhì)安全管理評審體系 板塊權(quán)重 系統(tǒng) 專家評判權(quán)重 BP 網(wǎng)絡權(quán)重 綜合權(quán)重 風險預控管理 風險管理 1 1 1 組織管理 組織結(jié)構(gòu)管理